С увеличением продаж автомобилей на новой энергии быстро растет и установленная мощность аккумуляторных батарей. Данные показывают, что в 2021 году продажи автомобилей на новой энергии в Китае составили 3,521 миллиона единиц, увеличившись на 157,5 процента; Установленная мощность аккумуляторной батареи достигла 154,5 ГВтч, увеличившись на 142,8 процента. Предприятия по производству аккумуляторов должны расширить производственные мощности, академик Оуян Мингао в области электромобилей 100 экспертов сказал, что к 2025 году мощность производства аккумуляторов в Китае достигнет 3,000 ГВтч. В процессе производства силовых аккумуляторов низкая стоимость, высокое качество и высокая эффективность являются достижением трех основных целей производственных предприятий, поэтому производители аккумуляторов высоко ценят достижение трех целей технического процесса и интеллектуального оборудования.
Батарея питания также представляет собой сложную систему, состоящую из ячейки, модуля батареи, блока батарей, через производственный процесс и, наконец, собранную в целую систему батарей питания. Среди них соединение материала с материалом, модуля с модулем и конструкции аккумуляторной батареи включает в себя очень сложный процесс сварки - лазерную сварку.
Способ сварки процесса производства аккумуляторной батареи и разумный выбор процесса напрямую влияют на стоимость батареи, качество, безопасность и стабильность батареи. Следующим шагом является организация содержания силовой аккумуляторной сварки.
Стандартные сварочные работы с аккумуляторной батареей
Силовые батареи делятся на квадратные, цилиндрические и мягкие аккумуляторы. В настоящее время при производстве силовых аккумуляторов использование звеньев лазерной сварки в основном включает
Средний процесс: приварка наконечников полюсов (включая предварительную сварку), точечная сварка полюсных бандажей, предварительная приварка сердечника к корпусу, герметизация верхней крышки корпуса, герметизация порта впрыска жидкости и т. д. на;
Процесс с обратным каналом: в том числе приварка соединительных лепестков в модуле АКБ и приварка взрывозащищенного клапана на крышке после модуля.
Сварка корпуса аккумулятора и крышки
Корпус и крышка силовой батареи играют роль герметизирующего электролита и поддерживающих электродных материалов, обеспечивая стабильную и закрытую среду для хранения и высвобождения электроэнергии, а качество сварки напрямую определяет герметичность и прочность на сжатие батареи, тем самым влияя на срок службы и безопасность аккумулятора. Корпус батареи в основном изготавливается из алюминиевого сплава Al3003, толщина которого обычно составляет от 0,6 до 0,8 мм, и обычно сваривается маломощным импульсным лазером. Соединение между корпусом и крышкой показано на рисунке. Основными проблемами качества лазерной сварки в этом месте являются несовершенства, пористость и образование складок, которые снижают герметизирующие свойства батареи.
Сварка положительной и отрицательной клеммы аккумулятора
Полюс батареи - это положительный и отрицательный контакт батареи, вообще говоря, положительный электрод использует алюминий, отрицательный электрод использует медь, его функция состоит в том, чтобы позволить полюсу батареи через сварку соединительной детали, формирование последовательной и параллельной цепи, формирование батареи модуль.
Сварка взрывозащищенного уплотнения клапана аккумуляторной батареи
Взрывозащищенный клапан представляет собой тонкостенный корпус клапана на уплотнительной пластине аккумулятора, когда внутреннее давление аккумулятора превышает указанное значение, взрывозащищенный корпус клапана берет на себя ведущую роль в разрыве и выпуске воздуха, сбрасывая давление и избегая аккумулятор от взрыва. Взрывозащищенная конструкция клапана гениальна, в основном с лазерной сваркой, прочно закрепленной в определенной форме из двух алюминиевых металлических листов. Когда давление внутри батареи поднимается до определенного значения, алюминиевая деталь отрывается от предусмотренного положения канавки, предотвращая дальнейшее расширение батареи и вызывая взрыв. Таким образом, этот процесс по требованиям процесса лазерной сварки является чрезвычайно строгим, требования к герметизации сварного шва, строгий контроль подводимого тепла, чтобы гарантировать, что значение разрушающего давления сварки стабилизируется в определенном диапазоне (обычно в диапазоне 0 0,4 ~ 0,7 МПа), слишком большое или слишком маленькое значение сильно повлияет на безопасность батареи.
