Jaudas bateriju ražošanas process: skaidrota lāzermetināšanas tehnoloģija

Ņemot vērā jauno enerģijas transportlīdzekļu nozares straujo attīstību, jaudas akumulatoru kā transportlīdzekļa galvenās sastāvdaļas ražošanas kvalitāte tieši ietekmē transportlīdzekļa drošību, cikla kalpošanas laiku un enerģijas blīvumu. Strāvas akumulatoru sistēmas parasti sastāv no elementiem, akumulatoru moduļiem un akumulatoru komplektiem (PAK). To iekšējā struktūra ietver daudzus metāla materiālu savienojumus, tostarp elektrodu izciļņus, vadošus savienojumus, akumulatoru korpusus un iekapsulēšanas struktūras. Starp šīm svarīgajām savienojumu saitēm lāzermetināšana ar savu lielo enerģijas blīvumu, bezkontakta apstrādi un augstu automatizācijas pielāgošanās spēju pakāpeniski ir kļuvusi par vienu no svarīgākajiem akumulatoru ražošanas procesiem. Īpaši alumīnija sakausējuma korpusa konstrukcijās, piemēram, akumulatora alumīnija korpusā vai prizmatisko elementu korpusos, ar lāzermetināšanu var iegūt augstas precizitātes noslēgtus savienojumus, nodrošinot stabilu un uzticamu iekapsulēšanas vidi akumulatora iekšpusei.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Strāvas akumulatoru ražošanas process parasti ietver vairākus posmus, piemēram, šūnu ražošanu, vidusposma montāžu un atpakaļ-pakotnes integrāciju. Šajos posmos lāzera metināšana tiek plaši izmantota tādos galvenajos procesos kā cilpmetināšana, elektrodu punktmetināšana, elementu priekšmetināšana, korpusa un augšējā vāka blīvēšanas metināšana un šķidruma iesmidzināšanas portu blīvēšana. Tikmēr pakārtotajā moduļa un PACK montāžas posmā ir jāpabeidz arī tādi procesi kā savienojošo detaļu metināšana, sprādziendrošā vārsta metināšana un akumulatora spailes metināšana. Šīs struktūras bieži ir tieši integrētas strukturālos komponentos, piemēram, alumīnija sakausējuma prizmatiskajos akumulatoru korpusos vai litija jonu akumulatoru elementu alumīnija apvalkos. Tāpēc metināšanas kvalitātei ir izšķiroša nozīme akumulatora blīvēšanā, konstrukcijas stiprībā un termiskajā stabilitātē.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Šūnas struktūrā blīvējošā metināšana starp akumulatora korpusu un pārsega plāksni ir viens no vissvarīgākajiem ražošanas posmiem. Jaudas akumulatoru korpusi parasti ir izgatavoti no 3003. sērijas alumīnija sakausējuma, un to biezums parasti tiek kontrolēts no 0,6 līdz 0,8 mm. Augstas-kvalitātes metināšanas šuves starp korpusu un vāka plāksni var panākt, izmantojot zemas-jaudas impulsu lāzermetināšanu, tādējādi veidojot stabilu, noslēgtu telpu. Prizmatiskām šūnām šī struktūra parasti tiek attēlota kā prizmatiskas šūnas alumīnija apvalks vai alumīnija apvalks prizmatiskajam litija -jonu akumulatoram. Faktiskajā ražošanā metināšanas defekti galvenokārt ietver nepilnīgu iespiešanos, porainību un metinājuma sabrukšanu. Šie defekti tieši ietekmē akumulatora korpusa blīvējuma veiktspēju un spiediena izturību, tādējādi ietekmējot akumulatora darbības laiku un drošību. Akumulatora spailes metināšana ir būtiska savienojuma struktūra strāvas vadīšanai strāvas akumulatoros. Termināli parasti ir sadalīti pozitīvos un negatīvos elektrodos, un pozitīvais elektrods parasti ir izgatavots no alumīnija un negatīvais elektrods no vara.

 

Vairākas šūnas var savienot virknē vai paralēli, izmantojot metināšanas savienotājus, lai izveidotu pilnīgu akumulatora moduli. Termināli parasti ir integrēti ar akumulatora vāciņu un uzstādīti litija elementu alumīnija apvalka vai litija elementu akumulatora alumīnija apvalka augšējā konstrukcijā. Faktiskajā metināšanā termināla metināšanai ir tendence uz defektiem, piemēram, porām, galvenokārt tāpēc, ka metināšanas zonas diametrs ir mazs, kā arī tendence uz netīrumiem, piemēram, štancēšanas eļļai vai tīrīšanas līdzekļiem, palikt. Augsta-enerģijas-blīvuma lāzera apstarošanas rezultātā šie piemaisījumi ātri iztvaiko, veidojot burbuļus, kas izplūst un rada metinājuma tukšumus. Tāpēc pirms-metināšanas tīrīšana un lāzera jaudas līknes optimizācija ir īpaši svarīga.

