Automatic Battery Pack Assembly Line For ESS

تطبيق اللحام بالليزر في خطوط تجميع بطاريات تخزين الطاقة

December 12 , 2025
تطبيق اللحام بالليزر في خطوط تجميع بطاريات تخزين الطاقة


من تصنيع خلايا بطاريات تخزين الطاقة إلى تجميع حزم البطاريات، تُعدّ عملية اللحام عملية تصنيع أساسية. وتُعتبر الموصلية، والقوة، ومقاومة تسرب الهواء، ومقاومة إجهاد المعدن، ومقاومة التآكل لبطاريات الليثيوم معايير تقييم نموذجية لجودة لحام البطاريات. ويؤثر اختيار طرق وعمليات اللحام بشكل مباشر على تكلفة البطارية وجودتها وسلامتها واتساقها.


من بين طرق اللحام المختلفة، يبرز اللحام بالليزر بالمزايا التالية: أولاً، يتميز اللحام بالليزر بكثافة طاقة عالية، وتشوه لحام صغير، ومنطقة متأثرة بالحرارة صغيرة، مما يمكن أن يحسن بشكل فعال دقة الأجزاء، مما ينتج عنه لحامات ناعمة وخالية من الشوائب وموحدة وكثيفة دون الحاجة إلى طحن إضافي.

ثانيًا، يمكن التحكم بدقة في لحام الليزر، بفضل بقعة التركيز الصغيرة وتحديد المواقع بدقة عالية. وعند دمجه مع الأذرع الروبوتية، يصبح من السهل أتمتته، مما يحسن كفاءة اللحام ويقلل وقت العمل ويخفض التكاليف. علاوة على ذلك، عند لحام الصفائح الرقيقة أو الأسلاك ذات الأقطار الدقيقة بالليزر، فإنه أقل عرضة لمشكلة إعادة الانصهار مقارنةً بلحام القوس الكهربائي.

تشمل طرق اللحام الرئيسية لبطاريات تخزين الطاقة اللحام الموجي، واللحام بالموجات فوق الصوتية، واللحام بالليزر، واللحام بالليزر للمعادن المختلفة، مع كون اللحام بالليزر حاليًا الطريقة الأكثر شيوعًا.


Energy Storage System

طرق لحام بطاريات تخزين الطاقة:

① اللحام الموجي : هو في الأساس مزيج من اللحام بالموجات فوق الصوتية واللحام بالليزر؛

② اللحام بالموجات فوق الصوتية : هذه الطريقة سهلة الاستخدام، ولكنها تتطلب مساحة أكبر، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة تجميع الوحدات؛

③ اللحام بالليزر : الطريقة الأكثر استخدامًا حاليًا، ولكن مع اختلافات هيكلية طفيفة؛

④ لحام المعادن غير المتشابهة بالليزر تتميز طريقة اللحام هذه أيضًا بكفاءة تجميع عالية وسرعة إنتاج عالية.


ما هو اللحام بالليزر؟

تستخدم عملية اللحام بالليزر نظامًا بصريًا لتركيز شعاع ليزر عالي الكثافة كمصدر حراري في منطقة صغيرة جدًا، مما يُنشئ منطقة حرارية مركزة للغاية في موقع اللحام خلال فترة وجيزة. يؤدي ذلك إلى انصهار المواد المراد لحامها، مُشكلاً نقطة لحام قوية أو خط لحام متين.

تُعدّ اللحام بالليزر طريقة لحام حديثة تشهد تطوراً سريعاً. وتتميز هذه الطريقة بعدة مزايا، منها: منطقة متأثرة بالحرارة أصغر، ونقاط لحام أصغر، ودقة أبعاد أعلى، ولحام لا يتطلب قوة خارجية، مما ينتج عنه تشوه ضئيل للمنتج، وجودة لحام عالية، وكفاءة عالية، وسهولة في التشغيل الآلي.

ACEY 1500W-6000W Laser Welding Machine For Lithium Ion Batteries


تتكون البطاريات عادةً من مواد متنوعة مثل الفولاذ والألومنيوم والنحاس والنيكل. ويمكن استخدام هذه المعادن لتشكيل الأقطاب الكهربائية والأسلاك والأغلفة. ولذلك، فإن اللحام بين مادة واحدة أو عدة مواد يتطلب دقة عالية في عملية اللحام.

تكمن ميزة اللحام بالليزر في قدرته على لحام مجموعة واسعة من المواد، مما يتيح اللحام بين المواد المختلفة.

أنواع اللحام بالليزر
تشمل اللحام بالليزر نوعين رئيسيين: اللحام بالتوصيل الحراري واللحام بالاختراق العميق. ويكمن الفرق الأساسي بينهما في كثافة الطاقة المُطبقة على سطح المعدن في وحدة الزمن؛ إذ تختلف القيم الحرجة باختلاف المعادن.


