Analyse av produksjonsprosesser for kraftbatterier: Anvendelse og utvikling av lasersveiseteknologi

Med den raske utviklingen av den nye energibil- og energilagringsindustrien, står kraftbatterier, som kjernekomponenter, overfor betydelige utfordringer når det gjelder produksjonspresisjon og sveisekvalitet, noe som direkte påvirker systemsikkerhet, syklusliv og energitetthet. Med den utbredte bruken av prismatiske, sylindriske og posecelleteknologier, har lasersveising, med sin høye effektivitet, høye presisjon og lave termiske påvirkning, blitt et uunnværlig og kritisk trinn i kraftbatteriproduksjonen.

 

 

 

Fra celler til moduler til pakker, hver produksjonsprosess i et strømbatterisystem involverer komplekse materialsammenføyningsprosesser. Lasersveising brukes primært på følgende områder:

 

Sveising av cellefliker og -faner;

For-sveising av celler inn i hus og forsegling av hus;

Sveising av toppdekselet på batteridekselplaten og forsegling av den eksplosjonssikre ventilen-;

Sveising av koblinger og strukturelle komponenter i batterimodul og pakketrinn.

 

Disse sveisene inkluderer viktige strukturelle komponenter som aluminiumsdekselplaten for batterier, litiumbatteriets topphette og den bimetalliske bimetalliske kobber- og aluminiumplaten. Disse sveisene stiller ekstremt høye krav til lasersveising for termisk kontroll, energitetthet og presisjon.

 

 

Batterideksler og batterideksler er vanligvis laget av aluminiumslegeringer (som Al3003). Deres primære funksjon er å kapsle inn elektrolytten og gi strukturell støtte for elektrodeplatene.

Forseglingsytelsen til sveisen bestemmer direkte batteriets lufttetthet, trykkstyrke og lang-stabilitet.

 

I prismatisk batteriproduksjon inkluderer vanlige strukturer:

Prismatisk litiumbatterilokk

Prismatisk litiumbatteri

Prismatisk litiumbatteri vedlegg

 

Sveiseprosesser er generelt delt inn i sidesveising og toppsveising:

Side sveising:Forhindrer effektivt sprut fra å trenge inn i battericellen, men krever høy materialoverflaterenshet og laserstabilitet.

Toppsveising:Høy produksjonseffektivitet og enkel automatisert integrasjon, men krever streng kontroll av varmetilførsel og sveisebassengmorfologi for å unngå celleforurensning.

 

Bruken av nye blå eller grønne hybridlasere har betydelig forbedret absorpsjonshastigheten for sveising av aluminiumslegeringer, effektivt redusert porøsitet og ufullstendig penetrering, og økt sveiseutbyttet til batterideksler i aluminium og batteriboksdeksler i aluminium til over 95 %.
 

 

 

 

1. Terminalsveising

Strømbatteriterminaler er vanligvis sammensatt av positivt aluminium og negativt kobber, og fungerer som den kritiske broen for strømledning. Sveiseprosessen må samtidig oppfylle høye krav til ledningsevne og styrke.

Ved å kombinere elektrisk kontaktstemplingsteknologi med laserpresisjonssveising, kan en terminal strekkstyrke på større enn eller lik 500 MPa oppnås, og forhindrer "eksplosjonshull" forårsaket av porer eller urenheter.

 

2. Eksplosjonssikker -ventilsveising

Den -eksplosjonssikre ventilen er en tynn-veggstruktur på batteridekselplaten som fungerer som en trykkavlastningsventil. Når internt batteritrykk overstiger et sikkert nivå, sprekker ventilen for å forhindre en eksplosjon.

 

Lasersveising krever en fullstendig forseglet sveis på en 8 mm tykk aluminiumsplate, med et bruddtrykk som holdes mellom 0,4 og 0,7 MPa. Denne prosessen stiller ekstremt høye krav til energikontroll, varme-påvirkede soner og sveisekonsistens.

 

 

Adaptere og fleksible kontakter er nøkkelkomponenter som forbinder battericeller, deksler og terminaler. Lasersveising sikrer en ledende bane med lav-motstand og sprut-fri forurensning, spesielt i svært ledende komponenter som kobberstansedeler med naglede sølvkontakter eller sølvkontaktnaglede kobberstansedeler.

 

Ved montering på modul-nivå krever komposittstrukturer som kobberstemplingsdeler med naglede sølvkontakter og kobberpressede komponenter høy-lasersveising for å sikre en stabil binding mellom de 2 mm-tykke kobber- og aluminiumskontaktene og oppfylle kravene til høy strømbelastning på pakkenivået.

 

 

Kontinuerlig innovasjon innen lasersveiseteknologi har muliggjort et kvalitativt sprang innen produksjon av kraftbatterier når det gjelder sikkerhet, pålitelighet og energitetthet.

Fra topplokket for prismatiske battericeller, litium-ion-batteridekselplater, til batteridekselplater og tilhørende dekkplatestrukturer av aluminiumslegering, har lasersveising blitt en kritisk produksjonsprosess for å sikre produktkonsistens og høy ytelse.

 

I fremtiden, med kontinuerlige gjennombrudd innen intelligent sveising og innenlandsprodusert utstyr, vil produksjonen av batterideksler, deksler og terminaler gå videre mot høy presisjon, høy pålitelighet og miljøvennlighet, og gi en sterkere drivkraft for den nye energibilindustrien.