Знаете ли вы процесс лазерной сварки аккумуляторов?

Стремительное развитие транспортных средств на новой энергии в последние два года привлекает все больше и больше внимания со стороны внешнего мира, причем не только влияние потребления, но и в промышленной сфере. Технологическая тенденция, возглавляемая транспортными средствами на новой энергии, также переросла в мощная сила, которую нельзя игнорировать. Сегодня мы поговорим о процессе лазерной сварки аккумулятора, силового ядра транспортных средств на новых источниках энергии.

С увеличением продаж транспортных средств на новых источниках энергии установленная мощность аккумуляторных батарей также быстро выросла. Данные показывают, что в 2021 году продажи новых энергетических автомобилей в Китае составят 3,521 миллиона штук, увеличившись на 157,5%; Установленная мощность аккумуляторных батарей достигла 154,5 ГВтч, увеличившись на 142,8%. Производители аккумуляторов расширили производственные мощности, академик Оуян Мингао из 100 экспертов по электромобилям заявил, что к 2025 году мощность производства аккумуляторов в Китае достигнет 3000 ГВтч. В процессе производства силовых аккумуляторов низкая стоимость, высокое качество и высокая эффективность являются тремя основными целями, которые преследуют производственные предприятия, поэтому производители аккумуляторов отдают предпочтение техническим процессам и интеллектуальному оборудованию, которые могут достичь этих трех целей.

Внутренняя часть аккумуляторной батареи также представляет собой целую сложную систему, состоящую из аккумуляторного элемента, аккумуляторного модуля и аккумуляторного блока, после производственного процесса и, наконец, собранную в целую аккумуляторную систему. Среди них соединение между материалами и материалами, модулями и модулями, а также конструкциями аккумуляторных батарей требует очень сложного процесса сварки.лазерная сварка.

Разумный выбор методов и процессов сварки в процессе производства силовых батарей напрямую повлияет на стоимость, качество, безопасность и надежность батареи. Далее разберемся с содержанием силовой аккумуляторной сварки.

Силовая батарея подразделяется на квадратную, цилиндрическую и мягкую. В настоящее время при производстве силовых аккумуляторов применение лазерной сварки в основном включает в себя:

Средний процесс:сварка проушины полюса (включая предварительную сварку), точечная сварка пояса полюса, предварительная вварка аккумулятора в корпус, герметизирующая сварка верхней крышки корпуса, герметизирующая сварка порта впрыска жидкости и т. д.

После процесса:включая сварку соединительной пластины модуля аккумуляторной батареи PACK, а также сварку пластины задней крышки модуля на взрывозащищенном клапане.

Корпус и крышка силовой батареи играют роль инкапсулирования электролита и поддерживающих электродных материалов, обеспечивая стабильную замкнутую среду для хранения и выделения электрической энергии, а качество сварки напрямую определяет герметичность и прочность на сжатие батареи. что влияет на срок службы и безопасность аккумулятора. Корпус аккумулятора в основном изготовлен из алюминиевого сплава Al3003, толщина которого обычно составляет от 0,6 до 0,8 мм, и обычно используется импульсная лазерная сварка малой мощности. Положение соединения корпуса и крышки показано на рисунке, где основными проблемами качества лазерной сварки являются непровар, пористость и ложе, что снижает герметичность аккумулятора.

Полюсом батареи является положительная и отрицательная контактная пластина батареи. Вообще говоря, в положительном электроде используется алюминий, а в отрицательном электроде используется медь, и его роль заключается в том, чтобы приварить полюс батареи через соединительный лист, чтобы сформировать серию и параллельная схема для формирования аккумуляторного модуля.

Взрывозащищенный клапан представляет собой тонкостенный корпус клапана на уплотнительной пластине аккумулятора. Когда внутреннее давление аккумулятора превышает указанное значение, корпус взрывозащищенного клапана сначала ломается и сдувается, чтобы сбросить давление и избежать взрыва аккумулятора. Конструкция взрывозащищенного клапана оригинальна: два алюминиевых металлических листа определенной формы прочно сварены лазерной сваркой. Когда давление внутри аккумулятора повышается до определенного значения, алюминиевый лист вырывается из запланированного положения паза, предотвращая дальнейшее расширение аккумулятора и вызывая взрыв. Таким образом, этот процесс имеет очень строгие требования к процессу лазерной сварки, требующие герметизации сварного шва, строгого контроля подвода тепла и обеспечения стабильности значения давления повреждения сварного шва в определенном диапазоне (обычно 0). 4~0,7 МПа), слишком большое или слишком маленькое существенно повлияет на безопасность аккумулятора.

