Amb l'augment de les vendes de vehicles d'energia nova, la capacitat instal·lada de les bateries també està creixent ràpidament. Les dades mostren que el 2021 les vendes de vehicles d'energia nova de la Xina de 3.521 milions d'unitats, un augment del 157,5 per cent; La capacitat instal·lada de la bateria d'energia va arribar als 154,5 GWh, un augment del 142,8 per cent. Les empreses de fabricació de bateries han d'ampliar la capacitat de producció, l'acadèmic Ouyang Minggao en el vehicle elèctric 100 experts va dir que l'any 2025 la capacitat de producció de bateries de la Xina arribarà als 3,000 GWh. En el procés de fabricació de bateries d'energia, el baix cost, l'alta qualitat i l'alta eficiència és la recerca dels tres objectius principals de les empreses de fabricació, per tant, assolir els tres objectius del procés tècnic i l'equip intel·ligent és molt afavorit pels fabricants de bateries.
La bateria d'alimentació també és un sistema complex, des de la cèl·lula, el mòdul de la bateria, el paquet de la bateria, passant per un procés de fabricació i, finalment, muntat en un sistema de bateria d'alimentació sencer. Entre ells, la connexió de material a material, mòdul a mòdul i estructura de la bateria implica el procés de soldadura molt exigent: soldadura làser.
El mètode de soldadura del procés de fabricació de bateries d'energia i el procés d'elecció raonable afectaran directament el cost de la bateria, la qualitat, la seguretat i la consistència de la bateria. El següent pas és organitzar el contingut de la soldadura de la bateria de potència.
Aplicacions habituals de soldadura de bateria d'alimentació
Les bateries de potència es divideixen en bateries quadrades, cilíndriques i de paquet suau. Actualment, en la producció de bateries d'energia, l'ús d'enllaços de soldadura làser inclou principalment
Procés mitjà: soldadura de puntes de pols (inclosa la soldadura prèvia), soldadura per punts de bandes de pols, soldadura prèvia del nucli a la carcassa, soldadura de segellat de la coberta superior de la carcassa, soldadura de segellat del port d'injecció de líquid, etc. encès;
Procés de canal posterior: inclosa la soldadura de les pestanyes de connexió quan el mòdul PACK de bateries i la soldadura de la vàlvula a prova d'explosió a la placa de coberta després del mòdul.
Soldadura de la carcassa de la bateria i la placa de coberta
La carcassa i la coberta de la bateria d'energia tenen el paper d'encapsular l'electròlit i els materials d'elèctrode de suport, proporcionant un entorn estable i tancat per a l'emmagatzematge i l'alliberament d'energia elèctrica, i la seva qualitat de soldadura determina directament el segellat i la força de pressió de la bateria, afectant així la vida útil i el rendiment de seguretat de la bateria. La carcassa de la bateria està feta principalment d'aliatge d'alumini Al3003, el gruix del qual és generalment entre 0,6 i 0,8 mm, i generalment està soldat amb làser de pols de baixa potència. La connexió entre la caixa i la coberta es mostra a la figura. Els principals problemes de qualitat de la soldadura làser en aquesta ubicació són les imperfeccions, la porositat i el revestiment, que reduiran el rendiment de segellat de la bateria.
Soldadura de terminals positius i negatius de la bateria
El pol de la bateria és la peça de contacte positiu i negatiu de la bateria, en general, l'elèctrode positiu utilitza alumini, l'elèctrode negatiu utilitza coure, la seva funció és deixar que el pol de la bateria passi per la soldadura de la peça de connexió, la formació de circuits en sèrie i paral·lel, formant una bateria. mòdul.
Soldadura de segell de vàlvula a prova d'explosió de bateria
La vàlvula a prova d'explosió és un cos de vàlvula de parets primes a la placa de segellat de la bateria, quan la pressió interna de la bateria supera el valor especificat, el cos de la vàlvula a prova d'explosió pren el lideratge en trencar i ventilar, alliberant la pressió i evitant el la bateria d'esclatar. L'estructura de la vàlvula a prova d'explosió és enginyosa, principalment amb soldadura làser fermament en una forma determinada de les dues xapes d'alumini. Quan la pressió a l'interior de la bateria augmenta a un cert valor, la peça d'alumini es trenca des de la posició de la ranura dissenyada, evitant que la bateria s'expandeixi encara més i provoqui una explosió. Per tant, aquest procés en els requisits del procés de soldadura làser són extremadament estrictes, els requisits del segellat de la soldadura, un estricte control de l'entrada de calor per garantir que el valor de pressió destructiva de la soldadura s'estabilitzi dins d'un determinat rang (generalment en el rang de 0 .4 ~ 0.7MPa), massa gran o massa petit tindrà un gran impacte en la seguretat de la bateria.
