Hoewel veel mensen nog steeds bepaalde zorgen hebben over het bereik en de veiligheid van elektrische voertuigen, is de ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen een onvermijdelijke keuze voor China om een auto-krachtpatser te worden en een strategische stap om het klimaatprobleem op te lossen en het concept van groene ontwikkeling te bepleiten. Met de stevige promotie op beleidsniveau zullen sommige van de huidige problemen van elektrische voertuigen uiteindelijk worden overwonnen, en het is slechts een kwestie van tijd voordat nieuwe energievoertuigen brandstofvoertuigen vervangen.
Nieuwe energievoertuigen zijn al een niet te stoppen nieuwe kracht op de markt. Gegevens uit 2023 van het ministerie van Industrie en Informatietechnologie begin 2023 toonden aan dat China's nieuwe energievoertuigen in 2022 explosief bleven groeien en acht opeenvolgende jaren de eerste ter wereld bleven, en dat de marktpenetratiegraad een nieuw record bereikte.
Uit gegevens van de China Association of Automobile Manufacturers blijkt dat de productie en verkoop van nieuwe energievoertuigen in China vanaf mei 2023 713,000 en 717,000 eenheden bedroeg, een stijging van 11,4 procent en 12,6 procent op jaarbasis, en meer respectievelijk 53 procent en 60,2 procent op jaarbasis, met een marktaandeel van 30,1 procent.
Cumulatief, van januari tot mei 2023, voltooide de cumulatieve productie en verkoop van nieuwe energievoertuigen in China respectievelijk 3,005 miljoen en 2,94 miljoen eenheden, met een cumulatieve groei van respectievelijk 45,1 procent en 46,8 procent, en een marktaandeel van 27,7 procent.
Onlangs is in Guangzhou het 20 miljoenste nieuwe energievoertuig geproduceerd in China van de band gerold! China zal naar verwachting het eerste land ter wereld worden dat het tijdperk van de jaarlijkse verkoop van nieuwe energievoertuigen tot 10 miljoen eenheden zal doorbreken.
Door de voortdurende groei van productie en verkoop is de markt voor de productie van elektrische voertuigen voor huishoudelijk gebruik hotter dan ooit. De lasertechnologie is in veel opzichten onmisbaar, van de productie van lithiumbatterijen tot de productie van carrosserieën en onderdelen. De voortdurende en snelle groei van de incrementele markt brengt enorme zakelijke kansen met zich mee die voor zich spreken. Met de aantrekkelijke zakelijke kansen is het niet verwonderlijk dat fabrikanten massaal naar de markt voor nieuwe energievoertuigen gaan.
De toepassing van laser bij de productie van accu's
Krachtbatterij is de krachtbron van elektrische voertuigen, momenteel gedomineerd door lithiumbatterijen. China's power battery-industrie blijft de wereld leiden, 70 procent van de power batterys wordt in China gemaakt.
Het productieproces van lithiumbatterijen kan hoofdzakelijk worden onderverdeeld in drie delen: paalproductie, celproductie en assemblage van batterijpakketten. Bij het fabricageproces van lithiumbatterijen en batterijpakketten zijn een groot aantal lasersnij-, las- en verwijderings-/reinigingsprocessen vereist.
(1) Lasersnijden
Lasersnijtechnologie kan worden toegepast op de voorprocessen zoals het snijden en vormen van nokken, het snijden van polen en het snijden van diafragma's in het productieproces van lithiumbatterijen.
Het zagen van nokken vereist bijvoorbeeld glad en braamvrij, geen opgerolde randen en geen risico op beschadiging van de batterijscheider; bovendien, naarmate de specifieke energie van lithiumbatterijen hoger en hoger wordt, wordt de weerstand in de batterij steeds kleiner en ontwikkelen de lithiumbatterijnokken zich van enkele nok tot multi-lug en van multi-lug tot volledige nok. Door de hoge proceseisen vallen ultrasnelle lasers op. Ze kunnen meerdere materialen en verschillende diktes van de paalnokken snijden, en de koude verwerking zorgt voor snijresultaten van hoge kwaliteit.
Voor deze sneden van metaalfolie kunnen infrarood gepulseerde lasers worden gebruikt, of groene en ultraviolette producten kunnen worden gebruikt als sneden van hogere kwaliteit vereist zijn. Vanuit het perspectief van pulsbreedte zijn de huidige industriële toepassingen voornamelijk lasers van nanoseconden en picoseconden, waarvan picosecondeproducten geleidelijk de mainstream innemen; terwijl femtoseconde lasers ook worden gebruikt, maar in termen van stabiliteit om zich aan te passen aan de continue werking van industriële productielijnen, zijn verdere inspanningen nodig.
Het membraan in lithiumbatterijen, voornamelijk polyethyleen (PE), polypropyleen (PP) met uitstekende mechanische eigenschappen, chemische stabiliteit en relatief goedkoop polyolefine-membraan. Voor het snijden van dit soort materiaal is een UV-laser het meest geschikt.
Met steeds kortere golflengten en kortere pulsbreedtes van groen licht, de bron van ultraviolet licht in kracht, stabiliteit en andere aspecten van de prestaties blijft verbeteren, de laser zal een efficiënter en kwalitatief beter snijden van deze filmproducten in lithiumbatterijen bereiken.
(2) Laserlassen
Lassen is het belangrijkste proces dat wordt gebruikt bij de productie van lithiumbatterijen en batterijpakketten.
