Med stigningen i salget af nye energikøretøjer vokser den installerede batterikapacitet også hurtigt. Data viser, at Kinas nye energibilsalg i 2021 på 3.521 millioner enheder, en stigning på 157,5 procent; strømbatteri installeret kapacitet nåede 154,5GWh, en stigning på 142,8 procent. Batterifremstillingsvirksomheder er nødt til at udvide produktionskapaciteten, sagde akademiker Ouyang Minggao i det elektriske køretøj 100 eksperter, at i 2025 vil Kinas produktionskapacitet for strømbatterier nå 3,000 GWh. I fremstillingsprocessen for strømbatterier er lave omkostninger, høj kvalitet og høj effektivitet forfølgelsen af de tre store mål for fremstillingsvirksomhederne, derfor er det at nå de tre mål for den tekniske proces og intelligent udstyr er stærkt begunstiget af batteriproducenterne.
Strømbatteri er også et komplekst system, fra cellen, batterimodulet, batteripakken, gennem en fremstillingsproces og til sidst samlet til et helt strømbatterisystem. Blandt dem involverer forbindelsen af materiale til materiale, modul til modul og batteripakkestruktur den meget krævende svejseproces - lasersvejsning.
Power batteri fremstillingsproces svejsemetode og proces efter rimeligt valg, vil direkte påvirke prisen på batteriet, kvalitet, sikkerhed og konsistens af batteriet. Det næste trin er at organisere indholdet af strømbatterisvejsningen.
Power batteri almindelige svejseapplikationer
Power-batterier er opdelt i firkantede, cylindriske og bløde batterier. I dag, i produktionen af strømbatterier, omfatter brugen af lasersvejseforbindelser hovedsageligt
Mellemproces: svejsning af stangflig (inklusive forsvejsning), punktsvejsning af stangbånd, forsvejsning af kernen ind i skallen, tætningssvejsning af topdækslet på skallen, tætningssvejsning af væskeinjektionsporten, og så på;
Bagkanalproces: inklusiv svejsning af forbindelsesflige ved batteri PACK-modul, og svejsning af eksplosionssikker ventil på dækpladen efter modulet.
Svejsning af batteriskal og dækplade
Skallen og dækslet på strømbatteriet spiller rollerne som indkapsling af elektrolyt og understøttende elektrodematerialer, hvilket giver et stabilt og lukket miljø til opbevaring og frigivelse af elektrisk energi, og dets svejsekvalitet bestemmer direkte batteriets forsegling og trykstyrke, hvilket påvirker batteriets levetid og sikkerhedsydelse. Batterikappen er hovedsageligt lavet af Al3003-aluminiumslegering, hvis tykkelse generelt er mellem 0,6 og 0,8 mm, og er generelt svejset med laveffekt-pulslaser. Forbindelsen mellem kabinettet og dækslet er vist på figuren. De vigtigste kvalitetsproblemer ved lasersvejsningen på dette sted er ufuldkommenheder, porøsitet og belægning, hvilket vil reducere batteriets tætningsevne.
Batteri positiv og negativ terminal svejsning
Batteripolen er batteriets positive og negative kontaktstykke, generelt set bruger den positive elektrode aluminium, negativ elektrode bruger kobber, dens funktion er at lade batteripolen gennem forbindelsesstykket svejse, dannelse af serie- og parallelkredsløb, der danner et batteri modul.
Batteri eksplosionssikker ventiltætningssvejsning
Eksplosionssikker ventil er et tyndvægget ventilhus på batteritætningspladen, når batteriets indre tryk overstiger den specificerede værdi, tager det eksplosionssikre ventillegeme føringen i brud og udluftning, frigør trykket og undgår batteri fra at briste. Eksplosionssikker ventilstruktur er genial, for det meste med lasersvejsning fast i en bestemt form af de to aluminium metalplader. Når trykket inde i batteriet stiger til en vis værdi, brister aluminiumsstykket fra den konstruerede rilleposition, hvilket forhindrer batteriet i at udvide sig yderligere og forårsage en eksplosion. Derfor er denne proces på lasersvejseproceskravene ekstremt strenge, kravene til svejseforseglingen, streng kontrol af varmetilførsel for at sikre, at værdien af det ødelæggende svejsetryk stabiliseres inden for et bestemt område (generelt i intervallet 0 .4 ~ 0.7MPa), for stor eller for lille vil have stor indflydelse på batteriets sikkerhed.
