Met de toename van de verkoop van nieuwe energievoertuigen, groeit ook de geïnstalleerde capaciteit van de batterij snel. Uit gegevens blijkt dat in 2021 de verkoop van nieuwe energievoertuigen in China 3,521 miljoen eenheden bedroeg, een stijging van 157,5 procent; vermogen batterij geïnstalleerde capaciteit bereikte 154,5 GWh, een stijging van 142,8 procent. Accufabrikanten moeten hun productiecapaciteit uitbreiden, zei academicus Ouyang Minggao in de 100-experts van elektrische voertuigen dat de productiecapaciteit van Chinese accu's in 2025 3,000 GWh zal bereiken. In het productieproces van de batterij zijn lage kosten, hoge kwaliteit en hoge efficiëntie het nastreven van de drie belangrijkste doelen van de productiebedrijven, daarom wordt het bereiken van de drie doelen van het technische proces en intelligente apparatuur sterk aanbevolen door de batterijfabrikanten.
Krachtbatterij is ook een complex systeem, van de cel, batterijmodule, batterijpakket, via een fabricageproces en uiteindelijk geassembleerd tot een volledig batterijsysteem. Onder hen omvat de verbinding van materiaal met materiaal, module met module en de structuur van het batterijpakket het zeer veeleisende lasproces - laserlassen.
De lasmethode van het productieproces van de batterij en het proces van een redelijke keuze hebben een directe invloed op de kosten van de batterij, de kwaliteit, veiligheid en consistentie van de batterij. De volgende stap is het organiseren van de inhoud van het lasaccu's.
Power-accu voor algemene lastoepassingen
Krachtbatterijen zijn onderverdeeld in vierkante, cilindrische en softpack-batterijen. Tegenwoordig wordt bij de productie van stroombatterijen voornamelijk gebruik gemaakt van laserlaskoppelingen
Middenproces: lassen van poolnokken (inclusief voorlassen), puntlassen van poolbanden, voorlassen van de kern in de schaal, afdichtlassen van de bovenklep van de schaal, afdichtlassen van de vloeistofinjectiepoort, en zo op;
Back-channelproces: inclusief lassen van verbindingslipjes bij batterij PACK-module en lassen van explosieveilige klep op de afdekplaat na de module.
Lassen van batterijomhulsel en afdekplaat
De schaal en het deksel van de stroombatterij spelen de rol van het inkapselen van elektrolyt en ondersteunende elektrodematerialen, waardoor een stabiele en gesloten omgeving wordt geboden voor de opslag en vrijgave van elektrische energie, en de laskwaliteit bepaalt direct de afdichting en druksterkte van de batterij, en beïnvloedt dus de levensduur en veiligheidsprestaties van de batterij. Het batterijomhulsel is voornamelijk gemaakt van een aluminiumlegering Al3003, waarvan de dikte over het algemeen tussen 0,6 en 0,8 mm ligt, en wordt over het algemeen gelast met een pulslaser met laag vermogen. De verbinding tussen de behuizing en het deksel wordt weergegeven in de afbeelding. De belangrijkste kwaliteitsproblemen van de laserlas op deze locatie zijn onvolkomenheden, porositeit en verzakking, die de afdichtingsprestaties van de batterij verminderen.
Lassen van positieve en negatieve pool van batterij
Batterijpool is het positieve en negatieve contactstuk van de batterij, in het algemeen gebruikt de positieve elektrode aluminium, de negatieve elektrode gebruikt koper, zijn functie is om de batterijpool door het lassen van het verbindingsstuk te laten, de vorming van serie- en parallelschakeling, waardoor een batterij wordt gevormd moduul.
