電気自動車の航続距離と安全性については依然として多くの人が一定の懸念を抱いているが、新エネルギー自動車の開発は中国が自動車大国になるために避けられない選択であり、気候問題を解決しグリーン開発の概念を提唱するための戦略的な動きである。 政策レベルでの確実な推進により、電気自動車の現在の問題点の一部は最終的には克服され、燃料自動車が新エネルギー車に置き換わるのも時間の問題である。
新エネルギー車はすでに市場において止められない新たな勢力となっています。 工業情報化部が2023年初めに発表した2023年のデータによると、中国の新エネルギー車は2022年も爆発的な成長を続け、8年連続で世界1位を維持し、市場普及率は過去最高を記録した。
中国自動車工業協会のデータによると、2023年5月時点で中国の新エネルギー車の生産と販売は713000台、717000台で、前年比11.4%増、12.6%増となっている。それぞれ前年比で 53% と 60.2% 増加し、市場シェアは 30.1% です。
2023年1月から5月までの累計で、中国における新エネルギー車の累計生産・販売はそれぞれ300万5000台と294万台を達成し、累計成長率はそれぞれ45.1％と46.8％、市場シェアは27.7％となった。
最近、中国で生産された 2,000 万台目の新エネルギー車が広州でラインオフされました。 中国は、新エネルギー車の年間販売台数が1,000万台に達する時代を世界で最初に超える国になると予想されている。
生産と販売の継続的な成長により、国内の電気自動車製造市場はこれまで以上に熱くなっています。 リチウム電池の製造から車体・部品の製造まで、さまざまな場面でレーザー技術が欠かせません。 インクリメンタル市場の継続的かつ急速な成長は、それ自体が物語る巨大なビジネスチャンスをもたらします。 魅力的なビジネスチャンスがあるため、メーカーが新エネルギー車市場に群がるのも不思議ではありません。
パワーバッテリー製造におけるレーザーの応用
動力電池は電気自動車の動力源であり、現在はリチウム電池が主流となっています。 中国の動力電池産業は引き続き世界をリードしており、動力電池の70％は中国で製造されている。
リチウム電池の製造プロセスは、主に極の製造、セルの製造、電池パックの組み立ての 3 つの部分に分かれています。 リチウム電池や電池パックの製造工程では、レーザー切断、溶接、取り外し・洗浄などの多くの工程が必要となります。
(1) レーザー切断
レーザー切断技術は、リチウム電池の製造工程におけるラグの切断・成形、ポールのスリット、ダイヤフラムのスリットなどの前工程に応用できます。
たとえば、ラグの切断には、滑らかでバリがなく、エッジが丸まっていなくて、バッテリー セパレーターを損傷する危険がないことが必要です。 さらに、リチウム電池の比エネルギーがますます高くなるにつれて、電池内部の抵抗はますます小さくなり、リチウム電池ラグはシングルラグからマルチラグ、マルチラグからフルラグへと発展しています。 厳しいプロセス要件により、超高速レーザーが際立っています。 複数の材料や異なる厚さのポールラグを切断でき、冷間加工により高品質の切断結果が得られます。
これらの金属箔の切断には、赤外線パルスレーザーを使用するか、より高品質の切断が必要な場合には緑色および紫外線製品を使用できます。 パルス幅の観点から見ると、現在の産業用途は主にナノ秒レーザーとピコ秒レーザーであり、そのうちピコ秒製品が徐々に主流を占めています。 フェムト秒レーザーも使用されていますが、産業生産ラインの連続稼働に適応する安定性の点でさらなる努力が必要です。
リチウム電池の隔膜は主にポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）で機械的特性、化学的安定性に優れ、比較的安価なポリオレフィン系隔膜です。 このような材料の切断にはUVレーザーが最適です。
緑色光、紫外光源の短波長化、短パルス幅化が進む中、出力、安定性、その他の性能面が向上し続けており、レーザーはリチウム電池のフィルム製品のより効率的かつ高品質な切断を実現することになる。
(2) レーザー溶接
溶接は、リチウム電池と電池パックの製造で使用される最も重要なプロセスです。
