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白皮書 | 使用VCSEL加熱系統密封軟包電池
01. 摘要
VCSEL加熱系統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。與其他的生產方法(例如：用熱棒焊接)相比，這可以提高軟包電池的質量和均勻性。
此外，VCSEL加熱系統的速度比熱棒快三倍。由于焊接熱量被施加在鋁箔袋內部，靠近焊縫處，因此可以提高生產速度。
為確保只加熱箔接縫處，夾具采用的是藍寶石組件。VCSEL加熱系統的紅外輻射穿過藍寶石組件，定向到箔縫處。
當塑料薄膜已經凝固時，夾緊裝置可以被打開，因此可以達到高質量的焊接結果。與其他工藝相比(例如: 在塑料仍處于液態時就不得不打開夾具)，這將避免焊縫的缺陷。
02.現狀
軟包電池對密封質量有非常高的要求，因為它們必須表現出高密度，并保證高壽命。
因此，需要高精度的密封，以避免褶皺。為了達到所要求的產品規格，需要對軟包電池箔(包裝)進行無皺密封，特別是在兩極連接器區域。
圖1: 軟包電池
03.VCSEL加熱系統實現高工藝效果
VCSEL加熱系統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性。
基于VCSEL的密封系統，通過藍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，并且沒有熱損失或能源浪費。
使用VCSEL加熱系統，壓力機可以非常快速地打開，因為焊縫被壓力罐冷卻。因此，可以大大減少生產時間。
此外，密封厚度的再現性很高，可以減少耗時，實際密封時間<1秒。
使用VCSEL加熱系統還可以實現更厚的電極密封能力。
總體而言，產品質量、生產速度和再現性都有很大提高。
04.與熱棒加熱技術相比下的更多優勢
使用VCSEL加熱系統密封軟包電池可實現更多優勢：
外層無變色和高熱影響
不會燃燒內層材料聚丙烯，因此不會損壞內層PP層
更高的產品質量：無褶皺，無密封故障
可用于其它密封設計的快速可更換工具接口
靈活的加工區域適配(不同的電池格式)
相對較高的良率
更高的抗拉強度
冷模具代替熱模具
05.解決方案
將VCSEL加熱系統和用于夾緊軟包的定制藍寶石壓桿相結合，是密封軟包電池的優秀解決方案。
VCSEL發射器可用于局部控制功率密度，以調整密封區域的加熱曲線。
圖2: 可調節強度配置的VCSEL加熱系統
圖3: 軟包電池頂視圖：電極上方的密封區域。通過激光輻射在密封區域加熱
圖4: 密封區域的詳細視圖。壓桿也可作為一種激光光學器件使用
圖5: 使用VCSEL加熱系統的加工效果。電池接點處無皺密封
06.結論
VCSEL加熱系統可提供高精度和可調節加熱配置的特性，非常適合均質軟包電池密封應用。
基于VCSEL的加熱系統、合適的光學器件和夾具系統三方相結合，可實現最高的密封質量，同時提供快速可靠的工藝。