Poznáte proces laserového zvárania napájacích batérií?

Prudký vývoj nových energetických vozidiel v posledných dvoch rokoch priťahuje čoraz väčšiu pozornosť vonkajšieho sveta, a to nielen vplyvom spotreby, ale aj v priemyselnej oblasti sa technologický trend na čele s novými energetickými vozidlami rozrástol do mocná sila, ktorú nemožno ignorovať. Dnes budeme hovoriť o procese laserového zvárania aplikovaného na batériu, jadro energie nových energetických vozidiel.

S nárastom predaja nových energetických vozidiel rapídne vzrástla aj inštalovaná kapacita napájacích batérií. Údaje ukazujú, že v roku 2021 sa v Číne predalo 3,521 milióna nových energetických vozidiel, čo predstavuje nárast o 157,5 %; Inštalovaná kapacita výkonových batérií dosiahla 154,5 GWh, čo predstavuje nárast o 142,8 %. Výrobcovia batérií rozšírili výrobnú kapacitu, akademik Ouyang Minggao na 100 odborníkov na elektrické vozidlo uviedol, že do roku 2025 dosiahne čínska výrobná kapacita napájacích batérií 3000 GWh. V procese výroby napájacích batérií sú nízke náklady, vysoká kvalita a vysoká účinnosť tromi hlavnými cieľmi, ktoré sledujú výrobné podniky, a preto výrobcovia batérií uprednostňujú technický proces a inteligentné zariadenia, ktoré dokážu tieto tri ciele dosiahnuť.

Vnútro napájacej batérie je tiež celý komplexný systém, od batériového článku, batériového modulu a batériového bloku, po výrobnom procese a nakoniec zostavený do celého systému napájacej batérie. Medzi nimi spojenie medzi materiálmi a materiálmi, modulmi a modulmi a štruktúrami batérií zahŕňa vysoko náročný proces zvárania -laserové zváranie.

Rozumný výber metód a procesov zvárania vo výrobnom procese napájacích batérií priamo ovplyvní náklady, kvalitu, bezpečnosť a konzistenciu batérie. Ďalej vytrieďte obsah zvárania napájacej batérie.

Napájacia batéria je rozdelená na štvorcové, cylindrické a mäkké batérie. V súčasnosti pri výrobe výkonových batérií využitie laserového zvárania zahŕňa najmä:

Stredný proces:zváranie ucha tyče (vrátane predzvárania), bodové zváranie pásu tyče, predvarenie batérie do plášťa, tesniace zváranie vrchného krytu plášťa, tesniace zváranie portu vstrekovania kvapaliny atď.

Po procese:vrátane zvárania pripojovacej dosky modulu batérie PACK, ako aj zvárania zadnej krycej dosky modulu na zváraní ventilu odolného proti výbuchu.

Plášť a krycia doska napájacej batérie zohrávajú úlohu zapuzdrenia elektrolytu a podporných elektródových materiálov, poskytujú stabilné uzavreté prostredie na skladovanie a uvoľňovanie elektrickej energie a kvalita zvárania priamo určuje tesnosť a pevnosť v tlaku batérie, čo ovplyvňuje životnosť a bezpečnosť batérie. Plášť batérie je vyrobený hlavne z hliníkovej zliatiny Al3003, ktorej hrúbka je vo všeobecnosti medzi 0,6 a 0,8 mm, a všeobecne sa používa nízkoenergetické pulzné laserové zváranie. Pozícia spojenia plášťa a krycej dosky je znázornená na obrázku, kde hlavnými problémami kvality laserového zvaru sú neprenikanie, pórovitosť a lôžko, čo zníži tesnosť batérie.

Pól batérie je kladná a záporná kontaktná doska batérie, všeobecne povedané, kladná elektróda používa hliník a záporná elektróda používa meď a jej úlohou je zvariť pól batérie cez spojovaciu dosku a vytvoriť sériu. a paralelný obvod na vytvorenie batériového modulu.

Nevýbušný ventil je tenkostenné teleso ventilu na tesniacej doske batérie. Keď vnútorný tlak batérie prekročí špecifikovanú hodnotu, telo ventilu odolného proti výbuchu sa najskôr zlomí a vyfúkne, aby sa uvoľnil tlak a zabránilo sa prasknutiu batérie. Konštrukcia nevýbušného ventilu je dômyselná a dva hliníkové plechy určitého tvaru sú pevne zvarené laserovým zváraním. Keď tlak vo vnútri batérie stúpne na určitú hodnotu, hliníkový plech sa zlomí z navrhnutej polohy drážky, čím sa zabráni ďalšiemu roztiahnutiu batérie a spôsobí výbuch. Preto má tento proces veľmi prísne požiadavky na proces laserového zvárania, ktoré vyžadujú, aby bol zvar utesnený, prísne kontroloval prívod tepla a zaisťoval, že hodnota tlaku poškodenia zvaru je stabilná v určitom rozsahu (všeobecne 0. 4~0.7MPa), príliš veľké alebo príliš malé budú mať veľký vplyv na bezpečnosť batérie.

