Знаете ли процеса на лазерно заваряване на батерии

Избухването на нови енергийни превозни средства през последните две години привлече все повече и повече внимание от външния свят, не само въздействието на потреблението, но и в индустриалната област, технологичната тенденция, водена от нови енергийни превозни средства, също прерасна в мощна сила, която не може да бъде пренебрегната. Днес ще говорим за процеса на лазерно заваряване, приложен към батерията, захранващото ядро ​​на новите енергийни превозни средства.

С увеличаването на продажбите на нови енергийни превозни средства, инсталираният капацитет на батериите също нараства бързо. Данните показват, че през 2021 г. продажбите на нови енергийни превозни средства в Китай са 3,521 милиона, което е увеличение от 157,5%; Инсталираният капацитет на захранващите батерии достигна 154,5 GWh, което е увеличение от 142,8%. Производителите на батерии са разширили производствения си капацитет, академик Оуянг Мингао от експертите по електрически превозни средства 100 каза, че до 2025 г. капацитетът за производство на батерии в Китай ще достигне 3000 GWh. В процеса на производство на батерии, ниската цена, високото качество и високата ефективност са трите основни цели, преследвани от производствените предприятия, следователно техническият процес и интелигентното оборудване, които могат да постигнат тези три цели, са предпочитани от производителите на батерии.

Вътрешността на захранващата батерия също е цяла сложна система, от клетката на батерията, модула на батерията и пакета батерии, след производствен процес и накрая сглобена в цяла система за захранваща батерия. Сред тях връзката между материалите и материалите, модулите и модулите и структурите на батерийния пакет включва изключително взискателен процес на заваряване -лазерно заваряване.

Разумният избор на методи и процеси за заваряване в производствения процес на батерии пряко ще повлияе на цената, качеството, безопасността и последователността на батерията. След това сортирайте съдържанието на заваряване на батерии.

Захранващата батерия е разделена на квадратни, цилиндрични и меки батерии. Понастоящем при производството на захранващи батерии използването на лазерно заваряване включва главно:

Среден процес:заваряване на ухото на полюса (включително предварително заваряване), точково заваряване на колана на полюса, предварително заваряване на батерията в корпуса, уплътнително заваряване на горния капак на корпуса, уплътнително заваряване на порта за инжектиране на течност и др.

След процес:включително заваряване на плоча за свързване на модула на батерията PACK, както и заваряване на задния капак на модула на взривобезопасния клапан.

Обвивката и покриващата плоча на захранващата батерия играят ролята на капсулиране на електролита и поддържащите електродни материали, осигурявайки стабилна затворена среда за съхранение и освобождаване на електрическа енергия, а качеството на заваряване директно определя плътността и якостта на натиск на батерията, като по този начин се отразява на живота и безопасността на батерията. Обвивката на батерията е направена главно от алуминиева сплав Al3003, чиято дебелина обикновено е между 0,6 и 0,8 mm и обикновено се използва импулсно лазерно заваряване с ниска мощност. Позицията на свързване на корпуса и капака е показана на фигурата, където основните проблеми с качеството на лазерната заварка са непроникване, порьозност и легло, което ще намали херметичността на батерията.

Полюсът на батерията е положителната и отрицателната контактна плоча на батерията, най-общо казано, положителният електрод използва алуминий, а отрицателният електрод използва мед и неговата роля е да направи полюса на батерията заварен през свързващия лист, за да образува серия и паралелна верига за образуване на батериен модул.

Взривозащитеният клапан е тънкостенно тяло на уплътнителната плоча на батерията. Когато вътрешното налягане на батерията надвиши определената стойност, корпусът на взривобезопасния клапан се счупва и изпуска първо, за да освободи налягането и да избегне спукването на батерията. Структурата на взривозащитения клапан е гениална, а двата алуминиеви метални листа с определена форма са здраво заварени чрез лазерно заваряване. Когато налягането вътре в батерията се повиши до определена стойност, алуминиевият лист се счупва от проектираната позиция на жлеб, предотвратявайки по-нататъшното разширяване на батерията и причинявайки експлозия. Следователно, този процес има много строги изисквания за процеса на лазерно заваряване, като изисква заварката да бъде запечатана, стриктно контролиране на входящата топлина и гарантиране, че стойността на налягането на повреда на заварката е стабилна в рамките на определен диапазон (обикновено 0. 4~0.7MPa), твърде голям или твърде малък ще окаже голямо влияние върху безопасността на батерията.

