VCSELS密封软包电池,提速三倍

近日，通快光电器件公司（TRUMPF Photonic Components）在德国斯图加特举办的2023年欧洲电池储能展上，重点展示了其TruHeat VCSEL产品系列两种锂电池制造解决方案。

据报道，这两个锂电池制造的紧凑型VCSEL系统可以产生直接均匀的红外激光，有效地热处理表面和材料，几乎没有能量损失。

快速光电器件公司营销和销售副总裁Ralph Gudde指出:“可持续制造设备比以往任何时候都更重要。与许多传统的生产方法相比，我们的TruHeat VCSEL系统占地面积更小更紧凑，性能更高效。”

VCSELS干燥电池箔，有效降低CO₂排放量

近年来，电池箔干燥已成为VCSEL系统的主要应用领域。在保持溶剂含量尽可能低的情况下，电极箔上的活性物质可以高效均匀地干燥。

Ralph Gudde说：“在电池制造过程中，CO₂排放的最大部分是由电池箔涂层的干燥引起的。使用我们的TruHeatt VCSEL系统的能效提高了两倍甚至两倍以上。”

基于VCSEL的加热系统以直接、可控、均匀的方式对电池浆液施加红外辐射。与标准烤箱相比，该系统需要更少的能源，可以显著减少整个生产系统的占用空间和足迹。使用易于维护和高度可靠的TruHeat VCSEL系统的电池箔干燥过程是传统生产的三倍。

VCSELS密封软包电池，提速三倍

除了电池箔干燥外，软包装电池的密封也是VCSEL系统的关键应用。在使用快速VCSEL加热系统的基础上，直接热处理后的实际密封时间快三倍，甚至短于1秒。由于焊接热量仅用于软包装电池铝箔，靠近焊缝，生产速度也可以提高。

此外，由于TruHeatt， VCSEL系统配备了单独的排放区，形成了有针对性的加热剖面，因此几乎没有热损失或能源浪费。由于功率可以调整到软包装电池的特殊区域，单个发射区域可以产生优良的密封质量。

最后，快速分离了加热和压缩过程，这意味着在压力机打开之前，接头可以冷却下来。这反过来又防止了接缝凝固过程中不受控制的分层现象，避免了传统常规工艺中经常遇到的尴尬场景。

TruHeat VCSEL高度精确的密封过程可以很好地避免褶皱和鼓包，从而大大延长了软包电池的整体使用寿命。VCSEL加热系统的处理区域也可根据不同的电池模块进行灵活调整。

多个电池加工和制造应用优势

通快凭借VCSEL等激光应用，致力于为电动汽车生产和制造更具成本效益的电池。通过使用通快专有激光模块，电池制造商将能够显著降低未来电池电极生产的能源成本和空间占用，帮助制造商进一步实现工业化生产。

与竞争对手相比，电池制造商可以使用数百万这样的小型半导体激光器（VCSEL）组合成高功率模块，以更高的可重复性和速度密封软包装电池。这些半导体激光器的参数也可以非常准确地设置。与热过程不同，软包电池在密封这些半导体激光器时，克服了发热故障的风险。因此，电池制造商也降低了废品率，进一步节约了昂贵的原材料。

这些半导体激光器在电池制造中的另一个应用是电池电极的干燥。通快全球电池项目负责人Johanes “我们的VCSELS在干燥过程中设定了一个新的标准，”Buhrle说。与传统的干燥技术相比，制造商节省了30美元％能源成本，设备占地面积也大大降低。”

快速多焦点光学设备首次实现了工业规模的密封铝电子外壳焊接。使用这些设备的制造商最终可以使用廉价和轻质的铝来生产电力电子设备的外壳，而不是过去昂贵的不锈钢。

除电力电子外壳外，电池组的冷却管理是激光铝焊接的另一个热点应用领域。换热器的焊缝必须提供100个％密封紧密，以保护电池和敏感的电子元件免受潮湿。在本应用中，配备多焦点光学技术的快速激光实现了激光焊接过程的可靠性，实现了加速、节能等多种优点。