Batteriadapter svejsning
Adapterstykket og den fleksible forbindelse er nøglekomponenterne, der forbinder batteridækslet med battericellen. Det skal tage hensyn til kravene til overstrøm, styrke og lav sprøjt af batteriet på samme tid, så i svejseprocessen med dækpladen skal have nok svejsebredde, og skal sikre, at ingen partikler falder på den elektriske celle for at undgå kortslutning af batteriet. Hvad angår det negative elektrodemateriale, hører kobber til den lave absorptionshastighed af højreflekterende materiale, som kræver højere energitæthed for at svejse, Lianyin-laserens seneste blålyskompositlaser kan godt løse de traditionelle procesproblemer såsom højreflekterende og sprøjtende.
Batteri pol svejsning
Polerne på batteridækslet er opdelt i interne og eksterne forbindelser. Batteriets interne forbindelse er svejsningen mellem battericellens polflig og dækpladens polstolpe; den eksterne forbindelse af batteriet er svejsningen af batteriets polstolpe gennem forbindelsesstykket for at danne et serie- og parallelkredsløb for at danne et batterimodul.
Hovedproblemet ved lasersvejsning af batteripoler er også blæsehulsdefekten, hvis årsag svarer til eksplosionssikre ventiler. Polsvejsningen er i det væsentlige den sammenpassende overflade mellem aluminiumsadapteren og stangen, og hullet i aluminiumsblokken er kun omkring 6 mm i diameter, hvilket gør det meget nemt for urenheder som stemplingsolie og rengøringsmidler at blive i området . Laserens høje energitæthed forårsager en temperaturstigning i svejsningen, hvilket fører til hurtig fordampning af de urenheder, der er tilbage ved polen, hvilket får bobler til at undslippe og efterlade smeltebassinet og overvinde overfladespændingen i smeltebassinet, hvilket resulterer i en defekt med et sprængt hul. Under denne proces øger den hurtige ændring i pulserende lasereffekt yderligere tendensen til at danne blæsehuller. Derfor kan blæsehuller udover intensiv forsvejsning også reduceres ved at optimere lasereffektvariationen.
Power Battery Module og PACK-svejsning
Batterimodul kan forstås som en kombination af lithium-ion-celler forbundet i serie og parallelt med en enkelt batteriovervågnings- og styringsenhed. Det strukturelle design af batterimodulet bestemmer ofte ydelsen og sikkerheden af en batteripakke. Dens struktur skal understøtte, fiksere og beskytte den elektriske celle. På samme tid, hvordan man opfylder overstrømskravene, nuværende ensartethed, hvordan man opfylder battericellens temperaturkontrol, og om der er en alvorlig abnormitet kan afbrydes, for at undgå kædereaktion osv., vil være standarden at bedømme fordelene ved batterimodulet.
På samme tid, på grund af kobber og aluminium varmeoverførsel er meget hurtig og meget høj reflektivitet til laseren, er tykkelsen af forbindelsesstykket relativt stor, så det er nødvendigt at bruge en højere effekt laser for at kunne opnå svejsning.
Konklusion
På nuværende tidspunkt er hovedproblemerne ved lasersvejsning i strømbatterier porøsitet, revner, dårlig støbning, blæsehuller og andre svejsefejl. Disse defekter fører til reduceret styrke, tætning og ledningsevne af batteripakken, hvilket fører til en række sikkerhedsproblemer såsom batterieksplosion, væskelækage og varmeudvikling. Som svar på disse problemer fokuserer et stort antal undersøgelser på procesoptimering, ved at justere lasersvejseeffekten, pulsbredde, svejsehastighed, defokuseringsmængde og andre parametre kan effektivt reducere defekter.
Det er ikke svært at se, at strømbatterisvejseprocessen er et delikat arbejde, ethvert lille problem vil påvirke ydeevnen og sikkerheden af det efterfølgende færdige strømbatteri. Derfor er materialer af høj kvalitet og lasersvejseudstyr af høj kvalitet at sikre, at svejseprocessens succes er grundlaget. Intelligent teknologi repræsenteret ved lasersvejsevejsplanlægning, svejseidentifikation, defektidentifikation, kvalitetsovervågning osv. er også et af hot spots for fremtidig forskning. Oversat med www.DeepL.com/Translator (gratis version)
