Strāvas akumulatoru lāzermetināšanas tehnoloģijas pašreizējais stāvoklis un attīstības perspektīvas

Ņemot vērā jauno enerģijas transportlīdzekļu nozares straujo attīstību, jaudas akumulatori kā visas transportlīdzekļa sistēmas galvenā enerģijas vienība tieši nosaka kopējo transportlīdzekļa veiktspējas līmeni ar to drošību, uzticamību un konsekvenci. No atsevišķām šūnām līdz moduļiem un pēc tam līdz visam akumulatoram – metināšanas kvalitāte ir viens no galvenajiem faktoriem, kas ietekmē akumulatora darbības laiku, drošības veiktspēju un ražīgumu liela mēroga ražošanā. Starp dažādām metināšanas metodēm lāzermetināšana, pateicoties tās augstajam enerģijas blīvumam, augstajai precizitātei un augstajām automatizācijas iespējām, ir kļuvusi par neaizstājamu galveno procesu akumulatoru ražošanā.

 

 

Lai apmierinātu jauno enerģijas transportlīdzekļu vieglā svara un augsta{0}}enerģijas blīvuma attīstības vajadzības, alumīnija sakausējuma materiāli parasti tiek izmantoti akumulatora konstrukciju komponentiem. Tādas sastāvdaļas kā elementu apvalki, pārsegi un kopnes parasti izmanto 1-sērijas vai 3. sērijas alumīnija sakausējumus, kam ir laba vadītspēja, izturība pret koroziju un formējamība. Dažās vietās, kur nepieciešama augsta vadītspēja, tiek izmantoti vara vai alumīnija-vara kompozītmateriāli.

 

Tomēr pašiem alumīnija sakausējumiem ir augsta ķīmiskā reaktivitāte, augsta siltumvadītspēja un augsts lineārās izplešanās koeficients, un to virsma viegli veido blīvu oksīda plēvi, padarot tos ļoti jutīgus pret tādiem defektiem kā porainība, šļakatas, plīsumi un karstas plaisas metināšanas laikā. Turklāt alumīnija-vara dažādu materiālu savienojumos var veidoties trausli starpmetālu savienojumi, kas samazina savienojuma izturību. Šīs materiāla īpašības izvirza ārkārtīgi augstas prasības enerģijas kontrolei, formas stabilitātei un metināšanas procesa konsekvencei.

 

 

Jaudas akumulatoru ražošana parasti ietver trīs galvenos posmus: šūnu, moduli un pakotni. Akumulatora bloka ārējais apvalks galvenokārt nodrošina strukturālu atbalstu un aizsardzību, parasti izmantojot biezākus alumīnija sakausējuma profilus, un tā metināšanu galvenokārt veic, izmantojot loka metināšanu vai berzes metināšanu.

 

Turpretim šūnu un moduļu iekšējās sastāvdaļas ir maza izmēra, tām ir precīzas struktūras, un tām ir nepieciešams šaurs metinājuma attālums, kas apgrūtina tradicionālās metināšanas metodes līdzsvarot metināšanas kvalitāti un ražošanas ātrumu. Lāzermetināšana ar savu lielo jaudas blīvumu, labu pieejamību un bezkontakta apstrādes īpašībām ir kļuvusi par vēlamo procesu akumulatoru elementu korpusiem, vākiem, sprādziendrošiem vārstiem, kopnēm un citiem komponentiem. To plaši izmanto prizmatiskās akumulatoru konstrukcijās ar alumīnija-korpusu, piemēram, strāvas akumulatora pārsega plāksnēm, litija-jonu akumulatora pārsega plāksnēm un litija akumulatoru alumīnija korpusiem.

 

 

Akumulatoru korpusi un vāki galvenokārt tiek izmantoti, lai noslēgtu elektrolītu un nodrošinātu stabilu strukturālu atbalstu iekšējiem elektrodiem. Metināšanas kvalitāte tieši nosaka akumulatora blīvējuma veiktspēju un spiediena izturību. Parastie materiāli ietver Al3003 alumīnija sakausējumu, kura biezums parasti ir no 0,3 līdz 0,5 mm. Šajā jomā bieži tiek izmantoti kompozītu lāzera vai gredzenveida lāzera metināšanas procesi.

 

Faktiskajā ražošanā šīm šuvēm ir tendence uz tādiem defektiem kā nepilnīga iespiešanās, porainība, sabrukšana un šļakatas. Racionāli kontrolējot siltuma ievadi, metināšanas ātrumu un lāzera enerģijas sadalījumu, iespiešanās dziļumu var efektīvi stabilizēt un izpildīt spiediena pretestības prasības. Pateicoties tehnoloģiju attīstībai, impulsa viļņu formas modulācija un nepārtraukta ātrgaitas lāzermetināšana ir pakāpeniski kļuvuši par plaši izplatītiem risinājumiem, ievērojami uzlabojot ražošanas efektivitāti, vienlaikus uzlabojot metinājuma viendabīgumu.