Doska adaptéra a mäkké spojenie sú kľúčovými komponentmi na pripojenie krytu batérie a článku batérie. Musí tiež brať do úvahy nadprúd, pevnosť a nízke požiadavky na rozstrekovanie batérie, takže v procese zvárania s krycou doskou musí byť dostatočná šírka zvaru a na batériu nesmú padať žiadne častice, aby sa predišlo skratu batérie. obvodov. Ako materiál zápornej elektródy je meď vysoko inverzný materiál s nízkou mierou absorpcie, ktorý vyžaduje vyššiu hustotu energie na zváranie pri zváraní a najnovší kompozitný laser s modrým svetlom môže vyriešiť tradičné problémy procesov, ako je vysoká inverznosť a rozstrekovanie.

Pól na kryte batérie je rozdelený na internú batériu a externú batériu. Vnútorným spojením batérie je zváranie pólu článku a krycieho pólu; Vonkajšie pripojenie batérie spočíva v tom, že pól batérie je privarený cez spojovaciu dosku, aby sa vytvoril sériový a paralelný obvod na vytvorenie modulu batérie.

Hlavným problémom batériového laserového zvárania je tiež defekt otvoru a dôvod je podobný ako pri nevýbušnom ventile. Pólový zvar je v podstate spojovacím povrchom hliníkového prenosového bloku a pólu a priemer otvoru hliníkového bloku je len asi 6 mm, čo veľmi uľahčuje zadržiavanie nečistôt, ako je lisovací olej a čistiaci prostriedok. Laserové svetlo s vysokou hustotou energie spôsobuje zvýšenie teploty zvaru, čo má za následok rýchle odparenie zvyškových nečistôt na póle a bubliny unikajú a prekonávajú povrchové napätie zvarového kúpeľa a opúšťajú zvarový kúpeľ, čo vedie k otvorom vady. V tomto procese rýchla zmena výkonu pulzného lasera ďalej zvyšuje tendenciu vytvárať trhacie otvory. Preto okrem zlepšeného čistenia pred zváraním možno chyby otvorov znížiť aj optimalizáciou zmeny výkonu lasera.

Batériový modul možno chápať ako kombináciu lítium-iónových článkov v sérii a paralelne a je vybavený jedným zariadením na monitorovanie a správu batérie. Konštrukcia batériového modulu často určuje výkon a bezpečnosť batérie. Jeho štruktúra musí bunku podporovať, fixovať a chrániť. Zároveň bude potrebné, ako splniť požiadavky na nadprúd, prúdovú rovnomernosť, ako splniť kontrolu teploty článku a či je možné odrezať vážne abnormality, aby sa predišlo reťazovým reakciám atď. kritériá na posúdenie predností batériového modulu.

Súčasne, pretože prenos tepla medi a hliníka je veľmi rýchly a odrazivosť lasera je veľmi vysoká, hrúbka spojovacieho plechu je pomerne veľká, takže je potrebné použiť výkonnejší laser na dosiahnutie zváranie.

V súčasnosti sú hlavnými problémami laserového zvárania v napájacích batériách defekty zvárania, ako sú póry, praskliny, zlé tvarovanie a diery. Tieto chyby vedú k zníženiu pevnosti, tesnosti a vodivosti batérie, čo vedie k sérii bezpečnostných problémov, ako je explózia batérie, vytečenie a zahrievanie. Na vyriešenie týchto problémov sa veľký počet štúdií zameriava na optimalizáciu procesu, nastavenie výkonu laserového zvárania, šírky impulzu, rýchlosti zvárania, množstvo rozostrenia a ďalšie parametre môžu účinne znížiť chyby.

Nie je ťažké vidieť, že proces zvárania napájacej batérie je jemná práca a každý malý problém ovplyvní výkon a bezpečnosť následnej hotovej napájacej batérie. Preto sú kvalitné materiály a kvalitné laserové zváracie prístroje základom pre zabezpečenie úspechu zváracieho procesu. Inteligentná technológia reprezentovaná plánovaním dráhy laserového zvárania, identifikáciou zvaru, identifikáciou defektov, monitorovaním kvality atď., je tiež jedným z budúcich hotspotov výskumu.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. je high-tech podnik špecializujúci sa na výskum a vývoj, výrobu a predaj automatického laserového plátovacieho stroja, vysokorýchlostného laserového plátovacieho stroja, laserového kaliaceho stroja, laserového zváracieho stroja a laserového 3D tlačového zariadenia. Naše produkty sú nákladovo efektívne a predávajú sa doma iv zahraničí. Ak máte záujem o naše produkty, kontaktujte nás na adrese bob@gshenglaser.com.