リチウムイオン電池のセル、モジュール、パックの製造プロセスには、導電接続やシール機能を実現するために溶接が必要なプロセスが 20 以上あります。 その大部分は、実現するためにレーザー溶接を必要とします。
角型ケースのバッテリーでは、シェル、シール釘、カバーアセンブリ、およびシールにレーザー溶接が必要です。 円筒形バッテリーおよびモジュールでは、極ラグ、キャップ、およびバスバーにレーザー溶接が必要です。
この種の溶接では、材料が薄いアルミニウムおよび銅系であり、この種の高対材料溶接では、スパッタおよび他の多くの欠陥が発生しやすい赤外線溶接を使用し、緑色および青色の光の吸収効率と比較して、高いほど溶接の品質も良くなります。
銅は青色光帯域での吸収率が高いため、溶接には青色光レーザーを使用することがより適しています。 出力とビーム品質が向上した青色レーザーは、リチウム電池溶接アプリケーションにとって強力なツールとなります。
最近、国内外の多くのメーカーが青色光レーザーの分野を深化させており、すでに100W、800W、1kW、4kWなどのさまざまな出力が用意されています。
溶接プロセスは比較的複雑であり、溶接の品質をより良く監視するために、多くのメーカーが溶接シームの品質、溶接パラメータに関して得られたフィードバック情報に従って、レーザー溶接用のリアルタイム監視プログラムを開発しています。タイムリーに最適な状態に調整できます。
(3) レーザー除去・洗浄
レーザーポールのクリーニング
リチウム電池の製造プロセスでは、極ラグを溶接する前に、溶接される極ラグの領域のコーティングを洗浄する必要があります。 除去されるコーティングはグラファイトとリチウム金属酸化物で、銅またはアルミニウム箔のタブが露出します。
このステップの鍵は、その下の金属箔を傷つけずにコーティング材のみを除去することです。 機械的スクレーピングや他の除去方法と比較して、レーザー洗浄および除去ソリューションは銅箔へのダメージが最小限であり、効果的、効率的、環境に優しいという利点があり、コーティング除去のための業界で推奨される理想的なソリューションとなっています。 プロセスのこのステップでは、主にパルス赤外線レーザーが使用されます。
さらに、半導体レーザーは、リチウム電池の電極乾燥プロセスにも直接使用されています。
車両および部品製造におけるレーザーの応用
車両および部品の製造におけるレーザー技術の使用は、ほぼ遍在していると言え、数十年にわたって使用されており、比較的新しい用途ではありません。 しかし、市場の大きな需要とより高い製造品質の絶え間ない追求により、この市場は引き続き開拓され続けています。
レーザー溶接は、トランスミッション ギア、オイル フィルター、油圧タペット、エアバッグ イグナイター、燃料インジェクター、ABS バッテリー バルブ、シート、ライト、センサー、その他のコンポーネントなど、完成車やコンポーネントの製造に使用される多くの場所で使用されています。 ルーフ、ドア、エンジントップ、テールゲートなどのボディ部品はすべてレーザー溶接で活躍します。
ボディのレーザー溶接により、強度が 30% 以上向上し、車の安全性が向上します。 自動車部品のレーザー溶接の使用により、部品の小型化や軽量車両の開発トレンドに合わせて体積を減らすことができます。
現在主流の平角線駆動モーターを例にとると、レーザー加工にはモーターのシリコン鋼溶接、ヘアピン（ヘアピン）平角線の塗装と溶接、およびモーターバスの溶接が含まれます。
銅の溶接には青色光が推奨されており、1kW および 4kW の高出力青色レーザーがすでに入手可能です。 他のメーカーは、より良い溶接品質を達成し、効率を向上させるために、異なる厚さの銅を溶接するために青色レーザーと赤外線レーザーを使用することを提案しています。
溶接用途に加えて、レーザー技術は車体用高強度鋼の切断、エアバッグ材料の切断、自動車内装材の切断、エンジン、タイヤ、その他の部品のトレーサビリティマーキング、平角銅線の塗装除去にも使用できます。そして他の多くの側面。 欧米などの先進工業国では、自動車部品の6割から8割がレーザー加工で完成しているといわれています。 中国の新エネルギー自動車市場の継続的な発展に伴い、レーザー技術は巨大な潜在的応用市場の先駆けとなるでしょう。 アプリケーションの進歩に伴い、レーザー技術自体やその応用効果もさらに進化していくものと考えています。
