Med økningen i salget av nye energikjøretøyer vokser også installert kapasitet på strømbatterier raskt. Data viser at Kinas nye energibilsalg i 2021 på 3,521 millioner enheter, en økning på 157,5 prosent; strømbatteri installert kapasitet nådde 154,5GWh, en økning på 142,8 prosent . Batteriproduksjonsbedrifter må utvide produksjonskapasiteten, sa akademiker Ouyang Minggao i elbilen 100 eksperter at innen 2025 vil Kinas produksjonskapasitet for strømbatterier nå 3,000 GWh. I produksjonsprosessen for kraftbatterier er lave kostnader, høy kvalitet og høy effektivitet jakten på de tre hovedmålene til produksjonsbedriftene, derfor for å oppnå de tre målene for den tekniske prosessen og intelligent utstyr er sterkt foretrukket av batteriprodusentene.
Strømbatteri er også et komplekst system, fra cellen, batterimodulen, batteripakken, gjennom en produksjonsprosess, og til slutt satt sammen til et helt strømbatterisystem. Blant dem involverer koblingen av materiale til materiale, modul til modul og batteripakkestruktur den svært krevende sveiseprosessen - lasersveising.
Power batteri produksjon prosess sveisemetode og prosess av rimelig valg, vil direkte påvirke kostnadene for batteriet, kvalitet, sikkerhet og konsistens av batteriet. Det neste trinnet er å organisere innholdet i strømbatterisveisingen.
Strømbatteri vanlige sveiseapplikasjoner
Power-batterier er delt inn i firkantede, sylindriske og myke batterier. I dag, i produksjonen av strømbatterier, inkluderer bruken av lasersveisekoblinger hovedsakelig
Midtprosess: sveising av stangklatter (inkludert forhåndssveising), punktsveising av stangbånd, forhåndssveising av kjernen inn i skallet, forseglingssveising av toppdekselet på skallet, forseglingssveising av væskeinjeksjonsporten, og så på;
Bakkanalprosess: inkludert sveising av koblingsfliker ved batteri PACK-modul, og sveising av eksplosjonssikker ventil på dekkplaten etter modulen.
Sveising av batteriskall og dekkplate
Skallet og dekselet til strømbatteriet spiller rollen som innkapsling av elektrolytt og støttende elektrodematerialer, og gir et stabilt og lukket miljø for lagring og frigjøring av elektrisk energi, og sveisekvaliteten bestemmer direkte forseglingen og trykkstyrken til batteriet, og påvirker dermed batteriet. batteriets levetid og sikkerhetsytelse. Batteriskallet er hovedsakelig laget av Al3003-aluminiumslegering, hvis tykkelse vanligvis er mellom 0,6 og 0,8 mm, og er vanligvis sveiset med laveffekts pulslaser. Forbindelsen mellom kassen og dekselet er vist på figuren. De viktigste kvalitetsproblemene til lasersveisingen på dette stedet er ufullkommenheter, porøsitet og belegg, noe som vil redusere forseglingsytelsen til batteriet.
Batterisveising med positiv og negativ pol
Batteripolen er batteriets positive og negative kontaktstykke, generelt sett bruker den positive elektroden aluminium, negativ elektrode bruker kobber, dens funksjon er å la batteripolen gjennom koblingsstykket sveising, dannelse av serie og parallellkrets, danner et batteri modul.
Batterieksplosjonssikker ventiltetningssveising
Eksplosjonssikker ventil er et tynnvegget ventilhus på batteriets tetningsplate, når det indre trykket til batteriet overstiger den angitte verdien, tar det eksplosjonssikre ventilhuset ledelsen i brudd og ventilering, frigjør trykket og unngår batteri fra å sprekke. Eksplosjonssikker ventilstruktur er genial, for det meste med lasersveising fast i en viss form av de to aluminiumsplater. Når trykket inne i batteriet stiger til en viss verdi, brister aluminiumsstykket fra den utformede sporposisjonen, og forhindrer at batteriet utvider seg ytterligere og forårsaker en eksplosjon. Derfor er denne prosessen på lasersveiseprosessens krav ekstremt strenge, kravene til sveiseforseglingen, streng kontroll av varmetilførselen for å sikre at sveisedestruktive trykkverdi stabiliseres innenfor et visst område (vanligvis i området 0 .4 ~ 0.7MPa), for stor eller for liten vil ha stor innvirkning på sikkerheten til batteriet.