In het fabricageproces van cellen, modules en pakketten Li-ion-batterijen zijn er meer dan 20 processen waarbij lassen nodig is om geleidende verbindingen of afdichtingsfuncties te bereiken. De overgrote meerderheid van hen vereist laserlassen om dit te bereiken.
Bij batterijen met vierkante behuizing is laserlassen vereist voor de schaal, het afdichten van spijkers, het monteren van het deksel en het afdichten; bij cilindrische batterijen en modules is laserlassen vereist voor de poolschoenen, kappen en rails.
Dit type lassen, het materiaal voor het dunnere aluminium en op koperbasis, voor dit soort lassen met een hoog anti-materiaal, het gebruik van infraroodlichtlassen dat gevoelig is voor spatten en vele andere defecten, in vergelijking met de groene en blauwe lichtabsorptie-efficiëntie is hoger, laskwaliteit is ook beter.
Door de hoge absorptiegraad van koper in de blauwe lichtband verdient het meer de voorkeur om blauwlichtlasers te gebruiken voor het lassen. De blauwe laser met toenemend vermogen en straalkwaliteit zal een krachtig hulpmiddel zijn voor lastoepassingen met lithiumbatterijen.
De laatste tijd hebben veel fabrikanten in binnen- en buitenland zich op het gebied van blauwlichtlaser verdiept en zijn er al verschillende vermogens beschikbaar zoals 100W, 800W, 1kW en 4kW.
Het lasproces is relatief complex, om de kwaliteit van het lassen beter te kunnen bewaken, zijn er ook veel fabrikanten die een real-time monitoringprogramma voor laserlassen hebben ontwikkeld, volgens de verkregen feedback-informatie over de kwaliteit van de lasnaad, lasparameters kan tijdig in de beste staat worden gebracht.
(3) Laser verwijderen/reinigen
Laserpaal schoonmaken
Bij het fabricageproces van lithiumbatterijen moet de coating in het gebied van de poolschoen die moet worden gelast, worden gereinigd voordat de poolschoen wordt gelast. De te verwijderen coatings zijn grafiet en lithiummetaaloxide om de lipjes van koper- of aluminiumfolie bloot te leggen.
De sleutel tot deze stap is om alleen het coatingmateriaal te verwijderen zonder de metaalfolie eronder te beschadigen. Vergeleken met mechanisch schrapen en andere verwijderingsmethoden veroorzaakt de laserreinigings- en verwijderingsoplossing minimale schade aan de koperfolie en heeft het voordeel dat het effectief, efficiënt en groen is, waardoor het de ideale oplossing voor het verwijderen van de coating in de industrie is. Voor deze stap van het proces worden meestal gepulseerde infraroodlasers gebruikt.
Daarnaast worden halfgeleiderlasers ook direct gebruikt in het elektrodedroogproces voor lithiumbatterijen.
Lasertoepassingen in de productie van voertuigen en onderdelen
Men kan zeggen dat het gebruik van lasertechnologie bij de fabricage van voertuigen en onderdelen bijna alomtegenwoordig is en al tientallen jaren wordt gebruikt, en het is relatief geen nieuwe toepassing. De grote vraag in de markt en het niet-aflatende streven naar een hogere productiekwaliteit zorgen er echter voor dat deze markt zich blijft ontwikkelen.
Er zijn veel plaatsen waar laserlassen wordt gebruikt bij de fabricage van complete voertuigen en componenten, waaronder: transmissietandwielen, oliefilters, hydraulische klepstoters, airbag-ontstekers, brandstofinjectoren, ABS-batterijkleppen, stoelen, lichten, sensoren en andere componenten; en carrosseriedelen zoals daken, deuren, motorkappen en achterkleppen, die allemaal actief zijn in laserlassen.
Laserlassen van de carrosserie, de sterkte kan met meer dan 30 procent worden verhoogd, de veiligheid van de auto is hoger; het gebruik van laserlassen van auto-onderdelen kan het volume verminderen om te voldoen aan de miniaturisatie van componenten, de ontwikkelingstrend van lichtgewicht voertuigen.
Neem de huidige, meer gangbare aandrijfmotor met platte draad als voorbeeld, het betrokken laserproces omvat het lassen van motorsiliciumstaal, haarspeld (haarspeld) platte draad onlakken en lassen, evenals het lassen van de motorbus.
Blauw licht is het favoriete gereedschap voor het lassen van koper en er zijn al krachtige blauwe lasers van 1kW en 4kW beschikbaar; andere fabrikanten hebben het gebruik van blauwe lasers met infraroodlasers voorgesteld om koper van verschillende diktes te lassen om een betere laskwaliteit te bereiken en de efficiëntie te verbeteren.
Naast lastoepassingen kan lasertechnologie ook worden gebruikt voor het snijden van hoogwaardig staal voor carrosserieën, het snijden van airbagmaterialen, het snijden van auto-interieurmaterialen, het traceerbaar markeren van motoren, banden en andere onderdelen, het onlakken van platte koperdraad en vele andere aspecten. Het is duidelijk dat in Europa en de Verenigde Staten en andere ontwikkelde industrielanden 60 tot 80 procent van de auto-onderdelen wordt voltooid met laserbewerking. Met de voortdurende ontwikkeling van China's markt voor nieuwe energievoertuigen, zal lasertechnologie een enorme potentiële toepassingsmarkt inluiden; samen met de vooruitgang van toepassingen, geloof ik dat de lasertechnologie zelf en de toepassingseffecten ook voorwaarts zullen blijven evolueren.
