IPG Photonics Corporation
Obraz płytki bipolarnej

Ogniwa paliwowe

Twój partner w zakresie ogniw paliwowych - od prac badawczo-rozwojowych po produkcję

Wodorowe ogniwa paliwowe, będące alternatywą dla akumulatorów litowo-jonowych, są wykorzystywane do zasilania różnych systemów, w tym samochodów, autobusów, wózków widłowych, urządzeń przenośnych i innych zastosowań związanych z magazynowaniem energii. Niezależnie od przeznaczenia, ogniwa paliwowe opierają się na płytach bipolarnych i zespawanych między nimi zespołach elektrod membranowych (MEA) jako kluczowych komponentach.

Płytki bipolarne i MEA są skomplikowane i wymagające w produkcji, a do wyprodukowania pojedynczego stosu ogniw paliwowych potrzeba ich zazwyczaj setki. Pomiędzy cięciem i przycinaniem, suszeniem zawiesin elektrod, przygotowaniem powierzchni i spawaniem zespołów płyt bipolarnych, obróbka laserowa stała się metodą z wyboru, aby osiągnąć wysoki poziom precyzji i zmaksymalizować przepustowość w procesie produkcyjnym.

Jako wiodący na świecie dostawca rozwiązań laserowych do zastosowań związanych z e-mobilnością, posiadamy rzeczywiste doświadczenie w produkcji ogniw paliwowych. Oczywiście każde zastosowanie jest inne - opowiedz nam o swoim zastosowaniu, aby dowiedzieć się, w jaki sposób rozwiązania laserowe IPG mogą zoptymalizować produkcję ogniw paliwowych.

Zapytaj nas i zweryfikuj swój pomysł w naszym laboratorium

Zastosowania lasera w ogniwach paliwowych

Spawanie zespołów płytek bipolarnych

Spawanie płyt bipolarnych, stanowiące krytyczny etap w procesie produkcji płyt bipolarnych, wiąże się z dwoma głównymi wyzwaniami: jakością i szybkością. Wiązka lasera musi osiągnąć bardzo precyzyjną głębokość, zazwyczaj unikając pełnej penetracji, aby stworzyć hermetyczne uszczelnienie. Biorąc pod uwagę dużą ilość długich ścieżek spawania, te wysokiej jakości spoiny muszą być również wykonane bardzo szybko.

Cięcie płytek bipolarnych

Istnieje wiele sposobów cięcia płyt bipolarnych, w tym wykrawanie, trawienie chemiczne i cięcie laserowe. Cięcie laserowe jest często stosowane do przycinania płyt bipolarnych po etapie wytłaczania, ponieważ oferuje duże prędkości cięcia i wysoką jakość krawędzi. Uzyskanie krawędzi bez zadziorów ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia optymalnej wydajności w końcowym ogniwie paliwowym.

Suszenie warstw elektrod

Suszenie warstw elektrod tworzących MEA jest tradycyjnie wykonywane w piecach konwekcyjnych, co stanowi wąskie gardło i wyzwanie w procesie produkcji ogniw paliwowych. Suszenie laserowe oferuje wyjątkowe ulepszenia procesu, w tym znacznie wyższe prędkości suszenia, większą wydajność energetyczną i mniejszą powierzchnię zajmowaną przez sprzęt.

Cięcie zespołów elektrod membranowych

Warstwy MEA muszą być przycięte na wymiar, aby pasowały do końcowego zespołu płytki bipolarnej. Cięcie laserowe to elastyczny, bezdotykowy proces, który oferuje doskonałą szybkość i jakość krawędzi. Cięcie laserowe minimalizuje zadziory i inne wady krawędzi tnących, zapewniając dobrą wydajność w końcowym ogniwie paliwowym.

Teksturowanie i czyszczenie płytek bipolarnych

Płytki bipolarne muszą być często teksturowane i czyszczone w celu spełnienia wymagających standardów jakości. Teksturowanie laserowe poprawia przyczepność powłok ochronnych, podczas gdy czyszczenie laserowe usuwa zanieczyszczenia. Laserowa obróbka powierzchni jest szybkim, bezkontaktowym procesem, który może selektywnie celować w pożądany obszar bez konieczności maskowania.

Znakowanie płytek bipolarnych

Znakowanie laserowe ułatwia zachowanie identyfikowalności podczas procesu produkcji ogniw paliwowych. Jako niewymagająca konserwacji, szybka i opłacalna metoda znakowania, znakowanie laserowe jest idealne dla środowisk produkcyjnych o wysokiej wydajności, powszechnych w produkcji ogniw paliwowych i płyt bipolarnych.

