Qualcosa che devi sapere sulle saldatrici laser
Come tutti sappiamo, le batterie che forniscono potenza motrice per i veicoli elettrici sono chiamate batterie di potenza, comprese le tradizionali batterie al piombo-acido, le batterie al nichel-metallo idruro e le emergenti batterie di alimentazione agli ioni di litio, che si dividono in batterie di alimentazione di tipo di alimentazione (veicoli elettrici ibridi) e batterie di alimentazione di tipo energetico. Batteria di alimentazione (veicolo elettrico puro).
Il rapporto tra alimentazione a batteria e saldatura laser
Le batterie di alimentazione rappresentano il 30 percento -40 percento del costo dei veicoli a nuova energia e rappresentano la parte più consistente del costo dei veicoli a nuova energia. Sono molto importanti per indicatori chiave come l'autonomia di crociera, la durata del veicolo e la sicurezza dei veicoli a nuova energia. Pertanto, migliorare le prestazioni delle batterie di alimentazione è la chiave per migliorare le prestazioni complessive dei veicoli a nuova energia.
Nel processo di produzione delle batterie di potenza, dalla produzione delle celle all'assemblaggio del PACK, la saldatura è un processo produttivo molto importante. In particolare, la struttura della batteria di alimentazione contiene una varietà di materiali, come acciaio, alluminio, rame, nichel, ecc. Questi metalli possono essere trasformati in elettrodi, fili o involucri. Pertanto, sia che si tratti di saldatura tra uno o più materiali, vengono imposti requisiti più elevati al processo di saldatura.
La saldatura laser utilizza l'eccellente direttività e l'elevata densità di potenza del raggio laser per funzionare. Il raggio laser viene focalizzato su una piccola area attraverso il sistema ottico e in brevissimo tempo si forma sulla parte saldata una fonte di calore ad alta concentrazione di energia. zona, in modo che la lega per saldatura si sciolga e formi un giunto e una saldatura salda.
Nell'intera catena industriale delle batterie di potenza, la saldatura laser viene utilizzata principalmente nella produzione midstream di batterie al litio di potenza. Come metodo di saldatura ad alta precisione, è estremamente flessibile, preciso ed efficiente e può soddisfare i requisiti prestazionali del processo di produzione della batteria di alimentazione. È la prima scelta nel processo di produzione delle batterie di alimentazione ed è diventata l'attrezzatura standard dellinea di produzione di batterie di alimentazione.
Applicazioni di saldatura comuni per batterie di alimentazione
Le batterie di alimentazione sono suddivise in batterie quadrate, cilindriche e a sacchetto. Attualmente, nella produzione di batterie di potenza, il collegamento dell'utilizzo della saldatura laser comprende principalmente:
- Processo intermedio: saldatura delle linguette (compresa la pre-saldatura), saldatura a punti dei poli, pre-saldatura delle batterie nel guscio, saldatura di tenuta del coperchio superiore del guscio, saldatura di tenuta della porta di iniezione del liquido, ecc.;
- Processo successivo: inclusa la saldatura del raccordo quando è installato il modulo PACK batteria e la saldatura della valvola antideflagrante sulla piastra di copertura dietro il modulo, ecc.
1. Saldatura della valvola antideflagrante della batteria
La valvola antideflagrante è un corpo valvola a parete sottile sulla piastra di tenuta della batteria. Quando la pressione interna della batteria supera il valore specificato, il corpo della valvola antideflagrante è il primo a rompersi e sfogarsi, rilasciando la pressione e impedendo lo scoppio della batteria. La struttura della valvola antideflagrante è ingegnosa e due lamiere di alluminio di una certa forma sono saldamente saldate mediante saldatura laser. Quando la pressione interna della batteria sale a un certo valore, il foglio di alluminio si rompe dalla posizione della scanalatura progettata per evitare che la batteria si espanda ulteriormente e provochi un'esplosione. Pertanto, questo processo ha requisiti estremamente severi sul processo di saldatura laser, richiedendo che il cordone di saldatura sia sigillato, controllando rigorosamente l'apporto di calore e assicurando che il valore della pressione di guasto del cordone di saldatura sia stabile entro un certo intervallo (generalmente 0.4~0.7MPa), troppo grande o troppo piccolo causerà danni. Ha un grande impatto sulla sicurezza della batteria.
Pertanto, le valvole antideflagranti generalmente adottano la saldatura a giunzione. Molta pratica ha dimostrato che l'uso di laser di saldatura ibridi può ottenere saldature ad alta velocità e di alta qualità, e la stabilità della saldatura, l'efficienza della saldatura e la resa possono essere garantite.
2. Saldatura del palo
I poli sul coperchio della batteria sono divisi in collegamenti interni ed esterni della batteria. Il collegamento interno della batteria è la saldatura della linguetta della batteria e del polo della piastra di copertura; il collegamento esterno della batteria è la saldatura del polo della batteria attraverso il pezzo di collegamento per formare un circuito in serie e in parallelo per formare un modulo batteria.
