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 единици, което е увеличение от 157,5 процента; инсталираният капацитет на захранващата батерия достигна 154,5 GWh, увеличение от 142,8 процента. Предприятията за производство на батерии трябва да разширят производствения си капацитет, академик Оуянг Мингао в електрическите превозни средства 100 експерти каза, че до 2025 г. капацитетът за производство на батерии в Китай ще достигне 3,000 GWh. В процеса на производство на батерии, ниската цена, високото качество и високата ефективност са преследването на трите основни цели на производствените предприятия, следователно за постигане на трите цели на техническия процес и интелигентното оборудване е силно предпочитано от производителите на батерии.
Захранващата батерия също е сложна система, от клетката, батерийния модул, батерийния пакет, през производствен процес и накрая сглобена в цяла система за захранваща батерия. Сред тях свързването на материал с материал, модул с модул и структурата на батерията включва изключително взискателния процес на заваряване - лазерно заваряване.
Процесът на заваряване на производствения процес на батерията и процесът на разумен избор ще повлияят пряко върху цената на батерията, качеството, безопасността и последователността на батерията. Следващата стъпка е да организирате съдържанието на заваряването на батерията.
Захранваща батерия общи приложения за заваряване
Захранващите батерии се делят на квадратни, цилиндрични и меки батерии. В днешно време, в производството на захранващи батерии, използването на връзки за лазерно заваряване включва главно
Среден процес: заваряване на полюсни накрайници (включително предварително заваряване), точково заваряване на полюсни ленти, предварително заваряване на сърцевината в корпуса, уплътняващо заваряване на горния капак на корпуса, уплътняващо заваряване на порта за инжектиране на течност и т.н. На;
Процес на обратен канал: включително заваряване на свързващи пластини, когато модулът PACK на батерията, и заваряване на взривозащитен клапан на капака след модула.
Заваряване на корпуса на батерията и капака
Обвивката и капакът на захранващата батерия играят ролята на капсулиращ електролит и поддържащи електродни материали, осигурявайки стабилна и затворена среда за съхранение и освобождаване на електрическа енергия, а качеството на заваряване директно определя уплътнението и якостта на налягане на батерията, като по този начин влияе върху 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 заварява с импулсен лазер с ниска мощност. Връзката между кутията и капака е показана на фигурата. Основните проблеми с качеството на лазерното заваряване на това място са несъвършенствата, порьозността и налепването, което ще намали ефективността на запечатване на батерията.
Заваряване на положителния и отрицателния полюс на батерията
Полюсът на батерията е положителният и отрицателният контакт на батерията, най-общо казано, положителният електрод използва алуминий, отрицателният електрод използва мед, неговата функция е да пусне полюса на батерията през заваряването на свързващото парче, образуването на последователна и паралелна верига, образувайки батерия модул.
Заваряване на взривозащитен клапан на батерията
Взривозащитеният клапан е тяло с тънки стени на уплътнителната плоча на батерията, когато вътрешното налягане на батерията надвиши определената стойност, тялото на взривозащитения клапан поема водеща роля при разкъсване и вентилиране, освобождаване на налягането и избягване на батерия от спукване. Взривозащитената структура на клапана е гениална, най-вече с лазерно заваряване здраво в определена форма на двата алуминиеви метални листа. Когато налягането вътре в батерията се повиши до определена стойност, алуминиевата част се разкъсва от проектираната позиция на жлеб, предотвратявайки по-нататъшното разширяване на батерията и причинявайки експлозия. Следователно, този процес на изискванията за процеса на лазерно заваряване са изключително строги, изискванията за запечатване на заваръчния шев, строг контрол на входящата топлина, за да се гарантира, че стойността на разрушителното налягане на заваръчния шев се стабилизира в определен диапазон (обикновено в диапазона 0 .4 ~ 0.7MPa), твърде големи или твърде малки ще имат голямо влияние върху безопасността на батерията.
