Розвиток нових енергетичних транспортних засобів протягом останніх двох років привертає все більше уваги з боку зовнішнього світу, не тільки вплив споживання, але й у промисловій сфері, технологічна тенденція на чолі з новими енерготранспортними засобами також переросла в потужна сила, яку неможливо ігнорувати. Сьогодні ми поговоримо про процес лазерного зварювання, який використовується для батареї, енергетичного ядра нових транспортних засобів.
Зі збільшенням продажів нових транспортних засобів з енергією встановлена ємність акумуляторних батарей також швидко зросла. Дані показують, що у 2021 році в Китаї продано 3,521 мільйона нових автомобілів на енергії, що на 157,5% більше; Встановлена ємність акумуляторних батарей досягла 154,5 ГВт·год, збільшившись на 142,8%. Виробники акумуляторів розширили виробничі потужності, академік Оуян Мінгао з експертів із 100 електромобілів заявив, що до 2025 року потужність виробництва акумуляторів у Китаї досягне 3000 ГВт-год. У процесі виробництва акумуляторних батарей низька вартість, висока якість і висока ефективність є трьома основними цілями, які переслідують підприємства-виробники, тому технічний процес і інтелектуальне обладнання, яке може досягти цих трьох цілей, віддають перевагу виробникам акумуляторів.
Внутрішня частина батареї живлення також є цілою складною системою, починаючи з елемента батареї, модуля батареї та акумуляторної батареї, після виробничого процесу та, нарешті, зібраної в цілу систему батареї живлення. Серед них з’єднання між матеріалами та матеріалами, модулями та модулями та конструкціями акумуляторної батареї передбачає дуже складний процес зварювання –лазерне зварювання.
Розумний вибір методів зварювання та процесів у процесі виробництва акумуляторних батарей безпосередньо вплине на вартість, якість, безпеку та стабільність акумулятора. Далі розберемося з вмістом живлення батареї зварювання.
звичайні зварювальні роботи для акумуляторних батарей
Акумуляторні батареї поділяються на квадратні, циліндричні та м’які. В даний час у виробництві силових акумуляторів використання лазерного зварювання в основному включає:
Середній процес:зварювання вуха полюса (включаючи попереднє зварювання), точкове зварювання ременя полюса, попереднє зварювання батареї в корпус, герметизуюче зварювання верхньої кришки корпусу, герметизуюче зварювання порту для впорскування рідини тощо.
Після процесу:включаючи зварювання з’єднувальної пластини модуля акумулятора PACK, а також зварювання задньої кришки модуля на вибухозахищеному клапані.
зваріть корпус акумулятора та кришку
Корпус і кришка акумуляторної батареї відіграють роль інкапсуляції електроліту та опорних електродних матеріалів, забезпечуючи стабільне закрите середовище для зберігання та вивільнення електричної енергії, а якість зварювання безпосередньо визначає герметичність і міцність на стиск батареї, таким чином впливаючи на термін служби та безпеку батареї. Корпус батареї в основному виготовлено з алюмінієвого сплаву Al3003, товщина якого зазвичай становить від 0,6 до 0,8 мм, і зазвичай використовується імпульсне лазерне зварювання малої потужності. Положення з'єднання оболонки та кришки показано на малюнку, де основними проблемами якості лазерного зварювання є непровар, пористість і ложе, що зменшить герметичність батареї.
зварювання позитивного та негативного полюсів акумулятора
Полюс батареї - це позитивна та негативна контактна пластина батареї, загалом, позитивний електрод використовує алюміній, а негативний електрод використовує мідь, і його роль полягає в тому, щоб зробити полюс батареї звареним через з'єднувальний лист для формування серії і паралельна схема для формування акумуляторного модуля.
зварювання ущільнення ущільнювача акумулятора
Вибухозахищений клапан - це тонкостінний корпус клапана на ущільнювальній пластині батареї. Коли внутрішній тиск батареї перевищує вказане значення, корпус вибухозахищеного клапана спочатку ламається та здувається, щоб скинути тиск і уникнути розриву батареї. Конструкція вибухозахищеного клапана геніальна, а два алюмінієві металеві листи певної форми міцно зварені лазерним зварюванням. Коли тиск всередині батареї підвищується до певного значення, алюмінієвий лист ламається від спроектованого положення канавки, запобігаючи подальшому розширенню батареї та викликанню вибуху. Тому цей процес має дуже суворі вимоги до процесу лазерного зварювання, вимагаючи герметизації зварного шва, суворого контролю надходження тепла та забезпечення стабільності значення тиску пошкодження зварного шва в певному діапазоні (зазвичай 0. 4~0.7MPa), занадто великий або занадто малий матиме великий вплив на безпеку батареї.
