I. Основні недоліки в масовому виробництві великих циліндричних батарей 4680: інновації в товстому мідному повно-полюсному зварюванні виступів
Блакитні лазери та кільцеподібні-промені вирішують проблеми з обробкою матеріалів із високим ступенем відбиття
Оскільки великі циліндричні батареї 4680 стають стандартною конфігурацією для високо-чисто електричних транспортних засобів, зварювання багатошарової-мідної фольги для повно-полюсних виступів перетворюється на основне технічне вузьке місце. Традиційні інфрачервоні волоконні лазери досягають лише 3%~5% поглинання світла на міді, що часто спричиняє холодні з’єднання, локальні прогорання-наскрізні та великі бризки металу під час зварювання. Розкидані бризки, що потрапляють у комірки, створюють приховану небезпеку короткого замикання та перегріву.
Два типи лазерних джерел світла досягли комерційного масового виробництва в 2026 році:
1. Кільцевий регульований точковий волоконний лазер зі змінним профілем променя VBP
Цей лазер дозволяє незалежно регулювати потужність центрального променя та зовнішнього кільцевого променя. Центральний промінь пронизує товсту мідь, утворюючи глибоку замкову щілину, тоді як зовнішній кільцевий промінь розширює верхній край замкової щілини, викидаючи бульбашки всередину розплавленої ванни та затримуючи бризки розплавленого металу назад до зварного шва.
Це рішення зменшує утворення бризок на 90% під час зварювання 4-мм одношарових-мідних шин і контролює пористість зварного шва в межах 0,3%. Водночас лазерне джерело може витримувати понад 95% відбитого лазерного світла, запобігаючи вигорянню лазерного джерела під час зварювання товстої міді. Наразі виробничі лінії для елементів 4680 від Tesla та провідних вітчизняних виробників циліндричних акумуляторів повністю оснащені обладнанням для кільцевого-точкового лазерного зварювання.
2. Вітчизняний комерційний синій лазер
Блакитні лазери забезпечують рівень поглинання міді на рівні 40–50%, що в 13 разів вище, ніж інфрачервоні лазери. Вони можуть виконувати зварювання сотень тонкої мідної фольги в нижній частині камери 4680 без над-високого споживання енергії, запобігаючи прогоранню над-тонкої мідної фольги.
Після того, як наприкінці 2026 року буде завершено локалізацію доступних блакитних лазерів-кіловатного рівня, вони поступово замінять традиційні інфрачервоні лазери для мало{2}}потужного точкового зварювання опорних виступів.
Порівняно з ультразвуковим зварюванням, яке було широко поширене раніше та обмежувалося зношеними зварювальними ріжками з максимальною-продуктивністю однієї лінії лише 100 сторінок на хвилину, кільце-точкове лазерне зварювання не потребує запасних частин. Його виробничий ритм ідеально відповідає високо-швидкісним процесам укладання, що робить його ідеальним для суперзаводів із потужністю гігават-год (ГВт·год) із потребами масового виробництва.
II. Зварювання шин-високої напруги для блоків живлення: Зменшення опору для ланцюгів високої{2}}напруги автомобіля, лазерне зварювання замінює схему кріплення болтів-
Товсті мідні шини між акумуляторними модулями відповідають за послідовну-паралельну електричну провідність, а також за вибірку напруги й температури, що безпосередньо визначає ефективність швидкого-заряджання та безпеку-високої напруги електромобілів.
Традиційне кріплення болтами призведе до ослаблення гвинтів під час тривалої-вібрації автомобіля, збільшення контактного опору та надмірного виділення тепла під час швидкого заряджання. У 2026 році виробники транспортних засобів на нових джерелах енергії широко впровадять інтегроване рішення для лазерного зварювання плавленням для повно-пакетних шин:
3000W~6000W висока{2}}потужність VBP кільце-точкове лазерне обладнання виконує автогенне зварювання внахлест на мідних прутках товщиною 3~6 мм без додаткового наповнювача. Зварний шов утворює інтегрований металургійний зв’язок, який ніколи не послаблюється. Загальний опір ланцюга високої-напруги автомобіля падає на 15%~22%, завдяки підтримці надшвидкої-зарядки високовольтної платформи 800 В-.
Виробнича лінія оснащена системою попереднього позиціонування- з ПЗС-баченням із точністю ±0,05 мм для автоматичної компенсації відхилень розмірів мідних стрижнів, що надходять. Коаксіальна система очищення диму усуває крихітні шматки міді, які можуть спричинити ризик розтікання на поверхнях шин.
III. Процес герметизації клітин: зварювання верхнього ковпачка по окружності та зварювання герметизуючих цвяхів
AI-OCT замкнута-система усуває ризики витоку рідини
Після заповнення електролітом призматичних осередків і 4680 циліндричних осередків зварювання ущільнюючих цвяхів і повне периферійне зварювання верхніх кришок осередків визначають термін служби батарей. Крихітні отвори на зварювальних швах призведуть до випаровування та витоку електроліту, що призведе до руйнування елементів.