ثلاثة أنواع من الليزر شائعة الاستخدام في لحام بطاريات تخزين الطاقة بالليزر
تُعد بطاريات تخزين الطاقة نظامًا متكاملًا يتكون من أجهزة تخزين طاقة البطارية (من المكونات الفردية → وحدات حزمة البطارية → خزائن البطارية → وحدات تخزين طاقة البطارية → معدات تخزين طاقة البطارية)، ونظام التحكم في الطاقة (PCS)، ومكونات الترشيح.


في مجال اللحام بالليزر لبطاريات تخزين الطاقة، فإن أكثر أنواع الليزر استخدامًا هي الليزر النبضي، والليزر المستمر، والليزر شبه المستمر.

  • الليزر النبضي ليزرات YAG، ليزرات MOPA؛
  • الليزر المستمر : ليزرات أشباه الموصلات المستمرة، ليزرات الألياف المستمرة؛
  • الليزر شبه المستمر سلسلة ليزر QCW.

يمكن فهم هذه الليزرات على النحو التالي: دق دبوس الإبهام بضربة واحدة في كل مرة يكون نبضيًا؛ الضغط على دبوس الإبهام مباشرة باليد يكون مستمرًا؛ الحفر بشكل مستمر لمدة 10 ثوانٍ، ثم الراحة لمدة ثانية واحدة، ثم الحفر بشكل مستمر لمدة 10 ثوانٍ أخرى، ثم الراحة لمدة ثانية واحدة، يكون شبه مستمر.


الليزر النبضي تشير هذه المصطلحات إلى الليزر ذي عرض نبضة ليزرية واحدة أقل من 0.25 ثانية، والذي يعمل مرة واحدة فقط على فترات منتظمة. يتميز هذا النوع من الليزر بقدرة خرج عالية، وهو مناسب لأغراض الوسم والقطع وتحديد المدى بالليزر.

تشمل أنواع الليزر النبضي الشائعة ليزرات الحالة الصلبة مثل ليزر الإيتريوم ألومنيوم غارنيت (YAG)، وليزر الياقوت، وليزر النيوديميوم الزجاجي، بالإضافة إلى ليزر النيتروجين الجزيئي وليزر الإكسيمر. تعتمد الليزرات النبضية على مبدأ ليزر YAG، وتتميز بطاقة نبضة واحدة عالية واستهلاك عالٍ للطاقة، مما يستلزم استبدال المواد الاستهلاكية بانتظام مثل مصابيح الزينون، ويتطلب استخدام مبرد.

تتميز هذه الليزرات بنضجها الكبير وتكلفتها المنخفضة نسبيًا، وهي حاليًا الأكثر استخدامًا في لحام المعادن. مع ذلك، ونظرًا للقيود التقنية القائمة على مبدأ ليزر YAG، لا يستطيع القطاع الصناعي ككل تحقيق قدرة ليزرية عالية جدًا في الوقت الراهن؛ إذ إن كفاءة التحويل الكهروضوئي ليست عالية (حوالي 13%).

ليزر الموجة المستمرة الليزر هو ليزر يُصدر ضوءًا بشكل مستمر، أي أنه يعمل في حالة مستقرة. في ليزر الموجة المستمرة، يكون عدد الجسيمات في كل مستوى طاقة ومجال الإشعاع داخل التجويف موزعين بشكل ثابت.

تتميز ليزرات الموجة المستمرة بقدرتها على إثارة الوسط العامل وانبعاث الليزر بشكل متواصل لفترة طويلة نسبياً. وتندرج ضمن هذه الفئة ليزرات الحالة الصلبة التي تُثار بمصادر ضوئية مستمرة، بالإضافة إلى ليزرات الغاز وليزر أشباه الموصلات التي تعمل بالإثارة الكهربائية المستمرة.

نظراً لأن ارتفاع درجة الحرارة غالباً ما يكون أمراً لا مفر منه أثناء التشغيل المستمر، فإن معظمها يتطلب تدابير تبريد مناسبة.

تعتمد ليزرات الموجة المستمرة على مبدأ ليزرات الألياف YLP. ولأنها قادرة على إصدار الضوء باستمرار بقدرة ثابتة (عندما تكون نقاط انبعاث الليزر سريعة بما يكفي وكثيرة العدد، فإنها تتصل في خط مستقيم)، فإن طاقة الليزر الخارجة تكون ثابتة، واستقرار الليزر جيد جدًا، ونمط الشعاع ممتاز، وكفاءة التحويل الكهروضوئي عالية جدًا (حوالي 30%).