Il polo della batteria è i poli positivo e negativo della batteria. Generalmente, il polo positivo è in alluminio e il polo negativo è in rame. La struttura comunemente usata è la struttura di rivettatura, che è completamente saldata dopo che la rivettatura è stata completata, e la sua dimensione è generalmente un cerchio con un diametro di 8. Durante la saldatura, nel caso di soddisfare la forza di trazione e la conducibilità elettrica richieste dal progetto, sono preferiti laser a fibra o laser di saldatura ibridi con una buona qualità del raggio e una distribuzione uniforme dell'energia. La saldatura della struttura in alluminio-alluminio, la stabilità della saldatura della struttura rame-rame, riducono gli spruzzi e migliorano la resa della saldatura.
3. Saldatura dell'adattatore
L'adattatore e la connessione flessibile sono i componenti chiave per collegare il coperchio della batteria e la cella della batteria. Deve tenere conto contemporaneamente dei requisiti di sovracorrente, resistenza e bassi spruzzi della batteria, quindi durante il processo di saldatura con la piastra di copertura, deve esserci una larghezza di saldatura sufficiente ed è necessario garantire che nessuna particella cada sulla cella della batteria per evitare cortocircuiti della batteria. Il rame, come materiale dell'elettrodo negativo, è un materiale ad alta riflessione con un basso tasso di assorbimento e richiede una maggiore densità di energia per saldare durante la saldatura. Il laser composito può risolvere bene i problemi di processo tradizionali come l'elevata riflessione e gli spruzzi.
4. Saldatura di tenuta delle coperture
I materiali dell'involucro della batteria di alimentazione includono la lega di alluminio e l'acciaio inossidabile, tra i quali viene utilizzata maggiormente la lega di alluminio, e alcuni sono alluminio puro. L'acciaio inossidabile è il materiale con la migliore saldabilità laser, in particolare l'acciaio inossidabile 304, sia laser pulsato che continuo può ottenere saldature con buon aspetto e prestazioni.
L'uso di un laser continuo per saldare batterie al litio a guscio sottile può aumentare l'efficienza da 5 a 10 volte e l'aspetto e la tenuta sono migliori. Ora, al fine di perseguire una maggiore velocità di saldatura e un aspetto più uniforme, la maggior parte delle aziende ha iniziato a utilizzare la saldatura ibrida e il punto anulare per sostituire la precedente saldatura a fibra singola a bassa velocità. Attualmente, la velocità di saldatura delle linee di produzione di massa della maggior parte delle aziende ha raggiunto i 200 mm/s e la linea di saldatura a fibra ottica a bassa velocità di alcuni produttori, al fine di garantire la stabilità del cordone di saldatura, la velocità generale di produzione di massa è di 70 mm/s.
5. Saldatura del chiodo di tenuta (porta di iniezione dell'elettrolita).
Esistono anche molte forme di chiodi sigillanti (tappi per i fori di iniezione del liquido). La sua forma è solitamente un cappuccio circolare con un diametro di 8 mm e uno spessore di circa 0,9 mm. , la presenza di crepe e punti di rottura.
Essendo l'ultimo processo di saldatura delle celle, il tasso di resa della saldatura dei chiodi di tenuta è particolarmente importante. A causa dell'esistenza di elettrolita residuo durante la saldatura dei chiodi di tenuta, si verificano difetti come punti di esplosione e fori di spillo e il modo chiave per sopprimere questi difetti è ridurre l'apporto di calore. Dopo esperimenti a lungo termine e un'ampia verifica del mercato, l'uso di laser sviluppati in modo indipendente daACEYpuò migliorare notevolmente la stabilità e la compatibilità, migliorando così notevolmente il tasso di rendimento. Attualmente, il tasso di rendimento della saldatura dei chiodi a tenuta laser ACEY può raggiungere il 99,5%.
6. Modulo batteria di alimentazione e saldatura PACK
Il modulo batteria può essere inteso come la combinazione di celle agli ioni di litio in serie e in parallelo e l'aggiunta 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 supportare, fissare e proteggere il nucleo della batteria. Allo stesso tempo, come soddisfare i requisiti di sovracorrente, uniformità di corrente, come soddisfare il controllo della temperatura del nucleo della batteria e se l'alimentazione può essere interrotta in caso di grave anomalia, per evitare reazioni a catena, ecc., saranno i criteri per giudicare la qualità del modulo batteria.
Poiché la saldatura laser tra rame e alluminio è facile da formare composti fragili, che non possono soddisfare i requisiti di utilizzo, viene solitamente utilizzata la saldatura ad ultrasuoni e generalmente vengono saldati al laser rame e rame, alluminio e alluminio. Allo stesso tempo, poiché il rame e l'alluminio conducono entrambi il calore molto rapidamente e hanno una riflettività molto elevata alla luce laser, lo spessore del pezzo di collegamento è relativamente grande, quindi per ottenere la saldatura è necessario un laser ad alta potenza.
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