зварювання адаптера акумулятора
Перехідна пластина та м’яке з’єднання є ключовими компонентами для з’єднання кришки батареї та елемента батареї. Необхідно також враховувати надлишок струму, міцність і низькі вимоги до розбризкування батареї, тому в процесі зварювання кришкою повинна бути достатня ширина зварного шва, і на батарею не повинно падати часток, щоб уникнути короткого замикання батареї. схеми. Як матеріал негативного електрода мідь є матеріалом із високим зворотним зв’язком і низьким рівнем поглинання, що вимагає вищої щільності енергії для зварювання під час зварювання, а найновіший композитний лазер із синім світлом може вирішити традиційні проблеми процесу, такі як висока інверсія та розбризкування.
зварювання полюсів акумулятора
Полюс кришки батареї розділений на підключення внутрішньої батареї та зовнішньої батареї. Внутрішнє з'єднання батареї - це зварювання полюса елемента та полюса кришки; Зовнішнє підключення батареї полягає в тому, що полюс батареї приварюється через з’єднувальний лист, щоб утворити послідовну та паралельну схему для формування модуля батареї.
Основною проблемою акумуляторного лазерного зварювання також є дефект отвору, і причина подібна до вибухозахищеного клапана. Полюсне зварювання є по суті сполучною поверхнею алюмінієвого блоку перенесення та полюса, а діаметр отвору алюмінієвого блоку становить лише близько 6 мм, що дозволяє дуже легко утримувати домішки, такі як масло для штампування та очисний засіб. Лазерне світло з високою щільністю енергії викликає стрибок температури зварного шва, що призводить до швидкого випаровування залишкових домішок на полюсі, а бульбашки виходять і долають поверхневий натяг зварювальної ванни, залишаючи зварювальну ванну, що призводить до отвору дефекти. У цьому процесі швидка зміна імпульсної потужності лазера ще більше збільшує тенденцію до утворення вибухових отворів. Таким чином, окрім покращення очищення перед зварюванням, можна також зменшити кількість дефектів отвору шляхом оптимізації зміни потужності лазера.
Модуль живлення акумулятора та зварювання блоку
Акумуляторний модуль можна розуміти як комбінацію літій-іонних елементів, з’єднаних послідовно та паралельно, і оснащений єдиним пристроєм моніторингу та керування акумулятором. Конструкція акумуляторного модуля часто визначає ефективність і безпеку акумуляторної батареї. Його структура повинна підтримувати, фіксувати і захищати клітину. У той же час, як відповідати вимогам надструму, рівномірності струму, як відповідати контролю температури комірки, і чи є серйозні аномалії, які можна відрізати, щоб уникнути ланцюгових реакцій тощо, буде критерії оцінки достоїнств акумуляторного модуля.
У той же час, оскільки теплопередача міді та алюмінію дуже швидка, а відбивна здатність лазера дуже висока, товщина з’єднувального листа є відносно великою, тому для досягнення необхідно використовувати лазер більшої потужності. зварювання.
В даний час основними проблемами лазерного зварювання в акумуляторних батареях є дефекти зварювання, такі як пори, тріщини, погане формування та вибухові отвори. Ці дефекти призводять до зниження міцності, герметичності та провідності батареї, що призводить до ряду проблем безпеки, таких як вибух батареї, витік і нагрівання. Щоб вирішити ці проблеми, велика кількість досліджень зосереджена на оптимізації процесу, регулюючи потужність лазерного зварювання, ширину імпульсу, швидкість зварювання, ступінь розфокусування та інші параметри, які можуть ефективно зменшити дефекти.
Неважко побачити, що процес зварювання силової батареї є чудовою роботою, і будь-яка невелика проблема вплине на продуктивність і безпеку наступної готової батареї. Тому високоякісні матеріали та високоякісні інструменти для лазерного зварювання є основою забезпечення успіху процесу зварювання. Інтелектуальна технологія, яка представлена плануванням траєкторії лазерного зварювання, ідентифікацією зварних швів, ідентифікацією дефектів, моніторингом якості тощо, також є однією з гарячих точок майбутніх досліджень.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. — це високотехнологічне підприємство, яке спеціалізується на дослідженнях і розробках, виробництві та продажі автоматичних лазерних наплавлювальних машин, високошвидкісних лазерних наплавлювальних машин, лазерних гартівних машин, лазерних зварювальних машин і обладнання для лазерного 3D-друку. Наша продукція є економічно ефективною та продається всередині країни та за кордоном. Якщо ви зацікавлені в наших продуктах, зв’яжіться з нами за адресою bob@gshenglaser.com.