01. Qual é a bateria de alimentação

O acordo básico da indústria global de veículos elétricos: as baterias que fornecem energia motriz para veículos elétricos são chamadas de baterias de energia, incluindo baterias de chumbo-ácido tradicionais, baterias de níquel-hidreto metálico e baterias emergentes de energia de íons de lítio, que são divididas em tipo de energia baterias de energia (veículos elétricos híbridos) e baterias de energia baseadas em energia (veículos elétricos puros).

Como todos sabemos, a bateria de energia é o "coração" dos novos veículos de energia. As baterias de lítio de potência são principalmente baterias de material ternário e baterias de fosfato de ferro de lítio, e a jusante é a aplicação instalada de veículos de nova energia, que possui maior potência de descarga do que as baterias comuns.

Como uma indústria de suporte para veículos de nova energia, impulsionada pela indústria de veículos de nova energia nos últimos anos, a indústria de baterias de energia também inaugurou um crescimento explosivo.

02. Relação entre bateria de energia e indústria de laser

A bateria de energia é responsável por 30% a 40% do custo total dos veículos de energia nova e é a maior parte do custo dos veículos de energia nova. É muito importante para indicadores-chave, como autonomia de cruzeiro, vida útil do veículo e segurança dos veículos de nova energia. Portanto, melhorar o desempenho das baterias de energia é a chave para melhorar o desempenho geral dos veículos de nova energia.

No processo de produção de baterias de energia, a soldagem é um processo de fabricação muito importante desde a fabricação das células até a montagem do PACK. Em particular, a estrutura da bateria de energia contém uma variedade de materiais, como aço, alumínio, cobre, níquel, etc. Esses metais podem ser transformados em eletrodos, fios ou invólucros. Portanto, seja solda entre um material ou entre vários materiais, requisitos mais altos são colocados no processo de soldagem.

A soldagem a laser utiliza a excelente diretividade e alta densidade de potência do feixe de laser para trabalhar. O feixe de laser é focado em uma pequena área através do sistema óptico, e uma fonte de calor com alta concentração de energia é formada na peça soldada em um tempo muito curto ., de modo que o material soldado derreta e forme um ponto de solda sólido e costura.

Em toda a cadeia da indústria de baterias de energia, a soldagem a laser é usada principalmente na produção intermediária de baterias de lítio de energia. Como um método de soldagem de alta precisão, é extremamente flexível, preciso e eficiente, e pode atender aos requisitos de desempenho do processo de produção de baterias de energia. É a primeira escolha no processo de fabricação de baterias de energia e tornou-se o equipamento padrão do linha de produção de baterias.

03. Aplicações comuns de soldagem de baterias de energia

As baterias de energia são divididas em baterias quadradas, cilíndricas e de pacote macio. Atualmente, na produção de baterias de energia, o uso de soldagem a laser inclui principalmente:

Processo intermediário: soldagem de orelhas de pólo (incluindo pré-soldagem), soldagem a ponto de tiras de pólo, pré-soldagem de células de bateria no invólucro, soldagem de vedação da tampa superior do invólucro, soldagem de vedação de portas de injeção de líquido, etc.;

Processo de back-end: incluindo a soldagem da peça de conexão quando a bateria embala o módulo e a soldagem da válvula à prova de explosão na tampa atrás do módulo, etc.

1. Soldagem da válvula à prova de explosão da bateria

A válvula à prova de explosão é um corpo de válvula de parede fina na placa de vedação da bateria. Quando a pressão interna da bateria excede o valor especificado, o corpo da válvula à prova de explosão primeiro se rompe e esvazia, liberando a pressão para evitar que a bateria estoure . A válvula à prova de explosão tem uma estrutura engenhosa e duas folhas de metal de alumínio de uma determinada forma são fixadas por soldagem a laser.

Quando a pressão interna da bateria sobe para um determinado valor, a folha de alumínio se rompe da posição da ranhura projetada, impedindo que a bateria se expanda ainda mais e causando uma explosão. Portanto, este processo tem requisitos extremamente rigorosos no processo de soldagem a laser, exigindo que a costura de soldagem seja selada e controle estritamente a entrada de calor para garantir que o valor da pressão de dano da costura de soldagem seja estável dentro de uma determinada faixa. pequeno causará grandes danos à segurança da bateria.