 

Lai vēl vairāk uzlabotu metinājuma iekšējo kvalitāti, akumulatora korpusa metināšanā ir ieviesta galvanometra skenējošā metināšana un lāzera svārstību tehnoloģija. Izkausētā baseina dinamiskā maisīšana paātrina burbuļu izplūšanu un uzlabo graudu struktūru, tādējādi uzlabojot metinājuma savienojuma mehāniskās īpašības un blīvēšanas uzticamību. Šos procesus plaši izmanto strukturālo komponentu, piemēram, prizmatisku šūnu alumīnija apvalku un alumīnija akumulatoru vāku ražošanā.

 

 

Sprādziendrošas{0}}vārsti ir svarīgas jaudas akumulatoru drošības sistēmu sastāvdaļas. Ja akumulatora iekšējais spiediens neparasti palielinās, kontrolēts pārrāvums izdala gāzi, novēršot termisku izplūdi un eksploziju. Sprādziendrošus -vārstus parasti izgatavo no tīra alumīnija loksnēm, kuru biezums ir tikai 0,08–0,1 mm, un tie ir īpaši jutīgi pret metināšanas siltuma ievadi.

 

Lāzermetināšanas laikā pārmērīgi liels jaudas blīvums var viegli izraisīt sprādziendrošā vārsta pārkaršanu un perforāciju, savukārt spēcīga gāzes izplūde no izkausētā baseina var izraisīt poru defektus. Optimizējot lāzera viļņu formas dizainu, ieviešot īsu-ilguma maksimuma vērtību metināšanas sākotnējā posmā, lai uzlabotu materiāla absorbciju, un pakāpeniski samazinot enerģijas izvadi turpmākajos posmos, var efektīvi novērst-caurdegšanu, vienlaikus nodrošinot metināšanas integritāti.

 

Turklāt pirms-metināšanas tīrīšanas pastiprināšana, lai samazinātu eļļas atlikumu un mitrumu, un montāžas spraugu kontrole, izmantojot saprātīgu metināšanas secību, ir svarīgi līdzekļi porainības defektu samazināšanai. Šie procesa optimizācijas pasākumi ir veiksmīgi izmantoti tādās struktūrās kā litija akumulatora augšējais vāciņš, kas paredzēts prizmatiskām akumulatoru elementiem.

 

 

Strauji paplašinoties jauno enerģijas transportlīdzekļu un enerģijas uzglabāšanas tirgum, pieprasījums pēc augstas{0}}konsekvences un augstas-uzticamības metināšanas procesiem jaudas akumulatoriem turpina pieaugt. Lāzermetināšanas tehnoloģiju nākotnes attīstības virziens galvenokārt koncentrējas uz šādiem aspektiem:

 

Pirmkārt, lāzera avotu pielietošana ar lielāku jaudas blīvumu un precīzāku enerģijas kontroli, lai apmierinātu plānāku un sarežģītāku konstrukciju metināšanas vajadzības; otrkārt, metināšanas procesa tiešsaistes uzraudzība un slēgtā{0}}cilpas kontrole, lai uzlabotu metināšanas stabilitāti, reāllaikā{1}}nosakot izkusušās masas stāvokli; un treškārt, procesa optimizācija dažādu materiālu, piemēram, alumīnija un vara savienošanai, lai apmierinātu jaunu akumulatoru konstrukciju un kompozītmateriālu komponentu, piemēram, vara un alumīnija bimetāla bipolāru plākšņu, izstrādes vajadzības.

 

Tikmēr, turpinot plaši izmantot prizmatiskas akumulatoru struktūras jaunos enerģijas transportlīdzekļos, lāzermetināšanas procesu standartizācija un liela mēroga{0}}pielietošana tādām sastāvdaļām kā alumīnija sakausējuma prizmatiskie akumulatoru korpusi, akumulatoru alumīnija korpusi un atkārtoti uzlādējami alumīnija apvalki kļūs par svarīgu virzienu nozares tehnoloģiskajā attīstībā.

 

 

Lāzermetināšanas tehnoloģija ir dziļi integrēta visā strāvas akumulatoru ražošanas procesā, nodrošinot būtisku atbalstu augstas drošības, augstas konsekvences un augstas efektivitātes ražošanas nodrošināšanai. Nepārtraukti attīstoties materiālu sistēmām, konstrukciju projektēšanai un ražošanas tempam, lāzermetināšanai joprojām būs galvenā lomaAlumīnija -korpusa barošanas akumulatoriun demonstrēs plašākas pielietojuma perspektīvas nākotnes jaunajā enerģētikas nozarē.