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白皮書 | 使用VCSEL加熱系統(tǒng)密封軟包電池
01. 摘要
VCSEL加熱系統(tǒng)可通過高度精確的密封工藝避免箔起皺，因此可以延長電池的使用壽命。與其他的生產(chǎn)方法(例如：用熱棒焊接)相比，這可以提高軟包電池的質(zhì)量和均勻性。
此外，VCSEL加熱系統(tǒng)的速度比熱棒快三倍。由于焊接熱量被施加在鋁箔袋內(nèi)部，靠近焊縫處，因此可以提高生產(chǎn)速度。
為確保只加熱箔接縫處，夾具采用的是藍(lán)寶石組件。VCSEL加熱系統(tǒng)的紅外輻射穿過藍(lán)寶石組件，定向到箔縫處。
當(dāng)塑料薄膜已經(jīng)凝固時，夾緊裝置可以被打開，因此可以達(dá)到高質(zhì)量的焊接結(jié)果。與其他工藝相比(例如: 在塑料仍處于液態(tài)時就不得不打開夾具)，這將避免焊縫的缺陷。
02.現(xiàn)狀
軟包電池對密封質(zhì)量有非常高的要求，因為它們必須表現(xiàn)出高密度，并保證高壽命。
因此，需要高精度的密封，以避免褶皺。為了達(dá)到所要求的產(chǎn)品規(guī)格，需要對軟包電池箔(包裝)進(jìn)行無皺密封，特別是在兩極連接器區(qū)域。
圖1: 軟包電池
03.VCSEL加熱系統(tǒng)實現(xiàn)高工藝效果
VCSEL加熱系統(tǒng)是一種極快的加熱源，可提供高度精確的加工效果和均勻的密封輪廓。保證了較高的加工能力和可重復(fù)性。
基于VCSEL的密封系統(tǒng)，通過藍(lán)寶石壓桿可保證精確控制功率密度，并且100%確保溫度可控制在外部材料的熔點以下。
基于VCSEL的工藝，鍵合力還得到了改進(jìn)，并且沒有熱損失或能源浪費。
使用VCSEL加熱系統(tǒng)，壓力機(jī)可以非?？焖俚卮蜷_，因為焊縫被壓力罐冷卻。因此，可以大大減少生產(chǎn)時間。
此外，密封厚度的再現(xiàn)性很高，可以減少耗時，實際密封時間<1秒。
使用VCSEL加熱系統(tǒng)還可以實現(xiàn)更厚的電極密封能力。
總體而言，產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)速度和再現(xiàn)性都有很大提高。
04.與熱棒加熱技術(shù)相比下的更多優(yōu)勢
使用VCSEL加熱系統(tǒng)密封軟包電池可實現(xiàn)更多優(yōu)勢：
外層無變色和高熱影響
不會燃燒內(nèi)層材料聚丙烯，因此不會損壞內(nèi)層PP層
更高的產(chǎn)品質(zhì)量：無褶皺，無密封故障
可用于其它密封設(shè)計的快速可更換工具接口
靈活的加工區(qū)域適配(不同的電池格式)
相對較高的良率
更高的抗拉強(qiáng)度
冷模具代替熱模具
05.解決方案
將VCSEL加熱系統(tǒng)和用于夾緊軟包的定制藍(lán)寶石壓桿相結(jié)合，是密封軟包電池的優(yōu)秀解決方案。
VCSEL發(fā)射器可用于局部控制功率密度，以調(diào)整密封區(qū)域的加熱曲線。
圖2: 可調(diào)節(jié)強(qiáng)度配置的VCSEL加熱系統(tǒng)
圖3: 軟包電池頂視圖：電極上方的密封區(qū)域。通過激光輻射在密封區(qū)域加熱
圖4: 密封區(qū)域的詳細(xì)視圖。壓桿也可作為一種激光光學(xué)器件使用
圖5: 使用VCSEL加熱系統(tǒng)的加工效果。電池接點處無皺密封
06.結(jié)論
VCSEL加熱系統(tǒng)可提供高精度和可調(diào)節(jié)加熱配置的特性，非常適合均質(zhì)軟包電池密封應(yīng)用。
基于VCSEL的加熱系統(tǒng)、合適的光學(xué)器件和夾具系統(tǒng)三方相結(jié)合，可實現(xiàn)最高的密封質(zhì)量，同時提供快速可靠的工藝。