Soldadura de l'adaptador de bateria
La peça adaptadora i la connexió flexible són els components clau que connecten la coberta de la bateria amb la cel·la de la bateria. Ha de tenir en compte els requisits de sobreintensitat, força i baixa esquitxada de la bateria al mateix temps, de manera que en el procés de soldadura amb la placa de coberta cal tenir prou amplada de soldadura i assegurar-se que no caiguin partícules a l'electricitat. cel·la per evitar un curtcircuit de la bateria. Pel que fa al material de l'elèctrode negatiu, el coure pertany a la baixa taxa d'absorció del material d'alta reflexió, que requereix una major densitat d'energia per soldar, l'últim làser compost de llum blava de Lianyin pot resoldre els problemes tradicionals del procés, com ara una alta reflexió i esquitxades.
Soldadura de pilars
Els pols de la coberta de la bateria es divideixen en connexions internes i externes. La connexió interna de la bateria és la soldadura entre les puntes de la pila de la bateria i el pal de la placa de coberta; la connexió externa de la bateria és la soldadura del pal de la bateria a través de la peça de connexió per formar un circuit en sèrie i paral·lel per formar un mòdul de bateria.
El principal problema de la soldadura làser dels pals de la bateria també és el defecte del forat, la causa del qual és similar a la de les vàlvules a prova d'explosió. La soldadura del pal és essencialment la superfície d'acoblament entre l'adaptador d'alumini i el pal, i el forat del bloc d'alumini només té uns 6 mm de diàmetre, cosa que fa que sigui molt fàcil que les impureses com l'oli d'estampació i els agents de neteja quedin a la zona. . L'alta densitat d'energia del làser provoca un augment de temperatura a la soldadura, que condueix a la ràpida vaporització de les impureses que queden al pol, la qual cosa fa que les bombolles escapen i deixin la piscina fosa superant la tensió superficial de la piscina fosa, donant lloc a un defecte del forat bufat. Durant aquest procés, el canvi ràpid de la potència del làser polsat augmenta encara més la tendència a formar forats. Per tant, a més de la neteja intensiva prèvia a la soldadura, els forats també es poden reduir optimitzant la variació de potència del làser.
Mòdul de bateria d'alimentació i soldadura PACK
El mòdul de bateria es pot entendre com una combinació de cèl·lules d'ions de liti connectades en sèrie i en paral·lel, amb un únic dispositiu de control i gestió de la bateria. El disseny estructural del mòdul de bateria sovint determina el rendiment i la seguretat d'un paquet de bateries. La seva estructura ha de suportar, fixar i protegir la pila elèctrica. Al mateix temps, com satisfer els requisits de sobreintensitat, la uniformitat actual, com satisfer el control de temperatura de la cel·la de la bateria i si es pot tallar una anormalitat greu, per evitar la reacció en cadena, etc., serà l'estàndard. per jutjar els mèrits del mòdul de bateria.
Al mateix temps, a causa que la transferència de calor de coure i alumini és molt ràpida i molt alta reflectivitat al làser, el gruix de la peça de connexió és relativament gran, per la qual cosa és necessari utilitzar un làser de major potència per poder aconseguir el soldadura.
Conclusió
Actualment, els principals problemes de la soldadura làser a les bateries de potència són la porositat, les esquerdes, el modelat deficient, els forats i altres defectes de soldadura. Aquests defectes condueixen a una reducció de la resistència, segellat i conductivitat del paquet de bateries, donant lloc a una sèrie de problemes de seguretat com l'explosió de la bateria, les fuites de líquid i la generació de calor. En resposta a aquests problemes, un gran nombre d'estudis se centren en l'optimització del procés, ajustant la potència de soldadura làser, l'amplada del pols, la velocitat de soldadura, la quantitat de desenfocament i altres paràmetres poden reduir eficaçment els defectes.
No és difícil veure que el procés de soldadura de la bateria és un treball delicat, qualsevol petit problema afectarà el rendiment i la seguretat de la bateria posterior. Per tant, els materials d'alta qualitat i els equips de soldadura làser d'alta qualitat garanteixen que l'èxit del procés de soldadura sigui la base. La tecnologia intel·ligent representada per la planificació del camí de soldadura làser, la identificació de soldadura, la identificació de defectes, el control de qualitat, etc. també és un dels punts calents per a futures investigacions. Traduït amb www.DeepL.com/Translator (versió gratuïta)
