Primjena laserskog zavarivanja u području litijskih baterija

Primjena laserskog zavarivanja u polju litijskih baterija

Litij-ionske baterije naširoko se koriste u raznim elektroničkim uređajima (kao što su mobilni telefoni, prijenosna računala, dlanovnici, digitalni fotoaparati i digitalne kamkorderi itd.) zbog svoje visoke specifične energije, dugog vijeka trajanja, malog samopražnjenja, bez efekta memorije i nema zagađenja. Kao i prijevoz (patrolna vozila, električni bicikli, električna vozila itd.), postao je industrija visoke tehnologije koju podržava energetsko polje moje zemlje.

 

Baterije za napajanje odnose se na baterije koje se koriste u električnim vozilima. U usporedbi s baterijama malog kapaciteta (kao što su baterije za mobilne telefone, prijenosna računala itd.), one imaju veći kapacitet i izlaznu snagu i mogu se koristiti u napajanjima za vožnju električnih vozila i velikim aplikacijama za mobilno napajanje. sekundarnih baterija. Postoje mnogi proizvodni procesi za litij-ionske baterije ili pakete baterija, među kojima postoje mnogi procesi, kao što su zavarivanje brtvljenja ventila otpornog na eksploziju, zavarivanje jezičaka, zavarivanje mekog spoja, točkasto zavarivanje sigurnosne kacige, zavarivanje za brtvljenje kućišta baterije, modul i PACK zavarivanje. Lasersko zavarivanje je najbolji postupak. Materijali koji se koriste za zavarivanje električnih baterija uglavnom uključuju čisti bakar, aluminij, aluminijske legure, nehrđajući čelik itd.

 

 

1. Zavarivanje ventila protueksplozijskog akumulatora
Ventil baterije otporan na eksploziju tijelo je ventila tankih stijenki na brtvenoj ploči baterije. Kada unutarnji tlak baterije prijeđe navedenu vrijednost, tijelo ventila otpornog na eksploziju puca kako bi se spriječilo pucanje baterije. Sigurnosni ventil ima genijalnu strukturu, a ovaj proces zahtijeva izuzetno stroge postupke laserskog zavarivanja. Prije nego što je korišteno kontinuirano lasersko zavarivanje, pulsno lasersko zavarivanje se koristilo za zavarivanje baterijskih ventila otpornih na eksploziju. Kontinuirano brtveno zavarivanje postignuto je preklapanjem i pokrivanjem lemljenih spojeva. Međutim, učinkovitost zavarivanja bila je niska, a učinak brtvljenja relativno loš. Kontinuirano lasersko zavarivanje može postići zavarivanje velike brzine i visoke kvalitete, a stabilnost zavarivanja, učinkovitost zavarivanja i prinos mogu biti zajamčeni.

 

2. Zavarivanje jezičaka baterije
Pločice su obično podijeljene u tri materijala. Pozitivna elektroda baterije koristi aluminij (Al) materijal, a negativna elektroda koristi nikl (Ni) materijal ili bakreni nikl (Ni-Cu) materijal. U procesu proizvodnje električnih baterija, jedan od koraka je zavarivanje jezičaka i polova baterije zajedno. U proizvodnji sekundarnih baterija potrebno ga je zavariti s drugim aluminijskim sigurnosnim ventilom. Zavarivanje ne samo da mora osigurati pouzdanu vezu između jezička i stupa, već također zahtijeva da zavar bude gladak i lijep.

3. Stubovi akumulatora s točkastim zavarivanjem
Materijali koji se koriste za trake za polove akumulatora uključuju trake od čistog aluminija, trake od nikla, kompozitne trake od aluminija i nikla i malu količinu bakrenih traka. Za zavarivanje letvica za polove akumulatora općenito se koriste strojevi za pulsno zavarivanje. S pojavom IPG-ovog QCW kvazi-kontinuiranog lasera, on je također naširoko korišten u zavarivanju polova baterija. U isto vrijeme, zbog dobre kvalitete snopa, mjesto zavarivanja može biti vrlo malo. , koja ima jedinstvene prednosti u zavarivanju aluminijskih traka visoke refleksije, bakrenih traka i uskopojasnih baterijskih traka (širina polne trake ispod 1,5 mm).

 

4. Brtvljenje i zavarivanje kućišta baterije i pokrovne ploče
Materijali kućišta baterija uključuju aluminijsku slitinu i nehrđajući čelik. Među njima se najviše koristi aluminijska legura, obično 3003 aluminijska legura, a nekoliko njih koristi čisti aluminij. Nehrđajući čelik je materijal s najboljom laserskom zavarivošću, posebno nehrđajući čelik 304. Bez obzira koristite li pulsni ili kontinuirani laser, mogu se dobiti zavari dobrog izgleda i performansi.