Batteriadapter sveising
Adapterstykket og den fleksible koblingen er nøkkelkomponentene som forbinder batteridekselet med battericellen. Det må ta hensyn til kravene til overstrøm, styrke og lav spruting av batteriet samtidig, så i sveiseprosessen med dekkplaten må ha nok sveisebredde, og må sørge for at ingen partikler faller på den elektriske celle for å unngå kortslutning av batteriet. Når det gjelder det negative elektrodematerialet, tilhører kobber den lave absorpsjonshastigheten til høyreflekterende materiale, som krever høyere energitetthet for å sveise, Lianyin-laserens nyeste blålyskomposittlaser kan godt løse de tradisjonelle prosessproblemene som høyreflekterende og sprut.
Batteripolsveising
Polene på batteridekselet er delt inn i interne og eksterne koblinger. Den interne forbindelsen til batteriet er sveisingen mellom poltappene til battericellen og polstolpen på dekkplaten; den eksterne tilkoblingen av batteriet er sveisingen av polstolpen til batteriet gjennom koblingsstykket for å danne en serie- og parallellkrets for å danne en batterimodul.
Hovedproblemet med lasersveising av batteripoler er også blåsehullsdefekten, som er årsaken til eksplosjonssikre ventiler. Polsveisingen er i hovedsak den sammenfallende overflaten mellom aluminiumsadapteren og stangen, og hullet i aluminiumsblokken er bare ca. 6 mm i diameter, noe som gjør det svært enkelt for urenheter som stemplingsolje og rengjøringsmidler å forbli i området. . Den høye energitettheten til laseren forårsaker en temperaturstigning i sveisingen, som fører til rask fordamping av urenhetene som er igjen ved polen, noe som får bobler til å unnslippe og forlate smeltebassenget og overvinne overflatespenningen til smeltebassenget, noe som resulterer i en defekt med sprengt hull. Under denne prosessen øker den raske endringen i pulserende lasereffekt ytterligere tendensen til å danne blåsehull. Derfor, i tillegg til intensiv rengjøring før sveising, kan blåsehull også reduseres ved å optimalisere lasereffektvariasjonen.
Power Battery Module og PACK sveising
Batterimodul kan forstås som en kombinasjon av litium-ion-celler koblet i serie og parallell, med en enkelt batteriovervåkings- og administrasjonsenhet. Den strukturelle utformingen av batterimodulen bestemmer ofte ytelsen og sikkerheten til en batteripakke. Dens struktur må støtte, fikse og beskytte den elektriske cellen. Samtidig vil hvordan man oppfyller overstrømskravene, gjeldende ensartethet, hvordan man oppfyller temperaturkontrollen til battericellen, og om det er en alvorlig unormalitet kan avskjæres, for å unngå kjedereaksjon, etc., være standarden. å bedømme fordelene til batterimodulen.
Samtidig, på grunn av at varmeoverføringen av kobber og aluminium er veldig rask og veldig høy reflektivitet til laseren, er tykkelsen på forbindelsesstykket relativt stor, så det er nødvendig å bruke en laser med høyere effekt for å kunne oppnå sveising.
Konklusjon
For tiden er hovedproblemene med lasersveising i kraftbatterier porøsitet, sprekker, dårlig støping, blåsehull og andre sveisefeil. Disse defektene fører til redusert styrke, tetning og ledningsevne til batteripakken, noe som fører til en rekke sikkerhetsproblemer som batterieksplosjon, væskelekkasje og varmeutvikling. Som svar på disse problemene fokuserer et stort antall studier på prosessoptimalisering, ved å justere lasersveiseeffekten, pulsbredde, sveisehastighet, defokuseringsmengde og andre parametere kan effektivt redusere defekter.
Det er ikke vanskelig å se at sveiseprosessen for strømbatteri er et delikat arbeid, ethvert lite problem vil påvirke ytelsen og sikkerheten til det påfølgende ferdige strømbatteriet. Derfor er høykvalitets materialer og høykvalitets lasersveiseutstyr for å sikre suksessen til sveiseprosessen er grunnlaget. Intelligent teknologi representert ved lasersveisebaneplanlegging, sveiseidentifikasjon, defektidentifikasjon, kvalitetsovervåking osv. er også et av hot spots for fremtidig forskning. Oversatt med www.DeepL.com/Translator (gratisversjon)
