隨著工業(yè)發(fā)展，碳排放量日益劇增，降低生活環(huán)境質(zhì)量水平。為了減少碳排放，世界各國達(dá)成一致，簽署《聯(lián)合國氣候變化框架公約》。中國制定了“2030年碳達(dá)峰，2060年碳中和”的目標(biāo)。以此，在一系列國家政策的引導(dǎo)下，鋰電池行業(yè)作為新能源的重要組成部分，運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域并迅猛發(fā)展。電池蓋板作為鋰電池的重要結(jié)構(gòu)部件，需求巨大，電池蓋板制造相關(guān)自動(dòng)化設(shè)備的需求也將持續(xù)走高。鉚壓技術(shù)作為電池蓋板組裝的關(guān)鍵工藝之一，有著廣泛的應(yīng)用。

· 鉚壓技術(shù)及應(yīng)用 ·

鉚壓技術(shù)是利用壓力將鉚釘壓入兩個(gè)或多個(gè)工件中來實(shí)現(xiàn)連接，鉚釘被壓入工件時(shí)會(huì)發(fā)生塑性變形，使其頭部擴(kuò)張，從而將工件緊固連接在一起。這種方式具有高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)點(diǎn)，可以確保連接的牢固性和穩(wěn)定性，同時(shí)也可以減輕結(jié)構(gòu)的重量，提高效率和性能，因此，被廣泛應(yīng)用于鋰電、航空、汽車、船舶、建筑等領(lǐng)域。

在鋰電池結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域，鉚壓技術(shù)被應(yīng)用于電池電芯的蓋板制造。鋰電池的蓋板結(jié)構(gòu)由壓板、絕緣板、弱導(dǎo)板、基板、止動(dòng)架、密封圈、正極鉚釘、負(fù)極鉚釘?shù)冉M成，將鉚釘穿入這些零件與之配合的孔洞中，利用壓力將鉚針前段的尖錐強(qiáng)行壓入鉚釘頭部，直到鉚釘鉚壓面與壓板平齊，使鉚釘圓柱墩粗，其頭部擴(kuò)張，從而將各個(gè)零件緊固連接一起。通過控制力的大小、鉚壓高度，來管控密封圈的壓縮量，保證各個(gè)零件之間的縫隙密封，防止蓋板各個(gè)零件因密封不嚴(yán)而導(dǎo)致的電解液泄露。通過蓋板的推力、壓板和基板之間的扭力來監(jiān)控蓋板的整體鉚壓質(zhì)量。

圖1：鉚壓產(chǎn)品切面金相圖

· 鋰電池結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域鉚壓技術(shù)優(yōu)點(diǎn) ·

鋰電池結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域，鉚壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下：

1）連接點(diǎn)牢固可靠，連接區(qū)域無熱應(yīng)力，不會(huì)損傷工件表面的保護(hù)層；

2）無原料消耗，無需輔助材料；

3）突破金屬材質(zhì)局限和厚度局限；

4）不需要預(yù)先或事后處理，允許有夾層和多層連接；

5）工作環(huán)境好，無灰塵毒煙排放，無噪音；

6）操作簡(jiǎn)單、消耗低、維修費(fèi)少。

· 精度突破與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ·

華工激光研發(fā)的線鉚壓技術(shù)主要有兩條技術(shù)路線：雙凸輪高速鉚壓技術(shù)路線以及伺服壓機(jī)高精度精準(zhǔn)控制路線。

雙凸輪高速鉚壓技術(shù)是通過大功率電機(jī)提供壓力，結(jié)合凸輪杠桿對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行鉚壓，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、鉚壓速度快、穩(wěn)定性高，1秒內(nèi)即可完成鉚壓工序，該鉚壓技術(shù)主要應(yīng)用于長度≤200mm、寬度≤60mm的各類電池蓋板，鉚壓效果穩(wěn)定、效率高，精度可達(dá)到5μm。

伺服壓機(jī)鉚壓技術(shù)是通過大噸位伺服壓機(jī)提供壓力，結(jié)合精密模具對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行鉚壓，其特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)高精度精準(zhǔn)控制，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力值、位移值，同時(shí)還具備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳MES功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，可視化。該鉚壓技術(shù)鉚壓效果穩(wěn)定，精度可達(dá)到2μm，同時(shí)該鉚壓技術(shù)可匹配各類不同規(guī)格的蓋板，且同規(guī)格產(chǎn)品可多穴鉚壓。

技術(shù)具備兩大優(yōu)點(diǎn)：1. 可實(shí)現(xiàn)在線鉚壓，為自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)；2. 鉚壓后平面度良好，可以將蓋板以及鋁塊的平面度控制在0.05mm。

華工激光在線鉚壓技術(shù)完美滿足市場(chǎng)需求，當(dāng)前已量產(chǎn)的圓形雙極柱鉚壓自動(dòng)線、方形鉚壓結(jié)構(gòu)組裝檢測(cè)生產(chǎn)線均已達(dá)到客戶端需求，在尺寸、平面度、密封圈壓縮量等各項(xiàng)指標(biāo)上均合格，整線實(shí)際產(chǎn)出達(dá)到1800pcs/h以上，生產(chǎn)效率顯著提高50%以上，產(chǎn)出綜合良率提升至98%以上，已大批量生產(chǎn)。該產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，既可單機(jī)生產(chǎn)，也可連線自動(dòng)化生產(chǎn)，另外針對(duì)行業(yè)特性開發(fā)出良好的兼容性以及快換功能。

圖2：方形極柱鉚壓效果圖

圖3：圓形極柱鉚壓效果圖

· 結(jié)語 ·

在線鉚壓技術(shù)是鋰電池結(jié)構(gòu)件自動(dòng)化設(shè)備中的一個(gè)關(guān)鍵工藝，華工激光敏銳把握時(shí)代動(dòng)向，全面布局鋰電池產(chǎn)業(yè)，在線鉚壓技術(shù)通過近2年的深入鉆研、潛心打磨，已達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。接下來，華工激光會(huì)持續(xù)切實(shí)考慮客戶對(duì)設(shè)備性能、安全性和適用性的需求，將設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)、技術(shù)等融入實(shí)際制造；以技術(shù)升級(jí)與創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品性能及品質(zhì)提升，加強(qiáng)鋰電結(jié)構(gòu)件設(shè)備自動(dòng)化、一體化和智能化研發(fā)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)迭代創(chuàng)新。

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