Batterien Laserschweißen
Laserschweißen von Batteriezellen
Effiziente Verbindungstechnologie für leistungsstarke Batteriesysteme
Das Laserschweißen hat sich als führende Fügetechnologie in der Batteriezellfertigung etabliert – insbesondere dort, wo Präzision, Geschwindigkeit und thermische Kontrolle entscheidend sind. Unsere maßgeschneiderten Lösungen ermöglichen zuverlässige, reproduzierbare Schweißverbindungen bei zylindrischen, prismatischen und Pouch-Zellen.
DPW - Laserschweißen von Batteriezellen mit dynamischer Geometrieerkennung
Laserschweißen von Busbars – Effizienz und Präzision für elektrische Verbindungen
Das Laserschweißen von Busbars (Stromschienen) ist ein hochpräzises Fügeverfahren, das vor allem in der Elektromobilität, Leistungselektronik und Energieverteilung eingesetzt wird. Busbars dienen der verlustarmen Übertragung hoher Ströme, weshalb deren Verbindungstechnik höchste Anforderungen an elektrische Leitfähigkeit, mechanische Stabilität und thermische Belastbarkeit erfüllen muss. Durch den Einsatz von Lasertechnologie lassen sich Kupfer- und Aluminium-Busbars effizient, schnell und materialschonend miteinander verbinden.
Das Verfahren bietet zahlreiche Vorteile gegenüber konventionellen Schweißmethoden, erfolgt kontaktlos und verschleißfrei: Der Laser arbeitet ohne physischen Werkzeugkontakt, wodurch Werkzeugverschleiß entfällt und die Prozesssicherheit steigt.
Hohe Präzision: Der gebündelte Laserstrahl erlaubt exakte Schweißnähte mit minimalem Wärmeeintrag, was die Materialverformung reduziert und die Qualität verbessert.
Prozessgeschwindigkeit: Laserschweißen ermöglicht kurze Zykluszeiten und eignet sich daher besonders für automatisierte Fertigungslinien.
Vielfalt an Geometrien: Komplexe Schweißkonfigurationen wie Überlapp- oder T-Verbindungen lassen sich präzise realisieren. Ein typisches Einsatzfeld ist die Verbindung mehrlagiger Kupferleiter in Batteriesystemen oder das Schweißen von Aluminium-Busbars in Wechselrichtern. Dabei wird häufig ein Hochleistungsfaserlaser eingesetzt, abhängig von Material und Anwendungsfall. Durch den zunehmenden Bedarf an elektrischer Energieübertragung in modernen Anwendungen gewinnt das Laserschweißen von Busbars weiter an Bedeutung – als Schlüsseltechnologie für langlebige, effiziente elektrische Verbindungen.
Dynamic Precision Welding - Prozesssicherheit und Präzision durch adaptive Schweißstrategien
In der modernen Batteriezellfertigung steigen die Anforderungen an Präzision, Flexibilität und Prozesssicherheit kontinuierlich – insbesondere bei der Verschaltung von Zellverbindern und Stromableitern.
Das Laserschweißen mit dynamischer Geometrieerkennung ist eine Schlüsseltechnologie, um diesen Anforderungen gerecht zu werden.
Funktionsprinzip Dynamic Precision Welding:
Die dynamische Geometrieerkennung basiert auf einer Kombination aus Kameratechnologie, KI gestützte Bildverarbeitung in Echtzeit und dynamisch anpassbare Laserpfadführung durch Scanner. Vor dem Schweißvorgang wird die tatsächliche Lage und Geometrie der Zellkontakte, z. B. Tab-Positionen oder Ableiterschichten, exakt erkannt. Abweichungen von der Soll-Position (z. B. durch Bauteiltoleranzen, Wärmeverzug oder Lagenverschiebung) werden berücksichtigt und der Schweißprozess automatisch angepasst. Dies ermöglicht eine hochgenaue und prozesssichere Kontaktierung auch bei variierenden Bauteilgeometrien.
Batteriepacks werden mittels leitenden Brücken (Busbars) verbunden. Bei der Herstellung dieser Brücken kann es produktionsbedingt zu geometrischen Abweichungen kommen, durch welche der Schweißprozess zu Ausschuß führen kann. Eine KI-gestützte Software kann in Kombination mit dem DPW Verfahren diese Abweichungen erkennen und eine automatische Korrektur des Schweißprozesses durchführen.
Vorteile des DPW Scanner-Laserschweißens in der Batteriezellfertigung
Flexibel und wirtschaftlich
- Flexible Schweißnahtgeometrie zur perfekten Anpassung an die spezifischen Anforderungen
- Geeignet für Aluminium, Kupfer, Nickel, Stahl u.v.m.
- Optimal zur Integration in Fertigungslinien für automatisierte Serienfertigung
Minimaler Wärmeeintrag
- Schützt temperaturempfindliche Zellmaterialien
- Kein Verzug des Fügepartners
Präzise
- Ideal für filigrane Zellkontakte und enge Toleranzen
- Vermeidet Fehlproduktion und reduziert Ausschuss
- Definierbare Schweißkontur
Beständig
- Hervorragende Nahtqualität & Sicherheit
- Saubere, reproduzierbare Schweißnähte mit hoher Festigkeit
Typische Anwendungen:
E-Mobility: Zellkontaktierung in Fahrzeugbatterien
Stationäre Energiespeicher: Modulfertigung für PV- und Windanlagen
Power Tools: Verbindung kompakter Zellmodule
Medizintechnik & Luftfahrt: Spezialanwendungen mit höchsten Qualitätsanforderungen
🔍 Submillimeter-genaue Positionierung der Schweißnaht
⚙️ Automatische Kompensation von Toleranzen & Versatz
📈 Reduzierung von Ausschuss und Nacharbeit
🔄 Inline-Anpassung des Laserpfads in Echtzeit
🧩 Kompatibel mit komplexen Zelllayouts (z. B. gestapelte oder versetzte Anordnung)
Typische Anwendungsfälle Zellverbindung bei Pouch-Zellen mit flexibler Lasche
Verschaltung zylindrischer Zellen mit variabler TabpositionModulfertigung mit hoher Zellanzahl und enger Packdichte
Adaptive Schweißung bei vorpositionierten, aber nicht exakt fixierten Zellkomponenten
Integration in automatisierte Linien
Das System ist vollständig integrierbar in automatisierte Produktionslinien. Es lässt sich mit gängigen SPS-/MES-Schnittstellen koppeln und unterstützt:
Closed-loop-Prozessregelung
Nahtüberwachung & Schweißdaten-Logging
Rezeptverwaltung für unterschiedliche Zelltypen
Fazit: Das Laserschweißen mit dynamischer Geometrieerkennung ist ein entscheidender Technologievorsprung für Hersteller, die komplexe, hochverdichtete oder variabel konfigurierte Batteriesysteme effizient und zuverlässig fertigen möchten.
