Kender du lasersvejseprocessen for strømbatterier

Udblæsningsudviklingen af ​​nye energikøretøjer i de seneste to år har tiltrukket sig mere og mere opmærksomhed fra omverdenen, ikke kun påvirkningen af ​​forbruget, men også på det industrielle område, den teknologiske trend ledet af nye energikøretøjer er også vokset til en kraftfuld kraft, der ikke kan ignoreres. I dag skal vi tale om lasersvejseprocessen anvendt på batteriet, kraftkernen i nye energikøretøjer.

Med stigningen i salget af nye energikøretøjer er den installerede kapacitet af strømbatterier også vokset hurtigt. Data viser, at i 2021, Kinas nye energi køretøj salg på 3.521 millioner, en stigning på 157,5%; Den installerede kapacitet for strømbatterier nåede 154,5 GWh, en stigning på 142,8 %. Batteriproducenter har udvidet produktionskapaciteten, akademiker Ouyang Minggao ved det elektriske køretøj 100 eksperter sagde, at i 2025 vil Kinas batteriproduktionskapacitet nå 3000GWh. I processen med fremstilling af strømbatterier er lave omkostninger, høj kvalitet og høj effektivitet de tre hovedmål, der forfølges af fremstillingsvirksomheder, derfor foretrækkes den tekniske proces og intelligent udstyr, der kan nå disse tre mål, af batteriproducenter.

Indersiden af ​​strømbatteriet er også et helt komplekst system, fra battericellen, batterimodulet og batteripakken, efter en fremstillingsproces, og til sidst samlet til et helt strømbatterisystem. Blandt dem involverer forbindelsen mellem materialer og materialer, moduler og moduler og batteripakkestrukturer en meget krævende svejseproces -lasersvejsning.

Det rimelige udvalg af svejsemetoder og -processer i fremstillingsprocessen for strømbatterier vil direkte påvirke batteriets omkostninger, kvalitet, sikkerhed og konsistens. Dernæst sorterer du indholdet af strømbatterisvejsning.

Strømbatteriet er opdelt i firkantede, cylindriske og bløde batterier. På nuværende tidspunkt, i produktionen af ​​strømbatterier, omfatter brugen af ​​lasersvejsning hovedsageligt:

Mellem proces:svejsning af poløret (inklusive forsvejsning), punktsvejsning af polremmen, forsvejsning af batteriet ind i skallen, forseglingssvejsning af skaltopdækslet, forseglingssvejsning af væskeindsprøjtningsporten mv.

Efter proces:inklusive batteri PACK modul forbindelsesplade svejsning, samt modul bagplade på den eksplosionssikre ventil svejsning.

Skallen og dækpladen på strømbatteriet spiller rollen som indkapsling af elektrolytten og understøttende elektrodematerialer, hvilket giver et stabilt lukket miljø til opbevaring og frigivelse af elektrisk energi, og svejsekvaliteten bestemmer direkte batteriets tæthed og trykstyrke, hvilket påvirker batteriets levetid og sikkerhedsydelse. Batterikappen er hovedsageligt lavet af Al3003-aluminiumslegering, hvis tykkelse generelt er mellem 0,6 og 0,8 mm, og pulserende lasersvejsning med lav effekt bruges generelt. Tilslutningspositionen af ​​skallen og dækpladen er vist på figuren, hvor lasersvejsningens væsentligste kvalitetsproblemer er ikke-penetration, porøsitet og leje, hvilket vil reducere tætheden af ​​batteriet.

Batteriets pol er batteriets positive og negative kontaktplade, generelt set bruger den positive elektrode aluminium, og den negative elektrode bruger kobber, og dens rolle er at få batteripolen til at svejse gennem forbindelsesarket for at danne en serie og parallelkredsløb for at danne et batterimodul.

Den eksplosionssikre ventil er et tyndvægget ventilhus på batteriets tætningsplade. Når batteriets indre tryk overstiger den specificerede værdi, går det eksplosionssikre ventilhus i stykker og tømmes først for at frigive trykket og undgå, at batteriet sprænger. Strukturen af ​​den eksplosionssikre ventil er genial, og de to aluminiummetalplader af en bestemt form svejses fast ved lasersvejsning. Når trykket inde i batteriet stiger til en vis værdi, knækker aluminiumspladen fra den konstruerede rilleposition, hvilket forhindrer batteriet i at udvide sig yderligere og forårsage en eksplosion. Derfor stiller denne proces meget strenge krav til lasersvejseprocessen, der kræver, at svejsningen skal forsegles, streng kontrol af varmetilførslen og sikre, at svejsningens skadestrykværdi er stabil inden for et vist område (generelt 0). 4~0.7MPa), for stor eller for lille vil have stor indflydelse på batteriets sikkerhed.