Адаптерната плоча и меката връзка са ключовите компоненти за свързване на капака на батерията и клетката на батерията. Трябва също така да вземе предвид изискванията за свръхток, якост и ниски пръски на батерията, така че трябва да има достатъчна ширина на заваръчния шев в процеса на заваряване с покривната плоча и не трябва да има частици, падащи върху батерията, за да се избегне късо съединение на батерията вериги. Като материал за отрицателен електрод, медта е високо инверсен материал с ниска степен на абсорбция, което изисква по-висока енергийна плътност за заваряване при заваряване, а най-новият композитен лазер със синя светлина може да реши традиционните проблеми на процеса, като висока инверсия и пръски.

Полюсът на капака на батерията е разделен на свързване на вътрешна батерия и външна батерия. Вътрешната връзка на батерията е заваряването на полюса на клетката и полюса на капака; Външното свързване на батерията е, че полюсът на батерията е заварен през свързващия лист, за да образува последователна и паралелна верига, за да образува модула на батерията.

Основният проблем на лазерното заваряване на батерии също е дефектът на отвора, а причината е подобна на взривозащитения клапан. Полюсната заварка е по същество свързващата повърхност на алуминиевия трансферен блок и полюса, а диаметърът на отвора на алуминиевия блок е само около 6 mm, което го прави много лесно да се задържат примеси като масло за щамповане и почистващ препарат. Лазерната светлина с висока енергийна плътност причинява повишаване на температурата на заваръчния шев, което води до бързо изпаряване на остатъчните примеси на полюса, а мехурчетата излизат и преодоляват повърхностното напрежение на заваръчната вана, за да напуснат заваръчната вана, което води до дупка дефекти. В този процес бързата промяна на мощността на импулсния лазер допълнително увеличава тенденцията за образуване на взривни дупки. Следователно, в допълнение към подобряването на почистването преди заваряване, дефектите на отворите могат също да бъдат намалени чрез оптимизиране на промяната на мощността на лазера.

Батерийният модул може да се разбира като комбинация от литиево-йонни клетки в последователност и паралел и е оборудван с едно устройство за наблюдение и управление на батерията. Структурният дизайн на модула на батерията често определя производителността и безопасността на батерията. Неговата структура трябва да поддържа, фиксира и защитава клетката. В същото време ще бъде как да се изпълнят изискванията за свръхток, еднородност на тока, как да се отговори на контрола на температурата на клетката и дали има сериозни аномалии, които могат да бъдат отрязани, за да се избегнат верижни реакции и т.н. критерии за преценка на достойнствата на батерийния модул.

В същото време, тъй като преносът на топлина на мед и алуминий е много бърз и отразяващата способност на лазера е много висока, дебелината на свързващия лист е сравнително голяма, така че е необходимо да се използва лазер с по-висока мощност, за да се постигне заваряване.

Понастоящем основните проблеми на лазерното заваряване в захранващите батерии са заваръчните дефекти като пори, пукнатини, лошо формоване и дупки при бластиране. Тези дефекти водят до намалена здравина, херметичност и проводимост на батерията, което води до поредица от проблеми, свързани с безопасността, като експлозия на батерията, изтичане и нагряване. За да се решат тези проблеми, голям брой проучвания се фокусират върху оптимизирането на процеса, регулирането на мощността на лазерно заваряване, ширината на импулса, скоростта на заваряване, степента на разфокусиране и други параметри могат ефективно да намалят дефектите.

Не е трудно да се види, че процесът на заваряване на захранваща батерия е добра работа и всеки малък проблем ще повлияе на производителността и безопасността на последващата завършена захранваща батерия. Следователно висококачествените материали и висококачествените инструменти за лазерно заваряване са основата за гарантиране на успеха на заваръчния процес. Интелигентната технология, представена от лазерно планиране на пътя на заваряване, идентификация на заваръчните шевове, идентификация на дефекти, мониторинг на качеството и т.н., също е една от бъдещите горещи точки за изследване.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. е високотехнологично предприятие, специализирано в научноизследователска и развойна дейност, производство и продажба на автоматична машина за лазерно облицоване, високоскоростна лазерна машина за облицовка, машина за лазерно охлаждане, машина за лазерно заваряване и оборудване за лазерно 3D принтиране. Нашите продукти са рентабилни и се продават в страната и чужбина. Ако се интересувате от нашите продукти, моля свържете се с нас на bob@gshenglaser.com.