Сварка адаптера аккумулятора
Переходник и гибкое соединение являются ключевыми компонентами, соединяющими крышку аккумуляторного отсека с аккумуляторным элементом. Он должен одновременно учитывать требования по перегрузке по току, прочности и низкому разбрызгиванию батареи, поэтому в процессе сварки с накладкой необходимо иметь достаточную ширину шва и следить за тем, чтобы никакие частицы не попадали на электрические ячейки, чтобы избежать короткого замыкания батареи. Что касается материала отрицательного электрода, медь относится к материалам с низким коэффициентом поглощения с высокой отражающей способностью, для сварки которых требуется более высокая плотность энергии. Последний композитный лазер синего света от Lianyin Laser может хорошо решить традиционные проблемы процесса, такие как высокая отражательная способность и разбрызгивание.
Сварка столбов батареи
Полюсы на крышке аккумуляторного отсека разделены на внутренние и внешние соединения. Внутреннее соединение батареи представляет собой сварку между полюсными наконечниками аккумуляторной батареи и полюсной стойкой крышки; внешнее соединение батареи - это сварка полюсного столба батареи через соединительный элемент, чтобы сформировать последовательную и параллельную цепь для формирования модуля батареи.
Основной проблемой при лазерной сварке полюсов батарей также является дефект дутьевого отверстия, причина которого аналогична взрывозащищенной арматуре. Сварной шов представляет собой, по сути, сопрягаемую поверхность между алюминиевым адаптером и опорой, а отверстие в алюминиевом блоке имеет диаметр всего около 6 мм, что очень облегчает попадание загрязнений, таких как штамповочное масло и чистящие средства, в область. . Высокая плотность энергии лазера вызывает скачок температуры в сварном шве, что приводит к быстрому испарению примесей, оставшихся на полюсе, в результате чего пузырьки вырываются и покидают расплавленную ванну, преодолевая поверхностное натяжение расплавленной ванны, что приводит к дефект дырявого отверстия. Во время этого процесса быстрое изменение мощности импульсного лазера еще больше увеличивает склонность к образованию дыр. Таким образом, в дополнение к интенсивной очистке перед сваркой количество газовых пузырей также можно уменьшить за счет оптимизации изменения мощности лазера.
Модуль силовой батареи и сварка PACK
Аккумуляторный модуль можно понимать как комбинацию литий-ионных элементов, соединенных последовательно и параллельно, с единым устройством контроля и управления аккумулятором. Конструктивное исполнение аккумуляторного модуля часто определяет производительность и безопасность аккумуляторной батареи. Его конструкция должна поддерживать, фиксировать и защищать электрическую ячейку. В то же время стандартом будет то, как удовлетворить требования к перегрузке по току, равномерность тока, как обеспечить контроль температуры аккумуляторной батареи и можно ли отключить серьезную аномалию, чтобы избежать цепной реакции и т. д. судить о достоинствах аккумуляторного модуля.
В то же время, из-за того, что медь и алюминий передают тепло очень быстро и имеют очень высокую отражательную способность для лазера, толщина соединительного элемента относительно велика, поэтому необходимо использовать лазер более высокой мощности, чтобы иметь возможность достичь сварка.
Заключение
В настоящее время основными проблемами лазерной сварки в силовых батареях являются пористость, трещины, некачественная формовка, пузыри и другие дефекты сварки. Эти дефекты приводят к снижению прочности, герметичности и проводимости аккумуляторной батареи, что приводит к ряду проблем с безопасностью, таких как взрыв батареи, утечка жидкости и выделение тепла. В ответ на эти проблемы большое количество исследований сосредоточено на оптимизации процесса, путем регулировки мощности лазерной сварки, ширины импульса, скорости сварки, степени расфокусировки и других параметров, которые могут эффективно уменьшить количество дефектов.
Нетрудно заметить, что процесс сварки аккумуляторной батареи — деликатная работа, любая небольшая проблема повлияет на производительность и безопасность последующей готовой аккумуляторной батареи. Таким образом, высококачественные материалы и высококачественное оборудование для лазерной сварки обеспечивают успех процесса сварки. Интеллектуальные технологии, представленные планированием траектории лазерной сварки, идентификацией сварных швов, идентификацией дефектов, контролем качества и т. д., также являются одной из горячих точек для будущих исследований. Переведено с www.DeepL.com/Translator (бесплатная версия)
