язык
Блог

Home > Блог > Статьи

Популярная наука: демистификация лазерной сварки аккумуляторных батарей
2022-06-13656

01. Какая мощность аккумулятора

Основное соглашение мировой индустрии электромобилей: аккумуляторы, которые обеспечивают движущую силу для электромобилей, называются силовыми батареями, включая традиционные свинцово-кислотные батареи, никель-металлогидридные батареи и новые литий-ионные силовые батареи, которые делятся на тип мощности силовые батареи (гибридные электромобили) и силовые батареи на основе энергии (чистые электромобили).

 

Как мы все знаем, силовая батарея является «сердцем» новых транспортных средств. Мощные литиевые батареи в основном представляют собой батареи из тройного материала и литий-железо-фосфатные батареи, а нижестоящим является установленное применение транспортных средств с новой энергией, которые имеют более высокую разрядную мощность, чем обычные батареи.

 

В качестве поддерживающей отрасли для транспортных средств на новой энергии, движимой индустрией транспортных средств на новой энергии в последние годы, отрасль аккумуляторных батарей также открыла взрывной рост.

 

 

02. Связь между аккумуляторной батареей и лазерной промышленностью

Аккумуляторная батарея составляет 30-40% от общей стоимости транспортных средств на новой энергии, и это самая большая часть стоимости транспортных средств на новой энергии, что очень важно для таких ключевых показателей, как запас хода, ресурс транспортного средства и безопасность транспортных средств на новых источниках энергии.Поэтому повышение производительности силовых аккумуляторов является ключом к улучшению общих характеристик транспортных средств на новых источниках энергии.

 

В процессе производства силовых аккумуляторов сварка является очень важным производственным процессом от производства элементов до сборки ПАКЕТА. В частности, конструкция силовой батареи содержит различные материалы, такие как сталь, алюминий, медь, никель и т. д. Эти металлы могут быть использованы для изготовления электродов, проводов или корпусов. Поэтому, будь то сварка между одним материалом или между несколькими материалами, к процессу сварки предъявляются более высокие требования.

 

Лазерная сварка использует для работы превосходную направленность и высокую плотность мощности лазерного луча.Лазерный луч фокусируется на небольшой площади через оптическую систему, и в свариваемой детали за очень короткое время образуется источник тепла с высокой концентрацией энергии. .зону, чтобы свариваемый материал расплавился и образовал сплошное сварочное пятно и шов.

 

Во всей цепочке производства силовых аккумуляторов лазерная сварка в основном используется в промежуточном производстве мощных литиевых аккумуляторов. Как высокоточный метод сварки, он чрезвычайно гибкий, точный и эффективный и может удовлетворить требования к производительности процесса производства силовых аккумуляторов.Это первый выбор в процессе производства силовых аккумуляторов, который стал стандартным оборудованием линия по производству аккумуляторов.

 

03. Общие сварочные применения аккумуляторных батарей

Силовые батареи делятся на квадратные, цилиндрические и мягкие аккумуляторы. В настоящее время при производстве силовых аккумуляторов применение лазерной сварки в основном включает:

 

Средний процесс: сварка полюсных проушин (включая предварительную сварку), точечная сварка опорных полос, предварительная вварка аккумуляторных элементов в оболочку, герметизация верхней крышки корпуса, герметизация отверстий для впрыска жидкости и т. д.;

Внутренний процесс: включая приварку соединительного элемента, когда батарея упаковывает модуль, и приварку взрывозащищенного клапана на крышке за модулем и т. Д.

 

1. Сварка взрывозащищенного клапана аккумуляторной батареи

Взрывозащищенный клапан представляет собой тонкостенный корпус клапана на уплотнительной пластине батареи.Когда внутреннее давление батареи превышает указанное значение, взрывозащищенный корпус клапана сначала разрывается и сдувается, сбрасывая давление, чтобы предотвратить взрыв батареи. . Взрывозащищенный клапан имеет оригинальную конструкцию, а два металлических листа алюминия определенной формы скреплены лазерной сваркой.

 

Когда внутреннее давление батареи возрастает до определенного значения, алюминиевый лист разрывается из предусмотренного положения канавки, предотвращая дальнейшее расширение батареи и вызывая взрыв. Таким образом, этот процесс предъявляет чрезвычайно строгие требования к процессу лазерной сварки, требуя, чтобы сварной шов был герметизирован, и строго контролировалась подача тепла, чтобы гарантировать, что значение давления повреждения сварного шва стабильно в определенном диапазоне.Слишком большое или слишком маленькое нанесет большой вред безопасности батареи.