Portanto, a válvula à prova de explosão geralmente adota soldagem de topo. Depois de muita prática, provou-se que a soldagem de alta velocidade e alta qualidade pode ser alcançada usando o laser de soldagem híbrido HGLASER, e a estabilidade da soldagem, a eficiência da soldagem e a taxa de rendimento podem ser garantidas.

2. Soldagem de pólo

Os pólos na tampa da bateria são divididos em conexões internas e externas da bateria. A conexão interna da bateria é a soldagem dos terminais do eletrodo do núcleo da bateria e os pólos da placa de cobertura; a conexão externa da bateria é a soldagem dos pólos da bateria através da peça de conexão para formar um circuito em série e paralelo para formar um módulo de bateria.

Os pólos da bateria são os eletrodos positivo e negativo da bateria, geralmente o eletrodo positivo é feito de alumínio e o eletrodo negativo é feito de cobre. A estrutura comumente usada é a estrutura de rebitagem, que é totalmente soldada após a conclusão da rebitagem, e seu tamanho é geralmente um círculo com diâmetro de 8. Ao soldar, no caso de atender à força de tração e condutividade elétrica exigida pelo projeto, o laser de fibra ou laser de soldagem composto com boa qualidade de feixe e distribuição uniforme de energia é o preferido. , e melhorar o rendimento de soldagem.

3. Soldagem do adaptador

O adaptador e a conexão suave são os principais componentes para conectar a tampa da bateria e a célula. Também deve levar em consideração os requisitos de sobrecorrente, resistência e baixo respingo da bateria, portanto, durante o processo de soldagem com a placa de cobertura, deve haver largura suficiente da costura de soldagem e é necessário garantir que não haja queda de peça na célula para evitar a ocorrência de curto-circuito da bateria. O cobre, que é usado como material de eletrodo negativo, é um material de alta reflexão com baixa taxa de absorção e requer maior densidade de energia para soldar durante a soldagem.

4. Soldagem de vedação do casco

Os materiais do invólucro da bateria de energia são liga de alumínio e aço inoxidável, entre os quais a liga de alumínio é a mais usada, e algumas usam alumínio puro. O aço inoxidável é o melhor material para soldabilidade a laser, principalmente o aço inoxidável 304, seja laser pulsado ou contínuo pode obter soldas com boa aparência e desempenho.

5. Soldagem de pregos de vedação (porta de injeção de eletrólitos)

Existem também muitas formas de pregos de vedação (tampas de orifício de injeção de líquido). A forma é geralmente uma tampa circular com um diâmetro de 8 mm e uma espessura de cerca de 0,9 mm. Os requisitos básicos para sua soldagem são que o valor de resistência à pressão atinja 1,1 MPa , e é selado sem furos. , a presença de rachaduras e rajadas.

Como o último processo de soldagem de células, o rendimento da soldagem de pregos de vedação é particularmente importante. Devido à existência de eletrólito residual durante a soldagem dos pregos de vedação, existem defeitos como pontos de explosão e pinholes, e a principal maneira de suprimir esses defeitos é reduzir o aporte de calor.

6. Módulo de bateria de energia e soldagem PACK

O módulo de bateria pode ser entendido como a combinação de células de íons de lítio em série e em paralelo, e a adição de um único dispositivo de monitoramento e gerenciamento de bateria. O projeto estrutural do módulo de bateria muitas vezes pode determinar o desempenho e a segurança de uma bateria. Sua estrutura deve suportar, fixar e proteger a célula. Ao mesmo tempo, como atender aos requisitos de sobrecorrente, uniformidade de corrente, como atender ao controle da temperatura das células da bateria e se pode ser desligado quando houver uma anormalidade grave, para evitar reações em cadeia, etc., serão todos os critérios para julgar a qualidade dos módulos de bateria.

Como o composto frágil é facilmente formado após a soldagem a laser entre cobre e alumínio, que não pode atender aos requisitos de uso, geralmente cobre e cobre, alumínio e alumínio geralmente são soldados a laser, exceto para soldagem ultrassônica. Ao mesmo tempo, devido à rápida transferência de calor do cobre e do alumínio e à alta refletividade do laser, a espessura da peça de conexão é relativamente grande, por isso é necessário usar um laser de maior potência para realizar a soldagem.