Analyse af Power Battery Manufacturing Processes: Anvendelse og udvikling af lasersvejseteknologi

Med den hurtige udvikling af de nye energikøretøjs- og energilagringsindustrier står strømbatterier som kernekomponenter over for betydelige udfordringer med hensyn til fremstillingspræcision og svejsekvalitet, hvilket direkte påvirker systemsikkerhed, cykluslevetid og energitæthed. Med den udbredte anvendelse af prismatiske, cylindriske og posecelleteknologier er lasersvejsning med dens høje effektivitet, høje præcision og lave termiske påvirkning blevet et uundværligt og kritisk trin i produktionen af ​​strømbatterier.

 

 

 

Fra celler til moduler til pakker involverer enhver fremstillingsproces i et strømbatterisystem komplekse materialesammenføjningsprocesser. Lasersvejsning bruges primært inden for følgende områder:

 

Svejsning af celleflige og -faner;

For-svejsning af celler i huse og tætning af huse;

Svejsning af topdækslet på strømbatteriets dækplade og forsegling af den eksplosionssikre-ventil;

Svejsning af konnektorer og strukturelle komponenter i batterimodulet og pakketrin.

 

Disse svejsninger inkluderer vigtige strukturelle komponenter, såsom aluminiumsdækpladen til batterier, lithiumbatteriets topdæksel og den bimetalliske bimetalliske kobber- og aluminiumplade. Disse svejsninger stiller ekstremt høje krav til lasersvejsning til termisk kontrol, energitæthed og præcision.

 

 

Batterikasser og dæksler er typisk lavet af aluminiumslegeringer (såsom Al3003). Deres primære funktion er at indkapsle elektrolytten og give strukturel støtte til elektrodepladerne.

Svejsningens tætningsevne bestemmer direkte batteriets lufttæthed, trykstyrke og langtidsstabilitet.-

 

I prismatisk batteriproduktion omfatter almindelige strukturer:

Prismatisk Lithium batterilåg

Prismatisk lithium batteri baldakin

Prismatisk lithium batteri bilag

 

Svejseprocesser er generelt opdelt i sidesvejsning og topsvejsning:

Sidesvejsning:Forhindrer effektivt sprøjt i at trænge ind i battericellen, men kræver høj materialeoverfladerenhed og laserstabilitet.

Topsvejsning:Høj produktionseffektivitet og let automatiseret integration, men kræver streng kontrol af varmetilførsel og svejsebadsmorfologi for at undgå cellekontamination.

 

Anvendelsen af ​​nye blå eller grønne hybridlasere har væsentligt forbedret absorptionshastigheden af ​​aluminiumslegeringssvejsning, effektivt reduceret porøsitet og ufuldstændig penetration og øget svejseydelsen af ​​aluminiums batteridæksler og aluminiumsbatteriboksdæksler til over 95 %.
 

 

 

 

1. Terminalsvejsning

Strømbatteriterminaler er typisk sammensat af positivt aluminium og negativt kobber, der tjener som den kritiske bro for strømledning. Svejseprocessen skal samtidig opfylde høje krav til ledningsevne og styrke.

Ved at kombinere elektrisk kontaktstemplingsteknologi med laserpræcisionssvejsning kan der opnås en terminal trækstyrke på større end eller lig med 500 MPa, hvilket forhindrer "eksplosionshuller" forårsaget af porer eller urenheder.

 

2. Eksplosionssikker-ventilsvejsning

Den eksplosionssikre-ventil er en tynd-vægget struktur på batteridækpladen, der fungerer som en overtryksventil. Når det interne batteritryk overstiger et sikkert niveau, brister ventilen for at forhindre en eksplosion.

 

Lasersvejsning kræver en fuldstændig forseglet svejsning på en 8 mm tyk aluminiumsplade, med et brudtryk på mellem 0,4 og 0,7 MPa. Denne proces stiller ekstremt høje krav til energistyring, varme-berørte zoner og svejsekonsistens.

 

 

Adaptere og fleksible stik er nøglekomponenter, der forbinder battericeller, dæksler og terminaler. Lasersvejsning sikrer en ledende bane med lav-modstand og-sprøjtfri forurening, især i stærkt ledende komponenter såsom kobberstemplingsdele med nitte sølvkontakter eller sølvkontaktnittede kobberstemplingsdele.

 

Ved montering på modul-niveau kræver kompositstrukturer såsom kobberstemplingsdele med nittede sølvkontakter og kobberpressede komponenter høj-laserpenetrationssvejsning for at sikre en stabil binding mellem de 2 mm-tykke kobber- og aluminiumskonnektorer og opfylde de høje strømbelastningskrav for pakkeniveauet.

 

 

Kontinuerlig innovation inden for lasersvejseteknologi har muliggjort et kvalitativt spring inden for fremstilling af strømbatterier med hensyn til sikkerhed, pålidelighed og energitæthed.

Fra toplåget til prismatiske battericeller, lithium-ion-batteridækplader, til batteridækplader og deres tilhørende aluminiumslegeringsdækplader er lasersvejsning blevet en kritisk fremstillingsproces for at sikre produktkonsistens og høj ydeevne.

 

I fremtiden, med fortsatte gennembrud inden for intelligent svejsning og indenlandsk produceret udstyr, vil fremstillingen af ​​strømbatterihuse, dæksler og terminaler gå yderligere frem mod høj præcision, høj pålidelighed og miljøvenlighed, hvilket giver en stærkere drivkraft for den nye energikøretøjsindustri.