Jaudas bateriju ražošanas procesu analīze: lāzera metināšanas tehnoloģijas pielietojums un attīstība

Strauji attīstoties jauno enerģijas transportlīdzekļu un enerģijas uzglabāšanas nozarēm, jaudas akumulatori kā galvenie komponenti saskaras ar ievērojamām problēmām ražošanas precizitātes un metināšanas kvalitātes ziņā, kas tieši ietekmē sistēmas drošību, cikla kalpošanas laiku un enerģijas blīvumu. Plaši ieviešot prizmatiskās, cilindriskās un maisiņšūnu tehnoloģijas, lāzermetināšana ar savu augsto efektivitāti, augstu precizitāti un zemo termisko ietekmi ir kļuvusi par neaizstājamu un kritisku soli enerģijas akumulatoru ražošanā.

 

 

 

No šūnām līdz moduļiem līdz komplektiem, katrs ražošanas process jaudas akumulatoru sistēmā ietver sarežģītus materiālu savienošanas procesus. Lāzermetināšanu galvenokārt izmanto šādās jomās:

 

Šūnu cilpiņu un cilpiņu metināšana;

elementu iepriekšēja-metināšana korpusos un korpusu blīvēšana;

Strāvas akumulatora pārsega plāksnes augšējā vāka metināšana un sprādziendrošā{0}}vārsta blīvēšana;

Savienotāju un konstrukcijas komponentu metināšana akumulatora moduļa un paketes posmos.

 

Šīs šuves ietver galvenās konstrukcijas sastāvdaļas, piemēram, akumulatoru alumīnija vāciņu, litija akumulatora augšējo vāciņu un vara un alumīnija bimetāla bipolāro plāksni. Šīs metināšanas šuves izvirza ārkārtīgi augstas prasības lāzermetināšanai attiecībā uz termisko kontroli, enerģijas blīvumu un precizitāti.

 

 

Jaudas akumulatoru korpusi un vāciņi parasti ir izgatavoti no alumīnija sakausējumiem (piemēram, Al3003). To galvenā funkcija ir iekapsulēt elektrolītu un nodrošināt strukturālu atbalstu elektrodu plāksnēm.

Metinātās šuves blīvēšanas īpašības tieši nosaka akumulatora hermētiskumu, spiedes izturību un ilgtermiņa stabilitāti.

 

Prizmatisko akumulatoru ražošanā izplatītas struktūras ietver:

Prizmatisks litija bateriju vāks

Prizmatisks litija bateriju nojume

Prizmatisks litija bateriju pielikums

 

Metināšanas procesus parasti iedala sānu metināšanā un augšējā metināšanā:

Sānu metināšana:Efektīvi novērš šļakatu iekļūšanu akumulatora šūnā, taču nepieciešama augsta materiāla virsmas tīrība un lāzera stabilitāte.

Augšējā metināšana:Augsta ražošanas efektivitāte un viegla automatizēta integrācija, taču, lai izvairītos no šūnu piesārņojuma, nepieciešama stingra siltuma ievades un metināšanas baseina morfoloģijas kontrole.

 

Jaunu zilo vai zaļo hibrīdu lāzeru pielietošana ir ievērojami uzlabojusi alumīnija sakausējuma metināšanas absorbcijas ātrumu, efektīvi samazinot porainību un nepilnīgu iespiešanos, kā arī palielinot alumīnija akumulatoru pārsegu un alumīnija akumulatoru kastes pārsegu metināšanas ražību līdz vairāk nekā 95%.
 

 

 

 

1. Termināla metināšana

Jaudas akumulatora spailes parasti sastāv no pozitīva alumīnija un negatīva vara, kas kalpo kā kritiskais tilts strāvas vadīšanai. Metināšanas procesam vienlaikus jāatbilst augstām vadītspējas un izturības prasībām.

Apvienojot elektrisko kontaktu štancēšanas tehnoloģiju ar lāzera precīzo metināšanu, var sasniegt termināla stiepes izturību, kas ir lielāka par vai vienāda ar 500 MPa, novēršot poru vai piemaisījumu radītus "sprādziena caurumus".

 

2. Sprādzienbīstama-vārstu metināšana

Sprādziendrošais-vārsts ir plānas -sienu konstrukcija uz akumulatora pārsega plāksnes, kas darbojas kā spiediena samazināšanas vārsts. Kad akumulatora iekšējais spiediens pārsniedz drošu līmeni, vārsts plīst, lai novērstu sprādzienu.

 

Lāzermetināšanai ir nepieciešama pilnībā noslēgta šuve uz 8 mm biezas alumīnija loksnes ar pārrāvuma spiedienu no 0,4 līdz 0,7 MPa. Šis process izvirza ārkārtīgi augstas prasības enerģijas kontrolei, siltuma -ietekmētajām zonām un metinājuma konsistencei.

 

 

Adapteri un elastīgie savienotāji ir galvenie komponenti, kas savieno akumulatora elementus, vākus un spailes. Lāzermetināšana nodrošina zemu-pretestību vadītspējīgu ceļu un bez šļakatām-piesārņojuma, jo īpaši augsti vadošos komponentos, piemēram, vara štancēšanas daļās ar kniedētiem sudraba kontaktiem vai sudraba kontakta kniedētās vara štancēšanas daļās.

 

Moduļu{0}}līmeņa montāžā kompozītmateriālu konstrukcijām, piemēram, vara štancēšanas daļām ar kniedētiem sudraba kontaktiem un vara presētiem komponentiem, ir nepieciešama lielas -jaudas lāzera caurlaides metināšana, lai nodrošinātu stabilu saikni starp 2 mm-biezajiem vara un alumīnija savienotājiem un atbilstu pakas līmeņa augstām strāvas slodzes prasībām.

 

 

Nepārtraukta inovācija lāzera metināšanas tehnoloģijā ir nodrošinājusi kvalitatīvu lēcienu jaudas akumulatoru ražošanā drošības, uzticamības un enerģijas blīvuma ziņā.

Lāzermetināšana ir kļuvusi par kritisku ražošanas procesu, lai nodrošinātu izstrādājuma konsekvenci un augstu veiktspēju, sākot no prizmatisku akumulatoru elementu augšējā vāka, litija{0}}jonu akumulatoru pārsega plāksnēm un beidzot ar akumulatora pārsega plāksnēm un ar tām saistītajām alumīnija sakausējuma pārklājuma plākšņu konstrukcijām.

 

Nākotnē, turpinot progresu viedajā metināšanā un vietējā ražojuma iekārtās, jaudas akumulatoru korpusu, pārsegu un spaiļu ražošana turpinās virzīties uz augstu precizitāti, augstu uzticamību un videi draudzīgumu, nodrošinot spēcīgāku dzinējspēku jauno enerģijas transportlīdzekļu nozarei.