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2020-12-31 17:28:00

紐扣電池

近年來,隨著電子技術、5G技術和人工智能的發展,全球電子產品趨向智能化、輕薄化、無線互聯、娛樂化等方向發展,以TWS(真無線藍牙)耳機、智能手表、智能音箱等為代表的產品創造出新一輪電子消費需求高潮。其中TWS耳機毫無疑問是近年來最受關注的消費電子產品。


1.新型耳機采用紐扣電池


TWS耳機一般由主控芯片、電池、柔性電路板以及音頻控制器等組成,其中電池成本占比約為10%~20%。以AirpodsPro為例,其整體共含3只電池:兩只耳機和充電倉中各一只,其耳機中的電池為新型可充電式扣式電池。相比其他電子產品而言,TWS耳機中的扣式電池由于是新型可充電式,其加工技術難度相較傳統一次性扣式電池而言更高,所以價值量更高。


新型可充電式扣式電池因其小巧且可儲能的功能,在消費電子、電腦及周邊、通訊、車載、醫療、家用、物聯網(IoT)等領域也得到了廣泛的應用??凼诫姵爻7Q紐扣電池,指直徑大于高度的小型單顆圓柱電池。紐扣電池分為一次性(不可充電式)和可充電式,一次性(不可充電式)紐扣電池通常以“CR”標識開頭為主,可充電式則多以“LIR”、“ML”或“VL”標識為主。除開頭兩位英文標識外,電池上還有4位數字,前兩位是電池的直徑(單位mm),后兩位是電池的高度(單位mm并除以10),例如“CR2032”這個標識代表此紐扣電池的直徑是20mm,高度是3.2mm。


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人們日常生活中常見的各類平價電子產品上的紐扣電池多為傳統的一次性(不可充電式),其價格低廉,加工工藝簡單。如今,為滿足消費者對電子產品的高強續航力、高安全性和個性化需求,各大電池廠商開始逐步制造生產能量密度更高且規格多樣、材料多樣的新型可充電式紐扣電池。正因如此,新型紐扣電池的加工難度和技術也在不斷升級,傳統的加工技術已觸及到新型紐扣電池加工技術升級的痛點。



2.激光焊接在紐扣電池的應用


傳統的紐扣電池加工技術是用電阻的熱效應將焊片與電池殼進行熱熔合而形成焊接的電阻焊。此焊接技術雖便捷、成本低,但缺點也顯而易見,例如只能用于單一的材料焊接、焊痕不美觀、焊點尺寸不*且易氧化發黑、披鋒大等問題,并且在作業過程中受設備和人員操作影響因素較大,易出現焊片脫落、焊腳電池電壓下降等影響安全性問題。因此,電阻焊不再適用于有著高質量要求的新型紐扣電池的加工。



新型紐扣電池在加工過程中一般是將其應用于電路板上,需要在其表面焊接引腳。針對不同電路板的需要,焊接引腳的形式往往各種各樣,同時,新型紐扣電池焊腳較為復雜,電阻焊工藝專業性不強,現有的電阻焊接技術無法滿足新型紐扣電池的高質量焊接要求,眾多紐扣電池生產商將目光投向激光焊接技術。


 


激光焊接技術能夠滿足紐扣電池的加工技術多樣性,例如異種材料(不銹鋼、鋁合金、鎳等)焊接、不規則的焊接軌跡、*的焊接外觀,牢固的焊縫、更細致的焊接點,以及更*的定位焊接區域等。不僅如此,激光焊接還能使產品的一致性高并且降低對電池的傷害性,避免原料的浪費。


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3.解決方案


時盛激光作為精密激光焊接設備及自動化解決方案的供應商,憑借多年在紐扣電池激光焊接工藝的實戰經驗,已成功將紐扣電池焊接工藝從傳統的電阻焊升級到如今的激光焊。激光焊接因其具有更高的能量密度,所以容易達到材料吸收閾值(特別是高反材料,優勢更加明顯),可實現多種焊接軌跡圖形。如正弦線形、螺旋線形、螺旋點形等。此外,激光焊接原理與傳統的基于大熔池的焊接原理不同,更加類似于鑲嵌的焊接效果,可獲得更高的焊縫強度,特別是在異種材料焊接上更有優勢,可以減少脆性化合物的生成。


為應對如今電子產品的高速發展從而需求量大增的新型紐扣電池市場,時盛激光早已陸續開發了紐扣電池雙工位極耳焊接臺、紐扣電池鎳片自動焊接臺、紐扣電池鋼殼與鎳片焊接設備等,同時也為多個生產紐扣電池的企業提供了各類紐扣電池引腳焊接打樣、激光器和自動化焊接設備方案等。


◆UW紐扣電池設備·鎳片自動焊接臺


用于紐扣電池正反面極耳焊接,工序包括:電池上料、極耳上料、極耳焊接、視覺檢測、電壓檢測、NG下料和成品下線,產能/效率達1000/H。


◆UW紐扣電池設備·鋼殼與鎳片焊接臺


該設備可實現自動上下料、自動焊接、自動焊后檢測、NG排料等,能滿足不同焊接材料、不同材料厚度的焊接。如極耳材料為鎳、鋼殼為不銹鋼,極耳厚度為0.15mm、鋼殼厚度為0.15或者0.2mm的焊接,同時滿足多個焊點且焊點極小,點距極小,拉拔力≥30N等焊接要求。


除以上紐扣電池設備外,紐扣電池自動焊接組裝線可實現自動供料、自動檢測分揀,并通過機械手結合激光設備進行紐扣電池焊接、組裝、貼合及全自動電性檢測的全自動生產功能,實現紐扣電池的高質量、規?;?、柔性化生產。


根據Counterpoint研究報告統計,預計2020年全球TWS耳機出貨量較2019年繼續實現翻倍,2022年更將增長至7億副。在紐扣電池逐漸成為TWS標配的當下,激光加工技術的未來應用值得期待。


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