 

Sprādziendrošā{0}}vārstu metināšana ir svarīga strāvas akumulatoru drošības struktūras sastāvdaļa. Sprādziendrošus -vārstus parasti uzstāda uz akumulatora vāciņa, un to funkcija ir aktīvi plīst un atbrīvot spiedienu, kad neparasti palielinās akumulatora iekšējais spiediens, tādējādi novēršot akumulatora sprādzienus. Sprādziendrošie vārsti parasti ir izgatavoti no diviem alumīnija lokšņu slāņiem, kas ir sametināti kopā ar lāzeru, un to detonācijas spiediens parasti tiek kontrolēts no 0,4 līdz 0,7 MPa. Šī struktūra bieži tiek integrēta jauno enerģijas transportlīdzekļu alumīnija akumulatoru korpusu vai akumulatoru komplektu ar alumīnija korpusiem iepakojumā, tādējādi tai ir nepieciešama ārkārtīgi stingra metinājuma blīvējuma un siltuma ievades kontrole. Pārmērīga vai nepietiekama metināšanas enerģija var izraisīt nestabilu sprūda spiedienu sprādziendrošā vārstā, kas ietekmē akumulatora vispārējo drošības veiktspēju.

 

Akumulatora moduļa ražošanas laikā adaptera metināšana ir būtisks process, kas savieno akumulatora elementu ar vāka plāksni. Adapterim ir nepieciešama ne tikai laba vadītspēja, bet arī jāiztur ievērojamas strāvas slodzes un mehāniskās slodzes. Praktiskajos veidos adapteris parasti tiek piemetināts pie dziļi stiepta alumīnija akumulatora korpusa vai alumīnija korpusa, veidojot stabilu savienojumu ar elementa izciļņiem. Tā kā vara ir zema lāzera absorbcija un augsta atstarošanās spēja, vara-alumīnija atšķirīgu metālu metināšanas laikā ir nepieciešams lielāks enerģijas blīvums, lai nodrošinātu metinājuma iespiešanos un savienojuma stiprību. Vienlaikus ir nepieciešama stingra šļakatu kontrole, lai novērstu daļiņu iekļūšanu akumulatora elementā un īssavienojumu izraisīšanu.

 

Jaudas akumulatoru bloku sistēmās akumulatoru moduļu metināšanas kvalitāte tieši ietekmē visas sistēmas pašreizējo vienmērīgumu un siltuma pārvaldības veiktspēju. Akumulatora modulis sastāv no vairākām sērijveidā un paralēli savienotām šūnām, un uzraudzībai un aizsardzībai ir nepieciešama arī akumulatora pārvaldības sistēma (BMS). Šajā sarežģītajā struktūrā savienojošo detaļu metināšanai parasti ir nepieciešamas lielas -jaudas lāzera iekārtas, lai panāktu biezu vara vai alumīnija materiālu stabilu metināšanu. Piemēram, liela mēroga -enerģijas uzkrāšanas sistēmās vai jaunos enerģijas transportlīdzekļu komplektos savienojošo konstrukciju parasti uzstāda alumīnija apvalka konstrukcijā litija dzelzs fosfāta elementiem vai alumīnija apvalku prizmatiskajam litija jonu akumulatoram, lai nodrošinātu moduļa konstrukcijas izturību un elektrisko uzticamību.

 

Lai gan lāzermetināšanai ir ievērojamas priekšrocības jaudas bateriju ražošanā, alumīnija sakausējumu materiālu metināšanā joprojām pastāv vairākas tehniskas problēmas. Pirmkārt, ir porainības problēma. Pateicoties augstajai ūdeņraža šķīdībai izkausētā alumīnija sakausējuma baseinā, ātras sacietēšanas laikā viegli veidojas ūdeņraža poras. Turklāt cauruma sabrukšana lāzermetināšanas laikā var radīt porainības defektus. Otrkārt, pastāv karstās plaisāšanas problēma. Tā kā alumīnija sakausējumi ir tipiski eitektiski sakausējumi, metināšanas dzesēšanas laikā var rasties graudu robežas sašķidrināšanas plaisas, tādējādi samazinot metinātā savienojuma izturību. Šīs problēmas ir īpaši izplatītas, metinot kritiskos strukturālos komponentus, piemēram, litija -jonu akumulatoru elementu alumīnija apvalkus vai alumīnija sakausējuma prizmatiskus akumulatoru korpusus.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vēl viens izplatīts defekts ir metināšanas šļakatas, ko sauc arī par "šļakatām". Šo parādību parasti izraisa materiālu virsmas piesārņojums, pārmērīgi augsts lāzera enerģijas blīvums vai nepietiekama lāzera stara stabilitāte. Ja uz materiāla virsmas metināšanas zonā ir poras vai izvirzījumi, augstas-enerģijas lāzers var ātri izraisīt lokālu iztvaikošanu, kā rezultātā rodas metāla šļakatas. Akumulatora moduļiem, kas uzstādīti prizmatisko elementu alumīnija apvalkos vai akumulatora alumīnija korpusa konstrukcijās, šļakatu iekļūšana elementā var izraisīt izolācijas bojājumu vai īssavienojuma risku. Tāpēc faktiskajā ražošanā ir jāsamazina šļakatu problēmas, optimizējot lāzera parametrus, uzlabojot materiāla tīrību un pareizi kontrolējot vietas izmēru.

