Tahukah Anda Proses Pengelasan Laser Pada Baterai Listrik

Ledakan perkembangan kendaraan energi baru dalam dua tahun terakhir semakin menarik perhatian dunia luar, tidak hanya dampak konsumsinya, tetapi juga di bidang industri, tren teknologi yang dipimpin oleh kendaraan energi baru juga telah berkembang menjadi sebuah kekuatan dahsyat yang tidak dapat diabaikan. Hari ini kita akan berbicara tentang proses pengelasan laser yang diterapkan pada baterai, inti daya kendaraan energi baru.

Dengan meningkatnya penjualan kendaraan energi baru, kapasitas terpasang baterai juga meningkat pesat. Data menunjukkan bahwa pada tahun 2021, penjualan kendaraan energi baru Tiongkok sebesar 3,521 juta, meningkat 157,5%; Kapasitas terpasang daya baterai mencapai 154,5GWh, meningkat 142,8%. Produsen baterai telah memperluas kapasitas produksinya, Akademisi Ouyang Minggao di bidang kendaraan listrik 100 ahli mengatakan bahwa pada tahun 2025, kapasitas produksi baterai listrik Tiongkok akan mencapai 3000GWh. Dalam proses pembuatan baterai tenaga, biaya rendah, kualitas tinggi, dan efisiensi tinggi adalah tiga tujuan utama yang dikejar oleh perusahaan manufaktur, oleh karena itu, proses teknis dan peralatan cerdas yang dapat mencapai ketiga tujuan ini disukai oleh produsen baterai.

Bagian dalam baterai daya juga merupakan sistem yang sangat kompleks, mulai dari sel baterai, modul baterai, dan paket baterai, setelah melalui proses pembuatan, dan akhirnya dirangkai menjadi sistem baterai daya yang utuh. Diantaranya, sambungan antara material dan material, modul dan modul, serta struktur paket baterai melibatkan proses pengelasan yang sangat menuntut -pengelasan laser.

Pemilihan metode dan proses pengelasan yang wajar dalam proses pembuatan baterai listrik akan secara langsung mempengaruhi biaya, kualitas, keamanan dan konsistensi baterai. Selanjutnya memilah isi daya las aki.

Baterai daya dibagi menjadi baterai persegi, silinder, dan paket lunak. Saat ini, dalam produksi baterai listrik, penggunaan pengelasan laser terutama meliputi:

Proses tengah:pengelasan telinga tiang (termasuk pra-pengelasan), pengelasan titik pada sabuk tiang, pra-pengelasan baterai ke dalam cangkang, pengelasan penyegelan penutup atas cangkang, pengelasan penyegelan pada port injeksi cairan, dll.

Setelah proses:termasuk pengelasan pelat sambungan modul PACK baterai, serta pelat penutup belakang modul pada pengelasan katup tahan ledakan.

Cangkang dan pelat penutup baterai daya berperan merangkum elektrolit dan bahan elektroda pendukung, menyediakan lingkungan tertutup yang stabil untuk penyimpanan dan pelepasan energi listrik, dan kualitas pengelasan secara langsung menentukan kekencangan dan kekuatan tekan baterai, sehingga mempengaruhi kinerja masa pakai dan keselamatan baterai. Cangkang baterai sebagian besar terbuat dari paduan aluminium Al3003, yang ketebalannya umumnya antara 0,6 dan 0,8 mm, dan umumnya digunakan pengelasan laser berdenyut berdaya rendah. Posisi sambungan cangkang dan pelat penutup ditunjukkan pada gambar, di mana masalah kualitas utama las laser adalah non-penetrasi, porositas, dan lapisan, yang akan mengurangi kekencangan baterai.

Kutub aki merupakan pelat kontak positif dan negatif aki, secara umum elektroda positif menggunakan alumunium, dan elektroda negatif menggunakan tembaga, dan peranannya adalah membuat tiang aki dilas melalui lembaran sambungan hingga membentuk rangkaian. dan rangkaian paralel untuk membentuk modul baterai.

Katup tahan ledakan adalah badan katup berdinding tipis pada pelat penyegel baterai. Ketika tekanan internal baterai melebihi nilai yang ditentukan, badan katup tahan ledakan akan pecah dan mengempis terlebih dahulu untuk melepaskan tekanan dan menghindari baterai meledak. Struktur katup tahan ledakan sangat cerdik, dan dua lembaran logam aluminium dengan bentuk tertentu dilas dengan kuat dengan pengelasan laser. Ketika tekanan di dalam baterai naik ke nilai tertentu, lembaran aluminium akan pecah dari posisi alur yang dirancang, mencegah baterai mengembang lebih jauh dan menyebabkan ledakan. Oleh karena itu, proses ini memiliki persyaratan yang sangat ketat untuk proses pengelasan laser, mengharuskan lasan disegel, mengontrol masukan panas secara ketat, dan memastikan bahwa nilai tekanan kerusakan las stabil dalam kisaran tertentu (umumnya 0. 4~0.7MPa), terlalu besar atau terlalu kecil akan berdampak besar pada keamanan baterai.

