Czy znasz proces spawania laserowego akumulatorów mocy

Gwałtowny rozwój nowych pojazdów energetycznych w ciągu ostatnich dwóch lat przyciąga coraz większą uwagę świata zewnętrznego, nie tylko ze względu na wpływ konsumpcji, ale także w przemyśle. Trend technologiczny prowadzony przez nowe pojazdy energetyczne również przekształcił się w potężna siła, której nie można zignorować. Dziś porozmawiamy o procesie spawania laserowego akumulatora, będącego rdzeniem napędowym pojazdów nowej generacji.

Wraz ze wzrostem sprzedaży nowych pojazdów energetycznych szybko wzrosła także moc zainstalowana akumulatorów zasilających. Dane pokazują, że w 2021 r. sprzedaż nowych pojazdów napędzanych energią w Chinach wyniesie 3,521 mln, co oznacza wzrost o 157,5%; Moc zainstalowana akumulatorów energetycznych osiągnęła 154,5 GWh, co oznacza wzrost o 142,8%. Producenci akumulatorów zwiększyli moce produkcyjne, akademik Ouyang Minggao zajmujący się pojazdami elektrycznymi 100 ekspertów stwierdził, że do 2025 r. moce produkcyjne akumulatorów w Chinach osiągną 3000 GWh. W procesie produkcji akumulatorów zasilających niski koszt, wysoka jakość i wysoka wydajność to trzy główne cele, do których dążą przedsiębiorstwa produkcyjne, dlatego producenci akumulatorów preferują proces techniczny i inteligentny sprzęt, który może osiągnąć te trzy cele.

Wnętrze akumulatora zasilającego to także cały złożony system, począwszy od ogniwa akumulatorowego, modułu akumulatorowego i zestawu akumulatorowego, po procesie produkcyjnym, a ostatecznie zmontowany w cały system akumulatora zasilającego. Wśród nich połączenie materiałów i materiałów, modułów i modułów oraz konstrukcji akumulatorów wiąże się z bardzo wymagającym procesem spawania -spawanie laserowe.

Rozsądny dobór metod i procesów spawania w procesie produkcji akumulatorów mocy będzie miał bezpośredni wpływ na koszt, jakość, bezpieczeństwo i konsystencję akumulatora. Następnie uporządkuj treść spawania akumulatorowego.

Baterie zasilające dzielą się na baterie kwadratowe, cylindryczne i miękkie. Obecnie w produkcji akumulatorów mocy zastosowanie spawania laserowego obejmuje głównie:

Proces środkowy:spawanie ucha bieguna (łącznie ze spawaniem wstępnym), zgrzewanie punktowe paska bieguna, wstępne zgrzewanie akumulatora z płaszczem, zgrzewanie uszczelniające górnej pokrywy płaszcza, zgrzewanie uszczelniające króćca wtrysku cieczy itp.

Po procesie:łącznie ze spawaniem płyty przyłączeniowej modułu Battery PACK oraz zespawaniem tylnej pokrywy modułu na zaworze przeciwwybuchowym.

Obudowa i pokrywa akumulatora zasilającego pełnią rolę kapsułkowania elektrolitu i materiałów elektrody nośnej, zapewniając stabilne zamknięte środowisko do magazynowania i uwalniania energii elektrycznej, a jakość spawania bezpośrednio determinuje szczelność i wytrzymałość akumulatora na ściskanie, wpływając w ten sposób na żywotność i bezpieczeństwo akumulatora. Obudowa akumulatora jest wykonana głównie ze stopu aluminium Al3003, którego grubość wynosi zazwyczaj od 0,6 do 0,8 mm, i powszechnie stosuje się spawanie laserowe impulsowe o małej mocy. Położenie połączenia płaszcza i pokrywy pokazano na rysunku, gdzie głównymi problemami jakościowymi spoiny laserowej są brak penetracji, porowatość i złoże, które zmniejszą szczelność akumulatora.

Biegun akumulatora to dodatnia i ujemna płytka stykowa akumulatora, ogólnie rzecz biorąc, elektroda dodatnia wykorzystuje aluminium, a elektroda ujemna wykorzystuje miedź, a jej rolą jest spawanie bieguna akumulatora przez arkusz łączący w celu utworzenia szeregu i obwód równoległy, tworząc moduł akumulatorowy.

Zawór przeciwwybuchowy to cienkościenny korpus zaworu umieszczony na płycie uszczelniającej akumulatora. Gdy wewnętrzne ciśnienie akumulatora przekroczy określoną wartość, korpus zaworu w wykonaniu przeciwwybuchowym pęka i najpierw opróżnia się, aby uwolnić ciśnienie i uniknąć rozerwania akumulatora. Konstrukcja zaworu przeciwwybuchowego jest genialna, a dwie aluminiowe blachy o określonym kształcie są mocno zespawane za pomocą spawania laserowego. Kiedy ciśnienie wewnątrz akumulatora wzrośnie do określonej wartości, blacha aluminiowa pęka z zaprojektowanego rowka, zapobiegając dalszemu rozszerzaniu się akumulatora i powodując eksplozję. Dlatego proces ten ma bardzo rygorystyczne wymagania dla procesu spawania laserowego, wymagające uszczelnienia spoiny, ścisłej kontroli dopływu ciepła i zapewnienia, że ​​wartość ciśnienia niszczącego spoiny jest stabilna w pewnym zakresie (zwykle 0. 4~0.7MPa), zbyt duży lub zbyt mały będzie miał ogromny wpływ na bezpieczeństwo akumulatora.