Заваряване на адаптер за батерия
Адаптерът и гъвкавата връзка са ключовите компоненти, свързващи капака на батерията с клетката на батерията. Той трябва да вземе предвид едновременно изискванията за свръхток, здравина и ниско разпръскване на батерията, така че в процеса на заваряване с покривната плоча трябва да има достатъчна ширина на заваръчния шев и трябва да се уверите, че никакви частици не падат върху електрическия клетка, за да избегнете късо съединение на батерията. Що се отнася до материала на отрицателния електрод, медта принадлежи към ниската степен на поглъщане на материал с висока отразяваща способност, който изисква по-висока енергийна плътност за заваряване, най-новият композитен лазер със синя светлина на лазера Lianyin може добре да реши традиционните проблеми на процеса, като високо отразяване и пръскане.
Заваряване на стълбове на батерии
Полюсите на капака на батерията са разделени на вътрешни и външни връзки. Вътрешната връзка на батерията е заваряването между полюсните издатини на клетката на батерията и полюсната стойка на капака; външното свързване на батерията е заваряването на полюсния стълб на батерията през свързващата част, за да се образува последователна и паралелна верига, за да се образува модул на батерията.
Основният проблем при лазерното заваряване на полюсите на акумулатора също е дефектът на дупката, чиято причина е подобна на тази при взривозащитените вентили. Полюсната заварка е по същество свързващата повърхност между алуминиевия адаптер и полюса, а отворът в алуминиевия блок е само около 6 mm в диаметър, което го прави много лесно за примеси като масло за щамповане и почистващи препарати да останат в зоната . Високата енергийна плътност на лазера причинява температурен скок в заваръчния шев, което води до бързо изпаряване на примесите, останали на полюса, което кара мехурчетата да избягат и да напуснат разтопения басейн, преодолявайки повърхностното напрежение на разтопения басейн, което води до дефект на издухана дупка. По време на този процес бързата промяна в мощността на импулсния лазер допълнително увеличава тенденцията за образуване на дупки. Следователно, в допълнение към интензивното почистване преди заваряване, дупките могат също да бъдат намалени чрез оптимизиране на промяната на лазерната мощност.
Захранващ батериен модул и PACK заваряване
Батерийният модул може да се разбира като комбинация от литиево-йонни клетки, свързани последователно и паралелно, 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 електрическата клетка. В същото време стандартът ще бъде как да се изпълнят изискванията за свръхток, еднообразието на тока, как да се изпълни температурният контрол на клетката на батерията и дали има сериозна аномалия, която може да бъде отрязана, за да се избегне верижна реакция и т.н. за да прецените достойнствата на акумулаторния модул.
В същото време, поради преноса на топлина от мед и алуминий са много бързи и много висока отразяваща способност на лазера, дебелината на свързващата част е сравнително голяма, така че е необходимо да се използва лазер с по-висока мощност, за да може да се постигне заваряване.
Заключение
Понастоящем основните проблеми на лазерното заваряване в батериите са порьозност, пукнатини, лошо формоване, дупки и други заваръчни дефекти. Тези дефекти водят до намалена здравина, уплътнение и проводимост на батерията, което води до редица проблеми, свързани с безопасността, като експлозия на батерията, изтичане на течност и генериране на топлина. В отговор на тези проблеми, голям брой проучвания се фокусират върху оптимизирането на процеса чрез регулиране на мощността на лазерно заваряване, ширината на импулса, скоростта на заваряване, степента на разфокусиране и други параметри, които могат ефективно да намалят дефектите.
Не е трудно да се види, че процесът на заваряване на батериите е деликатна работа, всеки малък проблем ще повлияе на производителността и безопасността на последващата готова батерия. Следователно висококачествените материали и висококачественото оборудване за лазерно заваряване са в основата, за да се гарантира успехът на процеса на заваряване. Интелигентната технология, представена от лазерно планиране на пътя на заваряване, идентифициране на заваръчните шевове, идентифициране на дефекти, мониторинг на качеството и т.н., също е една от горещите точки за бъдещи изследвания. Преведено с www.DeepL.com/Translator (безплатна версия)