Переходная пластина и мягкое соединение являются ключевыми компонентами для соединения крышки аккумуляторного отсека и аккумуляторного элемента. Необходимо также учитывать требования к перегрузке по току, прочности и малому разбрызгиванию батареи, поэтому в процессе сварки с крышкой должна быть достаточная ширина сварного шва, и на батарею не должны падать частицы, чтобы избежать короткого замыкания батареи. схемы. В качестве материала отрицательного электрода медь представляет собой материал с высокой инверсией и низкой скоростью поглощения, что требует более высокой плотности энергии для сварки при сварке, а новейший композитный лазер с синим светом может решить традиционные технологические проблемы, такие как высокая инверсия и разбрызгивание.

Полюс на крышке аккумуляторной батареи разделен на разъемы для подключения внутренней батареи и внешней батареи. Внутреннее соединение аккумулятора представляет собой сварку полюса элемента и полюса крышки; Внешнее подключение аккумулятора заключается в том, что полюс аккумулятора приваривается к соединительному листу, образуя последовательную и параллельную цепь, образующую аккумуляторный модуль.

Основной проблемой аккумуляторной лазерной сварки также является дефект отверстия, причина аналогична взрывозащищенному клапану. Сварной шов полюса по сути представляет собой сопрягаемую поверхность алюминиевого передающего блока и полюса, а диаметр отверстия алюминиевого блока составляет всего около 6 мм, что позволяет очень легко удерживать загрязнения, такие как штамповое масло и чистящее средство. Лазерный свет с высокой плотностью энергии вызывает повышение температуры сварного соединения, что приводит к быстрому испарению остаточных примесей на полюсе, а пузырьки вырываются и преодолевают поверхностное натяжение сварочной ванны, покидая сварочную ванну, что приводит к образованию дыр. дефекты. В этом процессе быстрое изменение мощности импульсного лазера еще больше увеличивает склонность к образованию взрывных отверстий. Таким образом, помимо улучшения очистки перед сваркой, дефекты отверстий можно также уменьшить за счет оптимизации изменения мощности лазера.

Под аккумуляторным модулем можно понимать комбинацию литий-ионных элементов, соединенных последовательно и параллельно, и он оснащен одним устройством контроля и управления аккумулятором. Структурная конструкция аккумуляторного модуля часто определяет производительность и безопасность аккумуляторной батареи. Его структура должна поддерживать, фиксировать и защищать клетку. В то же время, как обеспечить соблюдение требований по перегрузке по току, однородности тока, как обеспечить контроль температуры элемента и возможность отключения серьезных аномалий, чтобы избежать цепных реакций и т. д., будет критерии оценки достоинств аккумуляторного модуля.

В то же время, поскольку теплопередача меди и алюминия очень быстрая, а отражательная способность лазера очень высокая, толщина соединительного листа относительно велика, поэтому для достижения сварка.

В настоящее время основными проблемами лазерной сварки аккумуляторных батарей являются дефекты сварки, такие как поры, трещины, некачественная формовка и отверстия от струйной обработки. Эти дефекты приводят к снижению прочности, герметичности и проводимости батареи, что приводит к ряду проблем безопасности, таких как взрыв батареи, утечка и нагрев. Чтобы решить эти проблемы, большое количество исследований сосредоточено на оптимизации процесса: регулировка мощности лазерной сварки, ширины импульса, скорости сварки, степени дефокусировки и других параметров может эффективно уменьшить дефекты.

Нетрудно заметить, что процесс сварки аккумуляторной батареи — это прекрасная работа, и любая небольшая проблема повлияет на производительность и безопасность последующей готовой аккумуляторной батареи. Поэтому качественные материалы и качественные инструменты для лазерной сварки являются основой успеха сварочного процесса. Интеллектуальные технологии, представленные планированием траектории лазерной сварки, идентификацией сварных швов, выявлением дефектов, контролем качества и т. д., также являются одним из направлений будущих исследований.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. — высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на исследованиях и разработках, производстве и продаже автоматических машин для лазерной наплавки, высокоскоростных машин для лазерной наплавки, машин для лазерной закалки, машин для лазерной сварки и оборудования для лазерной 3D-печати. Наша продукция экономически эффективна и продается внутри страны и за рубежом. Если вы заинтересованы в нашей продукции, свяжитесь с нами по адресу bob@gshenglaser.com.