Płytka adaptera i złącze miękkie to kluczowe elementy służące do połączenia pokrywy akumulatora z ogniwem akumulatora. Należy również wziąć pod uwagę wymagania dotyczące przetężenia, wytrzymałości i niskiego rozprysku akumulatora, dlatego w procesie spawania z pokrywą musi być wystarczająca szerokość spoiny, a na akumulator nie muszą spadać żadne cząstki, aby uniknąć zwarcia akumulatora obwody. Jako materiał elektrody ujemnej miedź jest materiałem o wysokiej odwrotności i niskim współczynniku absorpcji, który wymaga większej gęstości energii do spawania podczas spawania, a najnowszy laser kompozytowy o niebieskim świetle może rozwiązać tradycyjne problemy procesowe, takie jak duża odwrotność i odpryski.

Biegun na pokrywie akumulatora jest podzielony na złącze akumulatora wewnętrznego i zewnętrznego. Wewnętrzne połączenie akumulatora polega na spawaniu bieguna ogniwa i bieguna pokrywy; Zewnętrzne połączenie akumulatora polega na tym, że biegun akumulatora jest przyspawany przez arkusz połączeniowy, tworząc obwód szeregowy i równoległy, tworząc moduł akumulatora.

Głównym problemem spawania laserowego akumulatorów jest również defekt otworu, a przyczyna jest podobna do zaworu przeciwwybuchowego. Spoina słupowa jest zasadniczo powierzchnią współpracującą aluminiowego bloku przenoszącego i słupa, a średnica otworu w bloku aluminiowym wynosi tylko około 6 mm, co sprawia, że ​​bardzo łatwo jest zatrzymać zanieczyszczenia, takie jak olej do tłoczenia i środek czyszczący. Światło lasera o dużej gęstości energii powoduje gwałtowny wzrost temperatury spoiny, co powoduje szybkie odparowanie pozostałości zanieczyszczeń na biegunie, a pęcherzyki ulatniają się i pokonują napięcie powierzchniowe jeziorka spawalniczego, opuszczając jeziorko spawalnicze, w wyniku czego powstaje otwór wady. W procesie tym szybka zmiana mocy lasera impulsowego dodatkowo zwiększa tendencję do tworzenia otworów strzałowych. Dlatego też, oprócz usprawnienia czyszczenia przed spawaniem, defekty otworów można również zredukować poprzez optymalizację zmian mocy lasera.

Moduł akumulatorowy można rozumieć jako połączenie ogniw litowo-jonowych połączonych szeregowo i równolegle i jest wyposażony w pojedyncze urządzenie do monitorowania i zarządzania akumulatorem. Konstrukcja modułu akumulatorowego często decyduje o wydajności i bezpieczeństwie zestawu akumulatorowego. Jego struktura musi wspierać, mocować i chronić komórkę. Jednocześnie kwestią będzie, w jaki sposób spełnić wymagania dotyczące przetężenia, jednorodności prądu, jak zapewnić kontrolę temperatury ogniwa i czy można odciąć poważne nieprawidłowości, aby uniknąć reakcji łańcuchowych itp. kryteria oceny zalet modułu akumulatorowego.

Jednocześnie, ponieważ przenoszenie ciepła w miedzi i aluminium jest bardzo szybkie, a współczynnik odbicia lasera jest bardzo wysoki, grubość arkusza łączącego jest stosunkowo duża, dlatego do osiągnięcia tego konieczne jest użycie lasera o większej mocy spawalniczy.

Obecnie głównymi problemami spawania laserowego w akumulatorach zasilających są wady spawalnicze takie jak pory, pęknięcia, złe otwory formujące i strzałowe. Wady te prowadzą do zmniejszenia wytrzymałości, szczelności i przewodności akumulatora, co skutkuje szeregiem problemów związanych z bezpieczeństwem, takich jak eksplozja, wyciek i przegrzanie akumulatora. Aby rozwiązać te problemy, wiele badań koncentruje się na optymalizacji procesu, dostosowaniu mocy spawania laserowego, szerokości impulsu, prędkości spawania, ilości rozogniskowania i innych parametrów, które mogą skutecznie zmniejszyć wady.

Nietrudno zauważyć, że proces spawania akumulatora zasilającego przebiega prawidłowo, a każdy drobny problem będzie miał wpływ na wydajność i bezpieczeństwo kolejnego, gotowego akumulatora. Dlatego wysokiej jakości materiały i wysokiej jakości przyrządy do spawania laserowego są podstawą zapewnienia powodzenia procesu spawania. Inteligentna technologia, reprezentowana przez planowanie ścieżki spawania laserowego, identyfikację spoin, identyfikację defektów, monitorowanie jakości itp., jest również jednym z przyszłych gorących punktów badawczych.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. to zaawansowane technologicznie przedsiębiorstwo specjalizujące się w badaniach i rozwoju, produkcji i sprzedaży automatycznej maszyny do napawania laserowego, szybkiej maszyny do napawania laserowego, maszyny do hartowania laserowego, spawarki laserowej i laserowego sprzętu do drukowania 3D. Nasze produkty są tanie i sprzedawane w kraju i za granicą. Jeśli interesują Cię nasze produkty, skontaktuj się z nami pod adresem bob@gshenglaser.com.