آیا از فرآیند جوشکاری لیزری باتری های برق می دانید؟

توسعه فوران وسایل نقلیه با انرژی جدید در دو سال گذشته توجه بیشتر و بیشتری را از دنیای خارج به خود جلب کرده است، نه تنها تاثیر مصرف، بلکه در زمینه صنعتی نیز، روند فناوری به رهبری وسایل نقلیه انرژی جدید نیز به یک تبدیل شده است. نیروی قدرتمندی که نمی توان نادیده گرفت. امروز قصد داریم در مورد فرآیند جوشکاری لیزری که بر روی باتری، هسته انرژی وسایل نقلیه انرژی جدید اعمال می شود، صحبت کنیم.

با افزایش فروش خودروهای انرژی نو، ظرفیت نصب شده باتری های برق نیز به سرعت رشد کرده است. داده ها نشان می دهد که در سال 2021، فروش خودرو انرژی جدید چین از 3.521 میلیون، افزایش 157.5%; ظرفیت نصب شده باتری های برق به 154.5 گیگاوات ساعت رسید که 142.8 درصد افزایش داشت. تولید کنندگان باتری ظرفیت تولید خود را افزایش داده اند، آکادمیک اویانگ مینگگائو در خودروی الکتریکی 100 کارشناسان گفت که تا سال 2025، ظرفیت تولید باتری قدرت چین به 3000 گیگاوات ساعت خواهد رسید. در فرآیند تولید باتری های برقی، هزینه کم، کیفیت بالا و راندمان بالا سه هدف عمده ای است که توسط شرکت های تولیدی دنبال می شود، بنابراین فرآیند فنی و تجهیزات هوشمندی که بتواند به این سه هدف دست یابد، مورد پسند تولیدکنندگان باتری قرار می گیرد.

داخل باتری قدرت نیز یک سیستم کامل پیچیده است، از سلول باتری، ماژول باتری و بسته باتری، پس از یک فرآیند تولید، و در نهایت در یک سیستم باتری کامل مونتاژ می شود. در میان آنها، اتصال بین مواد و مواد، ماژول ها و ماژول ها، و ساختارهای بسته باتری شامل یک فرآیند جوشکاری بسیار سخت است -جوش لیزری.

انتخاب معقول روش‌ها و فرآیندهای جوشکاری در فرآیند تولید باتری‌های قدرت مستقیماً بر هزینه، کیفیت، ایمنی و قوام باتری تأثیر می‌گذارد. بعد، محتوای جوش باتری نیرو را مرتب کنید.

باتری برق به دو دسته مربع، استوانه ای و بسته نرم تقسیم می شود. در حال حاضر، در تولید باتری های برق، استفاده از جوش لیزری عمدتاً شامل موارد زیر است:

فرآیند میانی:جوش گوش قطب (از جمله پیش جوش)، جوش نقطه ای تسمه قطب، پیش جوش باتری در پوسته، جوش آب بندی پوشش بالای پوسته، جوش آب بندی پورت تزریق مایع و غیره.

پس از فرآیند:از جمله جوشکاری صفحه اتصال ماژول باتری PACK، و همچنین صفحه پوشش پشتی ماژول در جوشکاری شیر ضد انفجار.

پوسته و صفحه پوشش باتری قدرت نقش محصور کردن الکترولیت و مواد الکترود حمایت کننده را ایفا می کند و یک محیط بسته پایدار برای ذخیره و آزادسازی انرژی الکتریکی فراهم می کند و کیفیت جوش مستقیماً سفتی و مقاومت فشاری باتری را تعیین می کند. بنابراین بر عمر و عملکرد ایمنی باتری تأثیر می گذارد. پوسته باتری عمدتاً از آلیاژ آلومینیوم Al3003 ساخته شده است که ضخامت آن معمولاً بین 0.6 تا 0.8 میلی متر است و معمولاً از جوشکاری لیزری پالسی کم مصرف استفاده می شود. محل اتصال پوسته و صفحه پوششی در شکل نشان داده شده است که عمده مشکلات کیفی جوش لیزر عدم نفوذ، تخلخل و بستر می باشد که باعث کاهش سفتی باتری می شود.

قطب باتری صفحه تماس مثبت و منفی باتری است، به طور کلی، الکترود مثبت از آلومینیوم استفاده می کند و الکترود منفی از مس استفاده می کند و نقش آن این است که قطب باتری را از طریق ورق اتصال جوش داده و یک سری تشکیل دهد. و مدار موازی برای تشکیل یک ماژول باتری.

شیر ضد انفجار یک بدنه شیر با دیواره نازک روی صفحه آب بندی باتری است. هنگامی که فشار داخلی باتری از مقدار مشخص شده بیشتر می شود، بدنه شیر ضد انفجار ابتدا می شکند و تخلیه می شود تا فشار آزاد شود و از ترکیدن باتری جلوگیری شود. ساختار شیر ضد انفجار مبتکرانه است و دو ورقه فلزی آلومینیومی با شکل خاصی با جوش لیزری محکم جوش داده می شوند. هنگامی که فشار داخل باتری به مقدار مشخصی افزایش می یابد، ورق آلومینیومی از موقعیت شیار طراحی شده می شکند و از انبساط بیشتر باتری و ایجاد انفجار جلوگیری می کند. بنابراین، این فرآیند دارای الزامات بسیار سختگیرانه ای برای فرآیند جوشکاری لیزری است که نیاز به آب بندی جوش، کنترل دقیق گرمای ورودی و اطمینان از پایداری مقدار فشار آسیب جوش در محدوده خاصی دارد (به طور کلی 0). 4~{6}}.7MPa)، خیلی بزرگ یا خیلی کوچک تأثیر زیادی بر ایمنی باتری خواهد داشت.

