Processi di saldatura per batterie agli ioni di litio？

Che si tratti di celle prismatiche o cilindriche, la saldatura è uno dei processi importanti nella produzione delle batterie. Nella linea di produzione delle batterie al litio, la sezione produttiva del processo di saldatura è concentrata principalmente nella sezione di assemblaggio delle celle e della linea PACK, vedere la figura seguente:

Breve descrizione dei dettagli del processo di saldatura

1. Saldatura dello sfiato di sicurezza

Lo sfiato di sicurezza, noto anche come valvola limitatrice di pressione, è un corpo valvola a pareti sottili sul coperchio superiore della batteria. Quando la pressione interna della batteria supera il valore specificato, lo sfiato di sicurezza si rompe e rilascia la pressione per evitare che la batteria scoppi. Lo sfiato di sicurezza ha una struttura ingegnosa. Di solito utilizza la saldatura laser per fissare due lamiere di alluminio di una certa forma. Quando la pressione interna della batteria raggiunge un certo valore, il foglio di alluminio si rompe dalla posizione scanalata progettata per impedire alla batteria un'ulteriore espansione ed esplosione. Pertanto, questo processo ha requisiti estremamente severi per la tecnologia di saldatura laser. Il cordone di saldatura deve essere sigillato e l'apporto di calore è rigorosamente controllato per garantire che il valore della pressione di danneggiamento del cordone di saldatura sia stabile entro un determinato intervallo (generalmente 0,4 ~ 0,7 MPa). Troppo grande o troppo piccolo avrà un grande impatto sulla sicurezza della batteria.

2. Saldatura terminale

I terminali sulla piastra di copertura della batteria sono divisi in terminali positivi e negativi. Anche la funzione dei terminali è divisa in collegamenti interni ed esterni. La connessione interna è la saldatura delle linguette della batteria ai terminali. Il collegamento esterno consiste nella saldatura dei terminali della batteria attraverso le strisce di collegamento per formare circuiti in serie e in parallelo per formare un pacco batteria.

I terminali della batteria utilizzano generalmente alluminio per l'elettrodo positivo e rame per l'elettrodo negativo e solitamente utilizzano una struttura rivettata. Una volta completata la rivettatura, viene eseguita la saldatura, solitamente un cerchio con un diametro di 8 mm. Durante la saldatura, purché siano soddisfatte la forza di trazione e le proprietà conduttive dei requisiti di progettazione, sono preferiti i laser a fibra o i laser di saldatura ibridi con una buona qualità del raggio e una distribuzione uniforme dell'energia. Utilizzare laser a fibra o laser di saldatura ibrido per la saldatura. Può realizzare la stabilità della saldatura della struttura in alluminio-alluminio e della saldatura della struttura in rame-rame dei terminali elettrici, ridurre gli spruzzi e quindi migliorare la resa della saldatura.

3. Saldatura dell'estensione della linguetta

Il foglio di estensione con linguetta è un componente chiave che collega il coperchio della batteria e il rotolo di gelatina della batteria. È inoltre necessario tenere conto dei requisiti di sovracorrente, resistenza e bassi spruzzi della batteria. Pertanto, durante il processo di saldatura con la copertura, è necessario che la larghezza della saldatura sia sufficiente ed è necessario garantire che nessuna particella cada sul rotolo di gelatina della batteria per evitare cortocircuiti della batteria. Il rame, come materiale dell'elettrodo negativo, è un materiale altamente riflettente con un basso tasso di assorbimento e richiede una maggiore densità di energia durante la saldatura.

4. Saldatura di sigillatura delle lattine

I materiali dell'involucro delle batterie di alimentazione includono lega di alluminio e acciaio inossidabile. Tra questi, la lega di alluminio è quella maggiormente utilizzata e alcuni utilizzano l'alluminio puro. L'acciaio inossidabile è il materiale con la migliore saldabilità al laser, in particolare l'acciaio inossidabile 304. Sia che si utilizzi il laser pulsato che quello continuo, si possono ottenere saldature con un buon aspetto e prestazioni. L'uso del laser continuo per saldare batterie al litio a guscio sottile può aumentare l'efficienza da 5 a 10 volte e l'aspetto e le proprietà di tenuta sono migliori. Ora, al fine di perseguire una maggiore velocità di saldatura e un aspetto più uniforme, la maggior parte delle aziende ha iniziato a utilizzare la saldatura ibrida e il punto luminoso anulare per sostituire la precedente saldatura a fibra singola a bassa velocità. Attualmente, la velocità di saldatura delle linee di produzione di massa della maggior parte delle aziende ha raggiunto i 200 mm/s. Per le linee di saldatura in fibra ottica a bassa velocità di alcuni produttori, al fine di garantire la stabilità del cordone di saldatura, la velocità di produzione di massa generale è di 70 mm/s.

5. Sigillatura della saldatura dei chiodi

Anche i chiodi di chiusura (tappi dei fori di riempimento) sono disponibili in molte forme e la loro forma è solitamente un cappuccio rotondo con un diametro di 8 mm e uno spessore di circa 0,9 mm. Il requisito fondamentale per la saldatura è che il valore della pressione di resistenza raggiunga 1,1 MPa e che non siano presenti fori di spillo, crepe o punti di esplosione. Essendo l'ultimo processo di saldatura delle celle della batteria, la resa della saldatura dei chiodi di tenuta è particolarmente importante. A causa della presenza di elettrolita residuo durante la saldatura dei chiodi di tenuta, si verificheranno difetti come punti di esplosione e fori di spillo. Il modo principale per eliminare questi difetti è ridurre l’apporto di calore. L'uso della saldatura laser può migliorare notevolmente la stabilità e la compatibilità, migliorando così notevolmente il tasso di rendimento.

6. PACK Saldatura delle sbarre

Il modulo batteria può essere inteso come una combinazione di celle agli ioni di litio collegate in serie e parallelo, con installato un unico dispositivo di monitoraggio e gestione della batteria. Il design strutturale del modulo batteria spesso determina le prestazioni e la sicurezza di un pacco batteria. La sua struttura deve supportare, fissare e proteggere le celle della batteria. Allo stesso tempo, come soddisfare i requisiti di sovracorrente, l'uniformità della corrente, come controllare la temperatura delle celle e se l'alimentazione può essere interrotta in caso di gravi anomalie per evitare reazioni a catena, ecc., saranno tutti i criteri per giudicare il prodotto. qualità dei moduli batteria. Poiché la saldatura laser tra rame e alluminio tende a formare composti fragili che non possono soddisfare i requisiti di utilizzo, viene solitamente utilizzata la saldatura a ultrasuoni. Inoltre, rame e rame, alluminio e alluminio sono generalmente saldati al laser. Allo stesso tempo, poiché sia ​​il rame che l'alluminio conducono il calore molto rapidamente e hanno una riflettività laser molto elevata e lo spessore del foglio di estensione della linguetta è relativamente grande, per ottenere la saldatura è necessario un laser di potenza maggiore.