Adapterpladen og den bløde forbindelse er nøglekomponenterne til at forbinde batteridækpladen og battericellen. Det skal også tage højde for batteriets overstrøm, styrke og lave sprøjtkrav, så der skal være nok svejsebredde i svejseprocessen med dækpladen, og der skal ikke falde partikler på batteriet for at undgå batterikort kredsløb. Som et negativt elektrodemateriale er kobber et højt omvendt materiale med en lav absorptionshastighed, hvilket kræver en højere energitæthed at svejse ved svejsning og den nyeste blålys kompositlaser kan løse de traditionelle procesproblemer såsom høj invers og sprøjt.

Polen på batteridækpladen er opdelt i internt batteri og eksternt batteritilslutning. Den interne forbindelse af batteriet er svejsningen af ​​cellepolen og dækpolen; Batteriets ydre forbindelse er, at batteripolen svejses gennem forbindelsesarket for at danne et serie- og parallelkredsløb for at danne batterimodulet.

Hovedproblemet ved batterilasersvejsning er også huldefekten, og årsagen ligner den eksplosionssikre ventil. Polsvejsningen er i det væsentlige den sammenpassende overflade af aluminiumsoverførselsblokken og stangen, og diameteren af ​​aluminiumsblokhullet er kun omkring 6 mm, hvilket gør det meget nemt at tilbageholde urenheder som stemplingsolie og rengøringsmiddel. Laserlyset med høj energitæthed får svejsningens temperatur til at stige, hvilket resulterer i hurtig fordampning af de resterende urenheder ved polen, og boblerne undslipper og overvinder svejsebassinets overfladespænding for at forlade svejsebassinet, hvilket resulterer i hul defekter. I denne proces øger den hurtige ændring af pulserende lasereffekt yderligere tendensen til at danne sprængningshuller. Ud over at forbedre rensningen før svejsning kan hulfejl derfor også reduceres ved at optimere lasereffektvariationen.

Batterimodulet kan forstås som en kombination af lithium-ion-celler i serie og parallel og er udstyret med en enkelt batteriovervågnings- og styringsenhed. Det strukturelle design af batterimodulet bestemmer ofte ydelsen og sikkerheden af ​​en batteripakke. Dens struktur skal understøtte, fiksere og beskytte cellen. På samme tid, hvordan man opfylder kravene til overstrøm, nuværende ensartethed, hvordan man opfylder kontrollen af ​​cellens temperatur, og om der er alvorlige abnormiteter kan afskæres, for at undgå kædereaktioner osv. kriterier for bedømmelse af batterimodulets fordele.

På samme tid, fordi varmeoverførslen af ​​kobber og aluminium er meget hurtig, og laserens reflektivitet er meget høj, er tykkelsen af ​​forbindelsesarket relativt stor, så det er nødvendigt at bruge en laser med højere effekt for at opnå svejsning.

På nuværende tidspunkt er hovedproblemerne ved lasersvejsning i strømbatterier svejsefejl såsom porer, revner, dårlig formning og sprængning af huller. Disse defekter fører til reduceret batteristyrke, tæthed og ledningsevne, hvilket resulterer i en række sikkerhedsproblemer såsom batterieksplosion, lækage og opvarmning. For at løse disse problemer fokuserer et stort antal undersøgelser på procesoptimering, justering af lasersvejseeffekt, pulsbredde, svejsehastighed, defokuseringsmængde og andre parametre kan effektivt reducere defekterne.

Det er ikke svært at se, at strømbatterisvejseprocessen er fint arbejde, og ethvert lille problem vil påvirke ydeevnen og sikkerheden af ​​det efterfølgende færdige strømbatteri. Derfor er materialer af høj kvalitet og lasersvejseinstrumenter af høj kvalitet grundlaget for at sikre svejseprocessens succes. Intelligent teknologi repræsenteret ved lasersvejsevejsplanlægning, svejseidentifikation, defektidentifikation, kvalitetsovervågning osv. er også et af fremtidens forskningshotspots.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. er en højteknologisk virksomhed med speciale i F&U, fremstilling og salg af automatisk laserbeklædningsmaskine, højhastigheds laserbeklædningsmaskine, laserslukningsmaskine, lasersvejsemaskine og laser 3D-printudstyr. Vores produkter er omkostningseffektive og sælges i ind- og udland. Hvis du er interesseret i vores produkter, bedes du kontakte os på bob@gshenglaser.com.