개별 셀을 모듈 또는 팩에 연결하는 작업은 이른바 버스 바 용접을 통해 이루어집니다. 이때 버스 바는 전류가 흐르는 레일을 말합니다. 프리즈마 셀 또는 셀 모듈은 동일한 재료(Al/Al 또는 Cu/Cu), 또는 혼합 연결(예: Al/Cu)를 이용하여 연결할 수 있습니다. 이때 연결부는 차량에서 진동과 열기에 지속적으로 노출됩니다. 따라서 수동으로 단단히 조여진 상태여야 합니다. 마찬가지로 전기 연결부는 저항이 거의 없는 상태로 장기간 유지되어야 합니다. 용접 프로세스가 진행되는 동안에는 스패터가 최대한 적게 발생하도록 해야 합니다. 마찬가지로 재생성, 최소한의 열 유입 및 규정된 용입 깊이 역시 중요한 역할입니다.

배터리 필름을 절단할 때 두 가지 애플리케이션 영역이 있습니다. 먼저 "절단", 연속적인 종방향 절단 또는 마더 코일(한면 또는 양면에 코팅된 전극 필름)의 분리를 의미합니다. 이 코일은 여러 개의 서브 코일(부분)으로 절단됩니다. 이때 레이저는 고정된 위치에 있으며, 코일이 지속적으로 레이저 빔을 통과하여 롤러에서 롤러로 진행됩니다.

두 번째 애플리케이션 영역은 코팅된 전극 필름의 컨투어 절단입니다. 이때 코일 전극(양극/음극)에서 필요한 형태와 숫자만큼 절단됩니다. 스캔 영역을 확대하기 위해 스캐너 광학장치 및 움직인 축 또는 다른 레이저와 함께 조합하면 레이저가 전극 필름을 원하는 형태로 절단합니다. 컨투어 절단 시 속도는 1m/s 이상입니다. 필름 두께(필름 자체 및 활성제를 이용한 양면 코팅층)는 100 ~ 250 µm 사이입니다. 두 애플리케이션에서 TRUMPF 레이저는 배터리 제조사의 절단 속도, 열 영향 구역, 버 형성 및 입자 또는 스패틀 형성에 관한 업격한 요건을 충족합니다.

리코팅 프로세스에 이어서 활성제를 전극 필름에서 건조시켜야 합니다. 산업용 VCSEL 하팅 시스템이 이 단계를 수행합니다. 이때 VCSEL 어레이을 기반으로 하는 빔 소스는 파장을 선택할 수 있는 방향성 적외선 빔으로 대규모 면적을 매우 빠르고 사전 설정하여 가열할 수 있습니다. 건조 구간이 줄어들어 건조로의 탄소 발자국이 뚜렷이 줄어들게 되며 이 솔루션을 통해 공정 속도가 빨라지고 비용과 에너지를 절감할 수 있습니다.

전극 필름은 아주 얇은 구리 또는 알루미늄 필름(두께: 6 ~ 14µm)으로 양극 및 음극으로 사용되는 활성제용 캐리어 필름으로 사용됩니다. 필름은 개별 접점 면(30~60 레이어)에 쌓거나 감은 상태로 각각의 양극과 음극에 함께 용접할 수 있습니다. 당상의 레이저를 이용하면 공작물 한면에서 접근할 수 있습니다. 60 레이어 필름은 안정적으로 쌓아둘 수 있으며 스패터 형성이 최소화될 경우 용접할 수 있습니다.

TRUMPF 레이저는 전극 패키지가 장착된, 기본적으로 딥 드로잉 처리된 배터리 하우징(벽 두께 0.6 - 0.8mm)으로 구성된 프리즘 배터리 하우징(Can)과 기밀성 처리된 하우징 커버(Cap) 1.0 - 1.8mm를 차단하며, 이때 구멍, 균열 또는 울퉁불퉁한 심과 같은 오류가 없습니다. 이 용접 프로세스는 최점단 기술로서 축에 따라 이동하는 고정 디자인과 10-12m/min의 용접 속도로 작업이 진행됩니다. TRUMPF 테크놀로지 BrightLineWeld는 스패터가 거의 발생하지 않도록 용접하고 최고 수준의 공정 안정성을 자랑합니다. PFO 스캐너 광학장치 및 센서 시스템이 장착될 경우 용접 속도가 25m/min 이상인 하이 다이내믹 솔루션이 가능해집니다.

배터리 모듈은 함께 연결된 여러 개의 배터리 셀로 구성되며 하나의 모듈 하우징에 들어 있는 하나의 출력 단위를 이룹니다. 모듈 하우징은 사용된 셀 형식에 따라 각각 다른 기능을 수행합니다. 기본적으로 여기에는 알루미늄 함금과 부분적으로 스테인리스 스틸이 사용되며, 이 소재는 중간 정도에서 매우 높은 인장강도를 보여줍니다. 당사의 Highpower IR 레이저는 이 하우징을 균열이나 변형 없이 최고의 강도로 용접합니다.

배터리 셀 또는 배터리 모듈의 경우 레이저를 이용한 다양한 청소 및 구성 대상에 해당하는 많은 수의 애플리케이션도 보입니다. 청소와 구성은 먼저 전극 수준에서 시작되며 이때 활성제가 부분적으로 분리되거나 체계화해야 합니다. 그리고 배터리의 셀 또는 모듈 하우징에서 마쳐야 합니다. 이 위치 표면은 더 나은 부착을 위해 거칠게 처리되어 있습니다. 또는 절연 페인팅, 산성 얼룩 및 산화물 층 역시 제거해야 합니다. 여기에서 초단 또는 극초단 펄스 레이저의 전체 출력 포트폴리오가 사용됩니다.

TRUMPF 마킹 레이저가 민감한 배터리 셀과 해당 하우징에 정밀하게, 그리고 비접촉식으로 라벨링을 수행합니다. 이를 통해 예를 들어 블랙 마킹을 통해 콘트라스트가 매우 높은 전체 부품과 내부식성이 우수한 상태에서 잘 판독될 수 있도록 라벨링할 수 있습니다. 이 긴 수명은 법적으로 요구되는 부품 추적과 기록을 위한 조건입니다.

• Soft connector 용접
• 실링 핀 용접
• 버스트 플레이트 용접
• 터미널 용접
• 포치 셀 용접 탭
• CanCaps의 사전 용접(스티칭)
• 적재 상태 센서 용접
• Cu-Al 연결부 용접