Lo sviluppo formidabile dei veicoli a nuova energia negli ultimi due anni ha attirato sempre più attenzione dal mondo esterno, non solo per l'impatto sui consumi, ma anche in campo industriale, la tendenza tecnologica guidata dai veicoli a nuova energia è diventata un fenomeno forza potente che non può essere ignorata. Oggi parleremo del processo di saldatura laser applicato alla batteria, il nucleo energetico dei veicoli a nuova energia.
Con l’aumento delle vendite di veicoli a nuova energia, anche la capacità installata delle batterie di alimentazione è cresciuta rapidamente. I dati mostrano che nel 2021, le vendite di nuovi veicoli energetici in Cina saranno pari a 3,521 milioni, con un incremento del 157,5%; La capacità installata delle batterie di alimentazione ha raggiunto i 154,5 GWh, con un incremento del 142,8%. I produttori di batterie hanno ampliato la capacità produttiva, l'accademico Ouyang Minggao dei 100 esperti di veicoli elettrici ha affermato che entro il 2025 la capacità di produzione delle batterie cinesi raggiungerà i 3000 GWh. Nel processo di produzione delle batterie di potenza, basso costo, alta qualità ed alta efficienza sono i tre obiettivi principali perseguiti dalle imprese manifatturiere, pertanto il processo tecnico e le apparecchiature intelligenti in grado di raggiungere questi tre obiettivi sono preferiti dai produttori di batterie.
Anche l'interno della batteria di alimentazione è un intero sistema complesso, dalla cella della batteria, al modulo batteria e al pacco batteria, dopo un processo di produzione e infine assemblato in un intero sistema di batterie di alimentazione. Tra questi, il collegamento tra materiali e materiali, moduli e moduli e le strutture dei pacchi batteria comporta un processo di saldatura molto impegnativo -saldatura laser.
La scelta ragionevole dei metodi e dei processi di saldatura nel processo di produzione delle batterie di potenza influirà direttamente sul costo, sulla qualità, sulla sicurezza e sulla consistenza della batteria. Successivamente, sistemare il contenuto della saldatura della batteria di alimentazione.
applicazioni di saldatura comuni per batterie di potenza
La batteria di alimentazione è divisa in batterie quadrate, cilindriche e morbide. Attualmente, nella produzione di batterie di potenza, l'uso della saldatura laser comprende principalmente:
Processo intermedio:saldatura dell'orecchio del polo (inclusa la pre-saldatura), saldatura a punti della cinghia del polo, pre-saldatura della batteria nel guscio, saldatura di tenuta del coperchio superiore del guscio, saldatura di tenuta della porta di iniezione del liquido, ecc.
Dopo il processo:compresa la saldatura della piastra di connessione del modulo PACK batteria, nonché la piastra di copertura posteriore del modulo sulla saldatura della valvola antideflagrante.
saldare il guscio della batteria e la piastra di copertura
Il guscio e la piastra di copertura della batteria di alimentazione svolgono il ruolo di incapsulare l'elettrolita e supportare i materiali degli elettrodi, fornendo un ambiente chiuso stabile per l'immagazzinamento e il rilascio di energia elettrica, e la qualità della saldatura determina direttamente la tenuta e la resistenza alla compressione della batteria, compromettendo così la durata e le prestazioni di sicurezza della batteria. L'involucro della batteria è realizzato principalmente in lega di alluminio Al3003, il cui spessore è generalmente compreso tra 0,6 e 0,8 mm e viene generalmente utilizzata la saldatura laser pulsata a bassa potenza. La posizione di connessione del guscio e della piastra di copertura è mostrata in figura, dove i principali problemi di qualità della saldatura laser sono la non penetrazione, la porosità e il letto, che ridurranno la tenuta della batteria.
saldatura del polo positivo e negativo della batteria
Il polo della batteria è la piastra di contatto positiva e negativa della batteria, in generale, l'elettrodo positivo utilizza alluminio e l'elettrodo negativo utilizza rame, e il suo ruolo è quello di saldare il polo della batteria attraverso il foglio di connessione per formare una serie e circuito parallelo per formare un modulo batteria.
saldatura della guarnizione della valvola antideflagrante della batteria
La valvola antideflagrante è un corpo valvola a pareti sottili sulla piastra di tenuta della batteria. Quando la pressione interna della batteria supera il valore specificato, il corpo della valvola antideflagrante si rompe e si sgonfia prima per rilasciare la pressione ed evitare lo scoppio della batteria. La struttura della valvola antideflagrante è ingegnosa e le due lamiere di alluminio di una certa forma sono saldamente saldate mediante saldatura laser. Quando la pressione all'interno della batteria raggiunge un certo valore, il foglio di alluminio si rompe dalla posizione della scanalatura progettata, impedendo alla batteria di espandersi ulteriormente e provocando un'esplosione. Pertanto, questo processo presenta requisiti molto severi per il processo di saldatura laser, richiedendo che la saldatura sia sigillata, controllando rigorosamente l'apporto di calore e garantendo che il valore della pressione di danneggiamento della saldatura sia stabile entro un certo intervallo (generalmente 0. 4~0.7MPa), troppo grande o troppo piccolo avrà un grande impatto sulla sicurezza della batteria.