 

Поэтому взрывозащищенный клапан обычно использует стыковую сварку. После многолетней практики было доказано, что с помощью гибридного сварочного лазера HGLASER можно добиться высокоскоростной и высококачественной сварки, а также гарантировать стабильность сварки, эффективность сварки и производительность.

 

2. Сварка столбов

Полюса на крышке аккумулятора разделены на внутренние и внешние соединения аккумулятора. Внутреннее соединение батареи представляет собой сварку наконечников электродов сердечника батареи и полюсов крышки; внешнее соединение батареи представляет собой сварку полюсов батареи через соединительный элемент для формирования последовательной и параллельной цепи к образуют аккумуляторный модуль.

 

Полюса батареи - это положительный и отрицательный электроды батареи.Как правило, положительный электрод сделан из алюминия, а отрицательный - из меди. Обычно используемая конструкция представляет собой клепальную конструкцию, которая полностью сваривается после завершения клепки, и ее размер обычно представляет собой круг диаметром 8. При сварке, в случае соблюдения требуемых конструкцией силы растяжения и электропроводности, предпочтительным является волоконный лазер или лазер для сварки соединений с хорошим качеством луча и равномерным распределением энергии.Сварка алюминиевых конструкций, стабильность сварки медно-медных конструкций, уменьшение разбрызгивания и повысить производительность сварки.

 

3. Переходная сварка

Адаптер и мягкое соединение являются ключевыми компонентами для соединения крышки батарейного отсека и элемента. Он также должен учитывать требования по перегрузке по току, прочности и низкому разбрызгиванию батареи, поэтому в процессе сварки с накладкой должна быть достаточная ширина сварочного шва, и необходимо следить за тем, чтобы ни одна часть не падала. на ячейке, чтобы избежать возникновения короткого замыкания батареи. Медь, которая используется в качестве материала отрицательного электрода, представляет собой материал с высоким коэффициентом отражения и низкой скоростью поглощения, который требует более высокой плотности энергии для сварки во время сварки.

 

4. Герметизирующая сварка корпуса

Материалами корпуса силовой батареи являются алюминиевый сплав и нержавеющая сталь, среди которых наиболее часто используется алюминиевый сплав, а в некоторых используется чистый алюминий. Нержавеющая сталь является лучшим материалом для лазерной сварки, особенно нержавеющая сталь 304, будь то импульсный или непрерывный лазер, можно получить сварные швы с хорошим внешним видом и характеристиками.

 

5. Приварка герметизирующих гвоздей (порт впрыска электролита)

 

Существует также много форм герметизирующих гвоздей (колпачки для отверстий для впрыска жидкости). Форма обычно представляет собой круглую шляпку диаметром 8 мм и толщиной около 0,9 мм. Основные требования к ее сварке заключаются в том, что значение сопротивления давлению достигает 1,1 МПа. , и он заклеен без проколов. , наличие трещин и разрывов.

 

В качестве последнего процесса сварки ячеек особенно важна производительность сварки герметизирующим гвоздем. Из-за наличия остаточного электролита при сварке герметизирующих гвоздей возникают такие дефекты, как точки взрыва и точечные отверстия, и ключевым способом устранения этих дефектов является снижение подводимого тепла.

 

6. Батарейный модуль питания и сварка PACK

 

Батарейный модуль можно понимать как комбинацию литий-ионных элементов, соединенных последовательно и параллельно, и добавление одного устройства контроля и управления батареей. Конструктивное исполнение аккумуляторного модуля часто может определять производительность и безопасность аккумуляторной батареи. Его структура должна поддерживать, фиксировать и защищать клетку. В то же время, как удовлетворить требования к перегрузке по току, однородность тока, как обеспечить контроль температуры элементов батареи и можно ли отключить питание при наличии серьезной неисправности, чтобы избежать цепных реакций и т. д., все это будет критериями для оценки качества батарейных модулей.

 

Поскольку после лазерной сварки между медью и алюминием легко образуется хрупкое соединение, которое не может соответствовать требованиям использования, обычно медь и медь, алюминий и алюминий обычно свариваются лазером, за исключением ультразвуковой сварки. В то же время из-за быстрой теплопередачи меди и алюминия и высокой отражательной способности лазера толщина соединительного элемента относительно велика, поэтому для сварки необходимо использовать лазер более высокой мощности.