 

Metināšanas procesi atšķiras arī dažādās akumulatoru konstrukcijās. Piemēram, maisiņu bateriju metināšanas procesā ir nepieciešami īpaši instrumenti, lai cieši nospiestu mēlītes, lai nodrošinātu stabilu metināšanas spraugu, tādējādi panākot S-formas vai spirālveida metināšanas trajektoriju. Cilindriskiem akumulatoriem metināšana galvenokārt tiek koncentrēta pozitīvā elektroda savienojuma zonā, jo negatīvā elektroda apvalks ir plānāks un var izdegt. Prizmatiskajās baterijās galvenokārt tiek izmantota apvalka-un Sānu{10}}metināšanas metodes samazina šļakatu iekļūšanas kamerā risku, taču tām ir nepieciešami augstāki materiāla tīrības un aprīkojuma stabilitātes standarti. Populārākās-metinātās metodes ir piemērotākas masveida ražošanai, taču tām ir nepieciešamas precīzākas apvalku apstrādes metodes. Šīs metināšanas konstrukcijas parasti tiek izmantotas akumulatoru korpusa konstrukcijās, piemēram, prizmatisku litija{14}}jonu akumulatoru alumīnija apvalkos vai jaunu enerģijas transportlīdzekļu alumīnija akumulatoru korpusos.

 

Kopumā, attīstoties jauniem enerģijas transportlīdzekļiem un enerģijas uzglabāšanas nozarēm, akumulatoru ražošana attīstās uz augstāku precizitāti, automatizāciju un inteliģenci. Lāzermetināšanas tehnoloģija ar augstu efektivitāti, zemu siltuma ietekmi un pielietojamību sarežģītām konstrukcijām ir kļuvusi par galveno ražošanas procesu akumulatoru ražošanā. No šūnu iepakošanas līdz moduļu montāžai un PACK sistēmas integrācijai, lāzermetināšanas tehnoloģija darbojas visā ražošanas procesā un veido augstu sinerģijas pakāpi ar galvenajām konstrukcijas sastāvdaļām, piemēram, litija elementiem, alumīnija apvalkiem un akumulatoru komplektiem ar alumīnija korpusiem.

 

 

Jaudas akumulatoru ražošanas procesā augstas kvalitātes-akumulatoru korpusiem ir vajadzīgas ne tikai izcilas materiāla īpašības, bet arī jāpielāgojas precīzas metināšanas procesiem. Mūsu uzņēmums specializējas jaunu enerģijas akumulatoru strukturālo komponentu izpētē, izstrādē un ražošanā, nodrošinot dažādus augstas-precizitātes akumulatoru korpusu risinājumus, tostarp dziļi vilktu alumīnija bateriju korpusu, prizmatisku elementu korpusu un alumīnija apvalkus litija-jonu akumulatoru elementiem. Šīs sastāvdaļas ir izgatavotas no augstas -izturības alumīnija sakausējuma un ražotas, izmantojot precīzas štancēšanas un dziļās vilkšanas procesus, kas atbilst striktajām barošanas akumulatoru prasībām attiecībā uz blīvējumu, konstrukcijas izturību un metināmību.

 

Mūsu produkti tiek plaši izmantoti jaunās enerģijas transportlīdzekļu barošanas akumulatoru sistēmās, enerģijas uzglabāšanas akumulatoru sistēmās un augstas veiktspējas{0}}akumulatoru moduļos, nodrošinot klientiem uzticamu akumulatora alumīnija korpusu unIepakojiet alumīnija korpusurisinājumi, kas palīdz uzlabot akumulatoru sistēmu drošību un ražošanas efektivitāti.