전기차 배터리 제조는 레이저 용접기의 단일 최대 성장 응용 분야로 부상하였으며, 전 세계적인 생산 능력 확장이 초고속·고신뢰성 용접 장비에 대한 전례 없는 수요를 촉진하고 있다. 원통형 배터리 셀 조립 시에는 양극 및 음극 탭을 셀 단자에 용접해야 하며, 이 용접 품질은 내부 저항과 장기 사이클 수명에 직접적인 영향을 미친다. 500W에서 1,500W의 펄스 레이저 소스를 탑재한 레이저 용접기는 침투 깊이를 ±0.03mm 이내로 정밀 제어하여 탭-단자 간 일관된 용접을 달성하며, 이는 내부 부품 손상 위험 없이 기존 저항 용접으로는 달성할 수 없는 정밀도이다. 파우치형 배터리 셀 탭 용접은 더욱 높은 정밀도를 요구하는데, 알루미늄 또는 구리 탭 두께가 일반적으로 0.1mm~0.3mm로 매우 얇아서, 얇은 포일을 관통하거나 내부 단락을 유발할 수 있는 스패터(spatter)를 발생시키지 않으면서 셀의 전류 집전체(current collector)에 정확히 용접되어야 한다. 펄스 형상 조절(pulse shaping) 기능을 갖춘 레이저 용접기는 먼저 표면을 정화하기 위한 저출력 예열 펄스를 공급한 후 고출력 용접 펄스를 적용하고, 마지막으로 응고를 제어하기 위한 냉각 펄스를 제공함으로써 기저 재료 강도의 95% 이상을 초과하는 용접 강도를 달성한다. 버스바(busbar) 용접은 모듈 내에서 배터리 셀들을 직렬 및 병렬로 연결하는 과정으로, 두꺼운 구리 또는 알루미늄 바를 셀 단자에 용접하는 작업을 포함한다. 구리는 1070nm 파장에서 높은 반사율을 가지므로, 일관된 용접 침투를 달성하려면 최소 2,000W 이상의 출력을 갖춘 레이저 용접기 또는 특수한 빔 진동 패턴이 필요하다. 배터리 전극 스택 용접의 경우, 50장의 구리 호일을 단독으로 또는 0.5mm 두께의 구리 버스바에 용접하는 데 있어 견고하고 반복 가능한 용접 공정이 개발되었으며, 용접 형상, 기공률, 비저항 등 핵심 지표를 기준으로 용접 품질이 검증된다. 배터리 응용 분야를 위한 레이저 용접 공정은 고전력 응용에서 에너지 손실을 최소화하기 위해 100마이크로옴(μΩ) 이하의 낮은 전기 저항을 달성해야 한다. 비전 가이던스(vision guidance) 및 6축 로봇을 탑재한 자동 레이저 용접 시스템은 ±0.02mm 수준의 반복 정밀도를 달성하여 배터리 모듈 부품의 복잡한 3차원 용접을 가능하게 한다. 이러한 시스템은 인건비를 절감하고, 배터리 팩당 수천 개에 달하는 동일한 접합부에 대해 일관된 용접 품질을 보장한다. 완전 밀폐형 Class 1 레이저 용접 시스템은 일반적인 양산 환경에서도 안전한 작동을 보장하며, 배터리 제조 시설의 안전 요구사항을 충족한다. 당사의 레이저 용접기는 전 세계 배터리 기가팩토리(Gigafactory)에 도입되어 전기차(EV), 전동 공구, 정지형 에너지 저장 시스템(ESS)용 리튬이온 셀 생산을 지원하고 있다. 귀사의 배터리 용접 요구사항을 논의하고, 응용 분야별 맞춤형 장비 추천을 받으시려면 문의 주십시오.