 

Učinkovitost laserskog zavarivanja aluminija i aluminijskih legura malo se razlikuje ovisno o korištenoj metodi zavarivanja. Osim za čisti aluminij i aluminijske legure serije 3, nema problema s pulsnim ili kontinuiranim zavarivanjem. Za ostale serije aluminijskih legura, kontinuirano lasersko zavarivanje je najbolji izbor za smanjenje osjetljivosti na pukotine. Pritom odaberite laser odgovarajuće snage prema debljini kućišta baterije. Općenito, kada je debljina kućišta manja od 1 mm, možete razmotriti korištenje single-mode lasera unutar 1000 W. Ako je debljina veća od 1 mm, trebate koristiti single-mode ili multi-mode laser snage veće od 1000 W.

 

Litijske baterije malog kapaciteta često koriste relativno tanke aluminijske ljuske (debljine je oko 0.25 mm), a neke poput 18650 koriste čelične ljuske. Zbog debljine kućišta za zavarivanje ove vrste baterija uglavnom se koriste laseri manje snage. Upotrebom kontinuiranog lasera za zavarivanje litijevih baterija s tankim omotačem, učinkovitost se može povećati za 5 do 10 puta, a izgled i brtvljenje su bolji. Stoga postoji trend postupne zamjene pulsirajućih lasera u ovom području primjene.

 

5. Modul baterije za napajanje i zavarivanje paketa
Serijska i paralelna veza između energetskih baterija općenito se dovršava zavarivanjem spojnog dijela na jednu bateriju. Materijali pozitivnih i negativnih elektroda su različiti, uglavnom bakar i aluminij. Budući da bakar i aluminij nakon laserskog zavarivanja tvore krti spoj, ne mogu Zadovoljiti zahtjeve upotrebe, osim ultrazvučnog zavarivanja, bakar i bakar, aluminij i aluminij općenito se zavaruju laserom. Istodobno, budući da i bakar i aluminij vrlo brzo provode toplinu i imaju vrlo visoku refleksiju lasera, a debljina spojnog dijela je relativno velika, za postizanje zavarivanja potreban je laser veće snage.

 

 

Karakteristike litijskih baterija za lasersko zavarivanje
Od proizvodnje litijevih baterijskih ćelija do sastavljanja baterijskih paketa, zavarivanje je vrlo važan proizvodni proces. Vodljivost, čvrstoća, nepropusnost za zrak, zamor metala i otpornost na koroziju litijevih baterija tipični su standardi za ocjenu kvalitete zavarivanja baterija. . Odabir metoda zavarivanja i postupaka zavarivanja izravno će utjecati na cijenu, kvalitetu, sigurnost i postojanost baterije. Lasersko zavarivanje postalo je preferirano rješenje za mnoge zadatke zavarivanja zbog svojih prednosti kao što su sigurno i pouzdano zavarivanje, precizna tehnologija i zaštita okoliša.

 

Prednosti laserskog zavarivanja
1.	Lasersko zavarivanje je integrirani proizvodni proces koji razbija sirovine kao što su materijali pozitivne i negativne elektrode, separatori i elektroliti u cijele dijelove. Sve sirovine su zavarene u baterijske ćelije ili PACK module, koji se mogu izravno koristiti u automobilskoj industriji.
2.	Obične sirovine za baterije čine sve veći udio u troškovima i kupuju se u velikim količinama u tonama. Oprema za lasersko zavarivanje u osnovi štedi troškove kupnjom sirovina odjednom.
3.	Lasersko zavarivanje može uvelike poboljšati sigurnost, pouzdanost i životni vijek automobilskih baterija, uz visoku kvalitetu zavarivanja i automatizaciju: Lasersko zavarivanje ima visoku gustoću energije, malu deformaciju zavarivanja i malu zonu utjecaja topline, što može učinkovito poboljšati točnost dijelova. Varovi su glatki, bez nečistoća, jednolični i gusti te ne zahtijevaju dodatno brušenje. Lasersko zavarivanje može se precizno kontrolirati, s malom fokusiranom svjetlosnom točkom i visokim točnim pozicioniranjem, automatizacijom koja se lako realizira s robotskim rukama, stabilnim performansama opreme i jednostavnim rukovanjem, poboljšava učinkovitost zavarivanja, smanjuje radno vrijeme i smanjuje troškove. Kod laserskog zavarivanja tankih ploča ili žica tankog promjera, neće biti toliko osjetljivo na povratno taljenje kao kod elektrolučnog zavarivanja.