Pelat adaptor dan sambungan lunak adalah komponen kunci untuk menghubungkan pelat penutup baterai dan sel baterai. Hal ini juga harus mempertimbangkan persyaratan arus berlebih, kekuatan, dan percikan baterai yang rendah, sehingga perlu ada lebar las yang cukup dalam proses pengelasan dengan pelat penutup, dan tidak boleh ada partikel yang jatuh pada baterai untuk menghindari baterai pendek. sirkuit. Sebagai bahan elektroda negatif, tembaga adalah bahan invers tinggi dengan tingkat penyerapan rendah, yang memerlukan kepadatan energi lebih tinggi untuk mengelas saat pengelasan dan laser komposit cahaya biru terbaru dapat memecahkan masalah proses tradisional seperti invers tinggi dan hujan rintik-rintik.

Tiang pada pelat penutup baterai dibagi menjadi baterai internal dan sambungan baterai eksternal. Sambungan internal baterai adalah pengelasan tiang sel dan tiang penutup; Sambungan luar baterai adalah tiang baterai dilas melalui lembar sambungan sehingga membentuk rangkaian seri dan paralel sehingga membentuk modul baterai.

Masalah utama pengelasan laser baterai juga adalah cacat lubang, dan alasannya mirip dengan katup tahan ledakan. Lasan tiang pada dasarnya adalah permukaan perkawinan blok transfer aluminium dan tiang, dan diameter lubang blok aluminium hanya sekitar 6 mm, yang membuatnya sangat mudah untuk menahan kotoran seperti minyak stempel dan bahan pembersih. Sinar laser dengan kepadatan energi tinggi menyebabkan suhu pengelasan melonjak, mengakibatkan penguapan cepat dari sisa pengotor di kutub, dan gelembung keluar dan mengatasi tegangan permukaan kolam las meninggalkan kolam las, mengakibatkan lubang. cacat. Dalam proses ini, perubahan cepat daya laser berdenyut semakin meningkatkan kecenderungan terbentuknya lubang peledakan. Oleh karena itu, selain meningkatkan pembersihan pra-pengelasan, cacat lubang juga dapat dikurangi dengan mengoptimalkan variasi daya laser.

Modul baterai dapat dipahami sebagai kombinasi sel lithium-ion secara seri dan paralel dan dilengkapi dengan perangkat pemantauan dan manajemen baterai tunggal. Desain struktural modul baterai sering kali menentukan kinerja dan keamanan paket baterai. Strukturnya harus menopang, memperbaiki dan melindungi sel. Pada saat yang sama, bagaimana memenuhi persyaratan arus lebih, keseragaman arus, bagaimana memenuhi kontrol suhu sel, dan apakah ada kelainan serius yang dapat dihentikan, untuk menghindari reaksi berantai, dll., akan menjadi hal yang penting. kriteria untuk menilai manfaat modul baterai.

Pada saat yang sama, karena perpindahan panas tembaga dan aluminium sangat cepat, dan reflektifitas laser sangat tinggi, ketebalan lembaran penghubung relatif besar, sehingga perlu menggunakan laser berkekuatan lebih tinggi untuk mencapainya. pengelasan.

Saat ini, masalah utama pengelasan laser pada baterai listrik adalah cacat pengelasan seperti pori-pori, retakan, pembentukan yang buruk, dan lubang peledakan. Cacat ini menyebabkan berkurangnya kekuatan, kekencangan, dan konduktivitas baterai, yang mengakibatkan serangkaian masalah keselamatan seperti ledakan baterai, kebocoran, dan pemanasan. Untuk mengatasi masalah ini, sejumlah besar penelitian berfokus pada optimasi proses, menyesuaikan kekuatan pengelasan laser, lebar pulsa, kecepatan pengelasan, jumlah pengaburan dan parameter lainnya dapat secara efektif mengurangi cacat.

Tidak sulit untuk melihat bahwa proses pengelasan baterai daya berjalan dengan baik, dan masalah kecil apa pun akan memengaruhi kinerja dan keamanan baterai daya akhir berikutnya. Oleh karena itu, bahan berkualitas tinggi dan instrumen las laser berkualitas tinggi menjadi dasar keberhasilan proses pengelasan. Teknologi cerdas yang diwakili oleh perencanaan jalur pengelasan laser, identifikasi las, identifikasi cacat, pemantauan kualitas, dll., juga merupakan salah satu fokus penelitian di masa depan.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co, Ltd adalah perusahaan teknologi tinggi yang mengkhususkan diri dalam R&D, manufaktur dan penjualan mesin pelapis laser otomatis, mesin pelapis laser berkecepatan tinggi, mesin pendinginan laser, mesin las laser, dan peralatan pencetakan laser 3D. Produk kami hemat biaya dan dijual di dalam negeri dan luar negeri. Jika Anda tertarik dengan produk kami, silakan hubungi kami di bob@gshenglaser.com.