Lasertrocknungs- und Schweißlösungen für E-Auto-Batterien

Diodenlaserspezialist Laserline präsentiert auf der Battery Show 2023 vom 23. bis 25. Mai in Stuttgart sein Lösungsportfolio für die Serienfertigung von Batterien, Elektromotoren und Bremsscheibenbeschichtungen. Zu den Highlights des Messeauftritts gehört laut Laserline der weltweit erste blaue Diodenlaser mit 3 kW CW-Ausgangsleistung, der insbesondere für die Bearbeitung von Kupferbauteilen – etwa in der elektrischen Antriebstechnik oder der Leistungselektronik – entwickelt wurde. Er repräsentiere die gegenwärtig höchste Leistungsklasse von Industrielasern im blauen Wellenlängenspektrum um 445 nm, das von Buntmetallen deutlich besser absorbiert wird als Infrarotstrahlung. Blaue Laser ermöglichen unter anderem ein oberflächennahes Wärmeleitschweißen dünner Kupferbauteile und bieten gegenüber konkurrierenden Ansätzen mit grünem Laserlicht zwei entscheidende Vorteile: Zum einen erübrigt die direkte Lichterzeugung mittels Laserdioden eine komplexe und effizienzmindernde Frequenzkonversion. Zum anderen sind die Lasersysteme platzsparend, was eine unkomplizierte Anlagenintegration ermöglicht. Bis zu CW-Ausgangsleistungen von 2 kW sind die blauen Laser auch im kompakten 19“-Design erhältlich.

Ein weiterer Schwerpunkt des Messeauftritts ist ein Lasertrocknungsverfahren zur emissionsarmen und wirtschaftlichen Serienproduktion von Lithium-Ionen-Batterien. Es wurde im Rahmen des IDEEL Forschungsprojektes (Implementation of Laser Drying Processes for Economical & Ecological Lithium Ion Battery Production) unter Führung von Laserline entwickelt und ermöglicht erstmals die Herstellung lasergetrockneter Anoden und Kathoden im Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Der Diodenlaser ergänzt oder ersetzt dabei das marktbeherrschende konvektive Trocknen und senkt den Gesamtenergiebedarf der Trocknung um mehr als 25 %, bei gleichzeitiger Verringerung der benötigten Produktionsfläche. In Anbetracht von Anschlusswerten von über 1.000 kW bei einer herkömmlichen GigaFab-Trocknungsstrecke ermöglicht dies signifikante CO₂-Einsparungen.

Als weiteres Highlight zeigt Laserline diodenlaserbasierte Schweißlösungen zum Verschließen von Batteriekästen. Vorgestellt wird in diesem Bereich sowohl eine Applikation mit Heißdraht als auch eine Anwendung mit Spot-in-Spot-Moduloptik, bei der ein eng fokussierter Innenspot durch einen größeren Rechteckspot überlagert wird. Beide Ansätze überzeugen gegenüber herkömmlichen Verfahren wie dem MSG- oder MIG-Schweißen durch höhere Prozessgeschwindigkeiten, eine verbesserte Spaltüberbrückbarkeit und haltbare Schweißnähte.

Halle 8, Stand E81