Високоякісні-лінії виробництва акумуляторів повністю виключили-тестування гелієм після зварювання на герметичність у 2026 році та оновили інтегровану систему OCT Optical Coherence Tomography Scanning + AI Deep Learning Closed{4}}loop Control:
1. Лазерна зварювальна головка інтегрує коаксіальний скануючий модуль OCT, який вимірює глибину проникнення внутрішнього шва в режимі реального часу під час зварювання з осьовою точністю до 0,02 мм;
2. Модель 1DCNN-BiLSTM AI миттєво аналізує стан замкової щілини. Якщо виявлено недостатнє проникнення (холодне з’єднання) або надмірне проникнення (прогорання корпусу), система автоматично зменшить або підвищить потужність лазера протягом 20 мікросекунд, щоб виправити дефекти зварювання в реальному часі;
3. Усі дані, включаючи глибину проникнення, параметри потужності лазера та положення зварювання, завантажуються в заводську систему MES для постійного хмарного зберігання, що відповідає повним -правилам відстеження життєвого циклу для акумуляторів, виданих європейськими та американськими виробниками автомобільного обладнання.
Після інтелектуальної модернізації відсоток браку гелієвої перевірки для зварювання герметизуючих комірок зменшився на 95%, усунувши потребу у широкомасштабних-випробуваннях руйнівного відбору зразків і значно скоротивши виробничі витрати. Крім того, зона термічного-впливу лазерного зварювання контролюється в межах 0,2~0,3 мм, що дозволяє уникнути пошкодження внутрішніх сепараторів і активних матеріалів усередині елементів, пригнічуючи осадження літію під час заряджання та подовжуючи термін служби батарей.
IV. Спільний сценарій для накопичувачів енергії та легкових транспортних засобів: прецизійне герметичне лазерне зварювання алюмінієвих сплавів, мікроканальні лотки рідинного охолодження батарейних блоків
З популяризацією 800-вольтних-платформ електродвигунів і великомасштабних-комерційних і промислових накопичувальних електростанцій рідинні холодні пластини з алюмінієвого сплаву стали стандартними компонентами для акумуляторних блоків. Щільні мікроканали з тонкими-стінками розсіюють величезне тепло, яке утворюється під час над-швидкого заряджання.
Традиційна пайка та зварювання тертям з перемішуванням легко деформують тонкі алюмінієві пластини, блокують канали потоку та викликають витік води на зварних швах. У 2026 році автогенне лазерне зварювання стало найпопулярнішим процесом виробництва холодних рідинних пластин із такими основними перевагами:
1. Надзвичайно низьке надходження тепла: концентрована лазерна енергія обмежує зону впливу тепла до 0,2 мм. Після зварювання надтонких алюмінієвих накладок товщиною 1~2 мм загальна деформація становить менше 0,05 мм, що запобігає стисненню та блокуванню мікроканальних порожнин;
2. Автогенне зварювання без наповнювача: основний алюмінієвий матеріал з’єднується, утворюючи зварний шов. Зварний шов має ідентичний склад матеріалу з підкладкою, не знижуючи загальної теплопровідності холодних пластин. Зварювальні шви витримують довго-випробування тиском води до 5 бар;
3. Зручна доопрацювання: портативні волоконно-лазерні зварювальні апарати-типу візка виконують локальне ремонтне зварювання на пошкоджених каналах потоку готових модулів батареї безпосередньо, не розбираючи весь БЛОК батареї, суттєво знижуючи витрати на-продажне технічне обслуговування для електростанцій накопичення енергії.
Китайські виробники лазерів запустили спеціалізовані робочі станції для герметичного зварювання рідких холодних пластин, які об’єднують лазерне очищення оксидом перед-зварюванням, герметичне зварювання та попередню перевірку герметичності після-зварювання, щоб завершити обробку холодних пластин за один-робочий процес.
V. Загальні тенденції розвитку лазерного зварювання для акумуляторних батарей у 2026 році
1. Індивідуальне формування променя: заводи більше не застосовують лазери з одним променем Гауса. Оператори можуть вільно перемикатися між кільцевими точками, пласкими -верхніми точками та композитними балками для різних процесів, розрізняючи застосування для зварювання товстої міді та тонкого герметичного зварювання алюмінію.
2. Перевірка якості з переднім-завантаженням: контроль якості розвивається від перевірки після-зварювання зразків до-коригування-процесу в реальному{3}}часі. Моніторинг замкнутого-штучного циклу став обов’язковим порогом доступу для-орієнтованих на експорт акумуляторних заводів, які обслуговують закордонні ринки.
3. Інтегровані композитні процеси: подвійне -функціональне обладнання, що поєднує лазерне очищення та лазерне зварювання, входить у серійне випробування. Він видаляє поверхневі оксиди та масляні забруднення безпосередньо перед зварюванням, спрощуючи компонування виробничої лінії та зменшуючи зайнятість виробничих цехів.