نوع جسر ACEY ماكينة لحام ليزر جلفانومتر مستمر تستخدم هذه الآلة ليزر الألياف المتطور عالميًا كمصدر لليزر. وبفضل دمجها مع آلة الجسر المتحركة التي طورتها وصممتها وصنعتها شركتنا بشكل مستقل، تتمتع بصلابة وثبات فائقين. تعمل الآلة بنظام نقل دقيق عبر سكة توجيه، وهي مزودة بمحرك سيرفو عالي الاستجابة، يتميز بدقة وسرعة عاليتين. وهي مناسبة للحام النحاس والألومنيوم والحديد والنيكل أو سبائكها، وتُعدّ مثالية بشكل خاص للحام قضبان التوصيل المصنوعة من الألومنيوم أو توصيلات بطاريات النيكل المربعة.

Laser welding for prismatic battery pack

ليزرات الموجة شبه المستمرة (QCW) تُنتج ليزرات الموجة شبه المستمرة (QCW)، والتي تُسمى أيضًا ليزرات النبضات الطويلة، نبضاتٍ في حدود أجزاء من الألف من الثانية بدورة تشغيل تبلغ 10%. وهذا يُتيح للضوء النبضي أن يتمتع بقدرة ذروة أعلى بأكثر من عشرة أضعاف من الضوء المستمر، وهو ما يُعدّ ميزةً كبيرةً لتطبيقاتٍ مثل الحفر. ويمكن تعديل تردد التكرار حتى 500 هرتز اعتمادًا على عرض النبضة. وتعمل ليزرات الموجة شبه المستمرة (QCW) في آنٍ واحدٍ في وضعَي التشغيل المستمر والنبضات ذات قدرة الذروة العالية. وعلى عكس ليزرات الموجة المستمرة التقليدية (CW)، تحافظ ليزرات الموجة شبه المستمرة (QCW) دائمًا على نفس قدرة الذروة ومتوسط القدرة في كلٍّ من وضعَي التشغيل المستمر (CW) والتشغيل المستمر/التعديل. في المقابل، تكون قدرة الذروة لليزر الموجة شبه المستمرة (QCW) في وضع النبضات أعلى بعشرة أضعاف من متوسط قدرته.

وبالتالي، يسمح هذا بتوليد نبضات عالية الطاقة بالميكروثانية والمللي ثانية بترددات تكرار تتراوح من عشرات الهرتز إلى الكيلوهرتز، مما يحقق متوسط طاقة وذروة طاقة بالكيلوواط.

مزايا معدات اللحام بالليزر في بطاريات تخزين الطاقة:
1. عملية اللحام لا تتطلب تلامسًا، مما يقلل من الإجهاد الداخلي على أضلاع اللحام.
2. لا ينتج عن عملية اللحام أي فيضان أو إطلاق للمواد، مما يمنع التلوث الثانوي.
3. يتميز اللحام بقوة عالية وإحكام ممتاز للهواء، مما يلبي المتطلبات الوظيفية.
4. يمكن للحام بالليزر أن يلحم مواد مختلفة، بما في ذلك المواد الغشائية والمواد غير المتشابهة.
5. يمكن دمج اللحام بالليزر بسهولة في الأنظمة الآلية ويمكن تنفيذه بشكل متزامن وفقًا لاحتياجات طاقة الإنتاج، مما يؤدي إلى كفاءة عالية وإجهاد داخلي منخفض.
6. تتضمن عملية اللحام بالليزر هياكل بسيطة ومريحة، مما يقلل من تعقيد هياكل القوالب.
7. يمكن مراقبة عملية اللحام رقميًا وبذكاء، مما يلبي الحاجة إلى تصور البيانات.

8. يمكن دمج هذا النوع من عمليات اللحام بشكل فعال مع خطوط الإنتاج الآلية، مما يلبي احتياجات الإنتاج الضخم ويحقق إنتاجًا عالي الكفاءة مع استهلاك منخفض.


شركة أيسي للطاقة الجديدة تتخصص في توفير معدات إنتاج متكاملة وحلول شاملة لـ خط تجميع حزم بطاريات الليثيوم أيون من الخلية إلى العبوة، نقدم حلولاً مصممة خصيصاً للمبتدئين في مجال تخزين طاقة بطاريات الليثيوم. سواءً تعلق الأمر بتخطيط خطوط الإنتاج، أو دمج المعدات، أو المراحل الرئيسية مثل تجميع الوحدات، واللحام بالليزر، ودمج نظام إدارة البطارية، والاختبار النهائي للعبوة، فإننا نوفر دعماً فنياً موثوقاً وأنظمة إنتاج فعالة ومستقرة. نرحب ترحيباً حاراً بالعملاء من جميع أنحاء العالم، ونتطلع إلى أن نكون شريككم المحترف والموثوق لبناء مستقبل أفضل معاً.

اترك رسالة
اترك رسالة
إذا أنت مهتم بمنتجاتنا وترغب في معرفة المزيد من التفاصيل ، يرجى ترك رسالة هنا ، وسنقوم بالرد عليك في أقرب وقت ممكن

الصفحة الرئيسية

منتجات

اتصل

whatsApp