صفحه آداپتور و اتصال نرم اجزای کلیدی برای اتصال صفحه پوشش باتری و سلول باتری هستند. همچنین باید جریان اضافی، استحکام و نیازهای پاشش کم باتری را در نظر گرفت، بنابراین باید در فرآیند جوشکاری با صفحه پوششی عرض جوش کافی وجود داشته باشد و برای جلوگیری از کوتاهی باتری، نیازی به ریزش ذرات روی باتری نباشد. مدارها به عنوان یک ماده الکترود منفی، مس یک ماده معکوس بالا با نرخ جذب کم است که برای جوشکاری به چگالی انرژی بالاتری نیاز دارد و آخرین لیزر کامپوزیت نور آبی می تواند مشکلات فرآیند سنتی مانند معکوس بالا و پاشش را حل کند.

قطب روی صفحه پوشش باتری به دو دسته باتری داخلی و اتصال باتری خارجی تقسیم می شود. اتصال داخلی باتری جوش قطب سلول و قطب پوشش است. اتصال خارجی باتری به این صورت است که قطب باتری از طریق ورق اتصال جوش داده می شود تا یک مدار سری و موازی برای تشکیل ماژول باتری ایجاد شود.

مشکل اصلی جوش لیزری باتری نیز نقص سوراخ است و دلیل آن مشابه شیر ضد انفجار است. جوش قطب اساساً سطح جفت شدن بلوک انتقال آلومینیوم و قطب است و قطر سوراخ بلوک آلومینیومی تنها حدود 6 میلی متر است که باعث می شود ناخالصی هایی مانند روغن پرس و ماده تمیز کننده را بسیار آسان نگه دارد. نور لیزر با چگالی انرژی بالا باعث افزایش دمای جوش و در نتیجه تبخیر سریع ناخالصی های باقی مانده در قطب می شود و حباب ها فرار کرده و بر کشش سطحی حوضچه جوش غلبه می کنند و حوضچه جوش را ترک می کنند و در نتیجه سوراخ ایجاد می شود. عیوب. در این فرآیند، تغییر سریع توان لیزر پالسی بیشتر تمایل به تشکیل سوراخ های انفجار را افزایش می دهد. بنابراین، علاوه بر افزایش تمیز کردن قبل از جوشکاری، عیوب سوراخ ها را نیز می توان با بهینه سازی تغییرات توان لیزر کاهش داد.

ماژول باتری را می توان به عنوان ترکیبی از سلول های لیتیوم یون به صورت سری و موازی درک کرد و به یک دستگاه نظارت و مدیریت باتری مجهز شده است. طراحی ساختاری ماژول باتری اغلب عملکرد و ایمنی یک بسته باتری را تعیین می کند. ساختار آن باید از سلول پشتیبانی، تثبیت و محافظت کند. در عین حال، چگونگی برآوردن الزامات جریان اضافه، یکنواختی جریان، نحوه برآورده کردن کنترل دمای سلول، و اینکه آیا ناهنجاری های جدی وجود دارد را می توان قطع کرد، برای جلوگیری از واکنش های زنجیره ای و غیره، مواردی خواهد بود. معیارهایی برای قضاوت در مورد شایستگی ماژول باتری.

در عین حال، از آنجایی که انتقال حرارت مس و آلومینیوم بسیار سریع است و بازتاب لیزر بسیار بالا است، ضخامت ورق اتصال نسبتاً زیاد است، بنابراین لازم است از لیزر با توان بالاتر برای دستیابی استفاده شود. جوشکاری

در حال حاضر عمده ترین مشکلات جوش لیزری در باتری های برق، عیوب جوش مانند منافذ، ترک، شکل دهی ضعیف و سوراخ های انفجار می باشد. این عیوب منجر به کاهش قدرت، سفتی و رسانایی باتری و در نتیجه یک سری مشکلات ایمنی مانند انفجار باتری، نشتی و گرمایش می شود. برای حل این مشکلات، تعداد زیادی از مطالعات بر روی بهینه‌سازی فرآیند تمرکز می‌کنند، تنظیم توان جوشکاری لیزر، عرض پالس، سرعت جوش، مقدار تمرکززدایی و سایر پارامترها می‌توانند به طور موثری عیوب را کاهش دهند.

دیدن اینکه فرآیند جوشکاری باتری برق کار خوبی است کار دشواری نیست و هر مشکل کوچکی بر عملکرد و ایمنی باتری تمام شده برق بعدی تأثیر می گذارد. بنابراین، مواد با کیفیت بالا و ابزار جوش لیزری با کیفیت بالا، مبنایی برای اطمینان از موفقیت فرآیند جوشکاری هستند. فناوری هوشمند که توسط برنامه ریزی مسیر جوشکاری لیزری، شناسایی جوش، شناسایی عیب، نظارت بر کیفیت و غیره نشان داده می شود، نیز یکی از کانون های تحقیقاتی آینده است.

شرکت فناوری لیزر Xi'an Guosheng یک شرکت با فناوری پیشرفته متخصص در تحقیق و توسعه، ساخت و فروش دستگاه روکش لیزری اتوماتیک، دستگاه روکش لیزری پرسرعت، دستگاه خاموش کننده لیزر، دستگاه جوش لیزری و تجهیزات چاپ سه بعدی لیزری است. محصولات ما مقرون به صرفه هستند و در داخل و خارج از کشور به فروش می رسند. اگر به محصولات ما علاقه مند هستید، لطفاً با ما در bob@gshenglaser.com تماس بگیرید.