隨著工業發展，碳排放量日益劇增，降低生活環境質量水平。為了減少碳排放，世界各國達成一致，簽署《聯合國氣候變化框架公約》。中國制定了“2030年碳達峰，2060年碳中和”的目標。以此，在一系列國家政策的引導下，鋰電池行業作為新能源的重要組成部分，運用于各個領域并迅猛發展。電池蓋板作為鋰電池的重要結構部件，需求巨大，電池蓋板制造相關自動化設備的需求也將持續走高。鉚壓技術作為電池蓋板組裝的關鍵工藝之一，有著廣泛的應用。
· 鉚壓技術及應用 ·
鉚壓技術是利用壓力將鉚釘壓入兩個或多個工件中來實現連接，鉚釘被壓入工件時會發生塑性變形，使其頭部擴張，從而將工件緊固連接在一起。這種方式具有高強度、耐腐蝕、耐疲勞等優點，可以確保連接的牢固性和穩定性，同時也可以減輕結構的重量，提高效率和性能，因此，被廣泛應用于鋰電、航空、汽車、船舶、建筑等領域。 在鋰電池結構件領域，鉚壓技術被應用于電池電芯的蓋板制造。鋰電池的蓋板結構由壓板、絕緣板、弱導板、基板、止動架、密封圈、正極鉚釘、負極鉚釘等組成，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，其頭部擴張，從而將各個零件緊固連接一起。通過控制力的大小、鉚壓高度，來管控密封圈的壓縮量，保證各個零件之間的縫隙密封，防止蓋板各個零件因密封不嚴而導致的電解液泄露。通過蓋板的推力、壓板和基板之間的扭力來監控蓋板的整體鉚壓質量。
圖1：鉚壓產品切面金相圖
· 鋰電池結構件領域鉚壓技術優點 ·
鋰電池結構件領域，鉚壓技術的優點如下： 1）連接點牢固可靠，連接區域無熱應力，不會損傷工件表面的保護層； 2）無原料消耗，無需輔助材料； 3）突破金屬材質局限和厚度局限； 4）不需要預先或事后處理，允許有夾層和多層連接； 5）工作環境好，無灰塵毒煙排放，無噪音； 6）操作簡單、消耗低、維修費少。
· 精度突破與結構設計 ·
華工激光研發的線鉚壓技術主要有兩條技術路線：雙凸輪高速鉚壓技術路線以及伺服壓機高精度精準控制路線。 雙凸輪高速鉚壓技術是通過大功率電機提供壓力，結合凸輪杠桿對產品進行鉚壓，其特點是結構緊湊、鉚壓速度快、穩定性高，1秒內即可完成鉚壓工序，該鉚壓技術主要應用于長度≤200mm、寬度≤60mm的各類電池蓋板，鉚壓效果穩定、效率高，精度可達到5μm。 伺服壓機鉚壓技術是通過大噸位伺服壓機提供壓力，結合精密模具對產品進行鉚壓，其特點是可實現高精度精準控制，能實時監測壓力值、位移值，同時還具備監測數據上傳MES功能，實現數字化，可視化。該鉚壓技術鉚壓效果穩定，精度可達到2μm，同時該鉚壓技術可匹配各類不同規格的蓋板，且同規格產品可多穴鉚壓。 技術具備兩大優點：1. 可實現在線鉚壓，為自動化的實現打下基礎；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完美滿足市場需求，當前已量產的圓形雙極柱鉚壓自動線、方形鉚壓結構組裝檢測生產線均已達到客戶端需求，在尺寸、平面度、密封圈壓縮量等各項指標上均合格，整線實際產出達到1800pcs/h以上，生產效率顯著提高50%以上，產出綜合良率提升至98%以上，已大批量生產。該產品已經實現標準化，既可單機生產，也可連線自動化生產，另外針對行業特性開發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
· 結語 ·
在線鉚壓技術是鋰電池結構件自動化設備中的一個關鍵工藝，華工激光敏銳把握時代動向，全面布局鋰電池產業，在線鉚壓技術通過近2年的深入鉆研、潛心打磨，已達到行業領先水平。接下來，華工激光會持續切實考慮客戶對設備性能、安全性和適用性的需求，將設計的細節、技術等融入實際制造；以技術升級與創新驅動產品性能及品質提升，加強鋰電結構件設備自動化、一體化和智能化研發，力爭實現迭代創新。
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