saldatura dell'adattatore della batteria
La piastra adattatrice e il connettore morbido sono i componenti chiave per collegare la piastra di copertura della batteria e la cella della batteria. È inoltre necessario tenere conto dei requisiti di sovracorrente, resistenza e bassi spruzzi della batteria, quindi è necessario che ci sia una larghezza di saldatura sufficiente nel processo di saldatura con la piastra di copertura e non devono esserci particelle che cadono sulla batteria per evitare cortocircuiti della batteria. circuiti. Come materiale per elettrodi negativi, il rame è un materiale ad alto inverso con un basso tasso di assorbimento, che richiede una maggiore densità di energia per saldare durante la saldatura e il più recente laser composito a luce blu può risolvere i tradizionali problemi di processo come alto inverso e spruzzi.
saldatura dei poli della batteria
Il polo sulla piastra di copertura della batteria è diviso in collegamento batteria interna e batteria esterna. Il collegamento interno della batteria è la saldatura del polo della cella e del polo di copertura; Il collegamento esterno della batteria prevede che il polo della batteria venga saldato attraverso la lamiera di collegamento per formare un circuito in serie e in parallelo per formare il modulo batteria.
Il problema principale della saldatura laser della batteria è anche il difetto del foro e il motivo è simile alla valvola antideflagrante. La saldatura del palo è essenzialmente la superficie di accoppiamento del blocco di trasferimento in alluminio e del palo, e il diametro del foro del blocco di alluminio è di soli 6 mm circa, il che rende molto facile trattenere impurità come olio per stampaggio e detergente. La luce laser con elevata densità di energia provoca un aumento della temperatura del bagno di saldatura, con conseguente rapida vaporizzazione delle impurità residue sul polo e le bolle fuoriescono e superano la tensione superficiale del bagno di saldatura per lasciare il bagno di saldatura, con conseguente foro difetti. In questo processo, il rapido cambiamento della potenza del laser pulsato aumenta ulteriormente la tendenza a formare fori di brillamento. Pertanto, oltre a migliorare la pulizia pre-saldatura, è possibile ridurre anche i difetti del foro ottimizzando la variazione della potenza del laser.
Modulo batteria di alimentazione e saldatura del pacco
Il modulo batteria può essere inteso come una combinazione di celle agli ioni di litio in serie e parallelo ed è dotato di un unico dispositivo di monitoraggio e gestione della batteria. Il design strutturale del modulo batteria spesso determina le prestazioni e la sicurezza di un pacco batteria. La sua struttura deve sostenere, fissare e proteggere la cellula. Allo stesso tempo, si valuterà come soddisfare i requisiti di sovracorrente, uniformità di corrente, come soddisfare il controllo della temperatura della cella e se sono presenti anomalie gravi che possono essere interrotte, per evitare reazioni a catena, ecc. criteri per giudicare i meriti del modulo batteria.
Allo stesso tempo, poiché il trasferimento di calore di rame e alluminio è molto rapido e la riflettività del laser è molto elevata, lo spessore del foglio di collegamento è relativamente grande, quindi è necessario utilizzare un laser di potenza maggiore per ottenere saldatura.
Attualmente, i principali problemi della saldatura laser nelle batterie di potenza sono i difetti di saldatura come pori, crepe, scarsa formatura e fori di sabbiatura. Questi difetti portano a una ridotta resistenza, tenuta e conduttività della batteria, con conseguenti una serie di problemi di sicurezza come esplosione, perdite e surriscaldamento della batteria. Per risolvere questi problemi, un gran numero di studi si concentra sull'ottimizzazione del processo, regolando la potenza della saldatura laser, l'ampiezza dell'impulso, la velocità di saldatura, la quantità di sfocatura e altri parametri possono ridurre efficacemente i difetti.
Non è difficile vedere che il processo di saldatura della batteria di alimentazione è un ottimo lavoro e qualsiasi piccolo problema influenzerà le prestazioni e la sicurezza della successiva batteria di alimentazione finita. Pertanto, materiali di alta qualità e strumenti di saldatura laser di alta qualità sono la base per garantire il successo del processo di saldatura. Anche la tecnologia intelligente rappresentata dalla pianificazione del percorso di saldatura laser, dall'identificazione della saldatura, dall'identificazione dei difetti, dal monitoraggio della qualità, ecc., è uno dei futuri punti caldi della ricerca.
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