Rozwiązania dla produkcji ogniw paliwowych

Lasery IPG włóknowy są synonimem niezawodności, wydajności i precyzji. Niezależnie od zastosowania, parametry lasera IPG, takie jak jakość wiązki, kształt i rozmiar plamki oraz moc wyjściowa, można dostosować w celu zmaksymalizowania jakości i wydajności.

Dowiedz się więcej o laserach IPG

Od głowic procesowych zaprojektowanych specjalnie do konkretnych zastosowań po skanery zoptymalizowane pod kątem spawania i czyszczenia, technologia dostarczania wiązki IPG została zaprojektowana w celu maksymalizacji wydajności lasera. Konfigurowalne funkcje, takie jak optyka, zapewniają wydajność dostosowaną do potrzeb, a oprogramowanie IPG ułatwia integrację i obsługę.

Dowiedz się więcej o dostarczaniu wiązki IPG

Testowanie i kontrola spoin zespołu płyty bipolarnej stanowi znaczny procent czasu produkcji ogniw paliwowych. Bardzo ważne jest, aby wiązka spawalnicza penetrowała cienkie warstwy z niewielkim marginesem błędu w celu zapewnienia hermetycznego uszczelnienia.

Technologia laserowego pomiaru spoin IPG w czasie rzeczywistym bezpośrednio mierzy głębokość spoiny podczas jej wykonywania, eliminując lub upraszczając czasochłonne etapy kontroli po spawaniu.

Dowiedz się więcej o pomiarze spoin w czasie rzeczywistym

Płyty bipolarne muszą być zaciśnięte przed spawaniem, co wiąże się z kilkoma wyzwaniami. Płytki muszą być zaciśnięte bardzo blisko siebie, aby zapewnić hermetyczne uszczelnienie w końcowej spoinie. Jest to szczególnie trudne, ponieważ płytki bipolarne są cienkie i często mają dużą powierzchnię. Bardzo ważne jest, aby płyty były mocno zaciśnięte z równomiernym naciskiem na cały zespół, a wszystko to bez wypaczania lub uszkadzania płyt.

IPG oferuje usługi narzędziowe w ramach procesu opracowywania aplikacji zarówno dla systemów "pod klucz", jak i niestandardowych, aby zapewnić mocowanie specjalnie zaprojektowane dla dowolnej konstrukcji płyty dwubiegunowej.

IPG oferuje szereg w pełni zintegrowanych systemów laserowych skonfigurowanych specjalnie do zastosowań związanych z e-mobilnością. Systemy te są dostępne jako produkty "pod klucz" i niestandardowe rozwiązania wraz z rozwojem aplikacji i procesów. Systemy laserowe do zastosowań e-mobilności obejmują zoptymalizowany laser IPG, obudowę bezpieczeństwa lasera klasy 1, dostarczanie wiązki i optykę, zintegrowane oprogramowanie IPG, precyzyjny ruch i opcjonalną technologię monitorowania procesu.

Dowiedz się więcej o systemach IPG do e-mobilności

IPG Application Labs: Odkryj swoje rozwiązanie w zakresie ogniw paliwowych

IPG współpracuje z producentami ogniw paliwowych w całym procesie produkcyjnym, od badań i rozwoju po produkcję na pełną skalę.

Gotowy do rozpoczęcia pracy? Wyślij nam próbkę do oceny lub po prostu opowiedz nam o swoim zastosowaniu, a nasi eksperci laserowi zajmą się tym.

Dowiedz się więcej

Rozwiązania dla innych zastosowań e-mobilności

Produkcja ogniw litowo-jonowych

Produkcja ogniw litowo-jonowych

Dowiedz się więcej
Akumulatory i zasobniki

Akumulatory i zasobniki

Dowiedz się więcej
Silniki elektryczne

Silniki elektryczne

Dowiedz się więcej
Podzespoły elektroniczne

Elektronika mocy

Dowiedz się więcej
IPG Photonics - Lokalizacje na całym świecie

Jak możemy pomóc?

Niezależnie od tego, czy masz na myśli projekt, czy po prostu chcesz dowiedzieć się więcej o technologiach laserowych i rozwiązaniach do produkcji ogniw paliwowych, ekspert laserowy IPG jest gotowy do pomocy.