Batterij explosieveilig lassen van klepafdichtingen
Explosieveilige klep is een dunwandig kleplichaam op de batterijafdichtplaat, wanneer de interne druk van de batterij de gespecificeerde waarde overschrijdt, neemt het explosieveilige klepkleplichaam het voortouw bij het scheuren en ontluchten, waardoor de druk wordt opgeheven en de batterij barsten. Explosieveilige klepstructuur is ingenieus, meestal met laserlassen stevig in een bepaalde vorm van de twee aluminium metalen platen. Wanneer de druk in de batterij tot een bepaalde waarde stijgt, scheurt het aluminium stuk uit de ontworpen groefpositie, waardoor wordt voorkomen dat de batterij verder uitzet en een explosie veroorzaakt. Daarom is dit proces op de laserlasprocesvereisten extreem streng, de vereisten van de lasafdichting, strikte controle van de warmte-inbreng om ervoor te zorgen dat de lasdestructieve drukwaarde binnen een bepaald bereik wordt gestabiliseerd (meestal in het bereik van 0 .4 ~ 0.7MPa), te groot of te klein zal een grote impact hebben op de veiligheid van de batterij.
Accu adapter lassen
Het adapterstuk en de flexibele verbinding zijn de belangrijkste componenten die het batterijdeksel met de batterijcel verbinden. Het moet tegelijkertijd rekening houden met de vereisten van overstroom, sterkte en weinig spatten van de batterij, dus in het lasproces met de afdekplaat moet voldoende lasbreedte zijn en moet ervoor worden gezorgd dat er geen deeltjes op de elektrische vallen cel om kortsluiting van de batterij te voorkomen. Wat betreft het negatieve elektrodemateriaal, koper behoort tot de lage absorptiesnelheid van hoogreflecterend materiaal, waarvoor een hogere energiedichtheid nodig is om te lassen. De nieuwste blauwlichtcomposietlaser van Lianyin laser kan de traditionele procesproblemen zoals hoge reflectie en spatten goed oplossen.
Lassen van accupolen
De polen op het batterijdeksel zijn verdeeld in interne en externe aansluitingen. De interne verbinding van de batterij is het lassen tussen de poolnokken van de batterijcel en de poolpaal van de afdekplaat; de externe verbinding van de batterij is het lassen van de poolpaal van de batterij door het verbindingsstuk om een serie- en parallelschakeling te vormen om een batterijmodule te vormen.
Het grootste probleem bij het laserlassen van accupolen is ook het blaasgatdefect, waarvan de oorzaak vergelijkbaar is met die van explosieveilige kleppen. De paallas is in wezen het pasvlak tussen de aluminium adapter en de paal, en het gat in het aluminium blok is slechts ongeveer 6 mm in diameter, waardoor onzuiverheden zoals stempelolie en reinigingsmiddelen heel gemakkelijk in het gebied kunnen achterblijven . De hoge energiedichtheid van de laser veroorzaakt een temperatuurstijging in het laswerk, wat leidt tot de snelle verdamping van de onzuiverheden die aan de pool zijn achtergebleven, waardoor luchtbellen ontsnappen en het smeltbad verlaten en de oppervlaktespanning van het smeltbad overwinnen, resulterend in een geblazen gat defect. Tijdens dit proces vergroot de snelle verandering in gepulseerd laservermogen de neiging om blaasgaten te vormen. Daarom kunnen, naast intensieve voorlasreiniging, blaasgaten ook worden verminderd door de variatie van het laservermogen te optimaliseren.
Power Battery Module en PACK Welding
De batterijmodule kan worden opgevat als een combinatie van lithium-ioncellen die in serie en parallel zijn geschakeld, met een enkel apparaat voor batterijbewaking en -beheer. Het structurele ontwerp van de batterijmodule bepaalt vaak de prestaties en veiligheid van een batterijpakket. De structuur moet de elektrische cel ondersteunen, fixeren en beschermen. Tegelijkertijd, hoe te voldoen aan de overstroomvereisten, huidige uniformiteit, hoe te voldoen aan de temperatuurregeling van de batterijcel en of er een ernstige afwijking kan worden afgesneden, om kettingreacties te voorkomen, enz., zal de standaard zijn om de verdiensten van de batterijmodule te beoordelen.
Tegelijkertijd is de warmteoverdracht van koper en aluminium zeer snel en zeer hoog reflectiviteit naar de laser, de dikte van het verbindingsstuk is relatief groot, dus het is noodzakelijk om een laser met een hoger vermogen te gebruiken om de lassen.
Conclusie
Op dit moment zijn de belangrijkste problemen van laserlassen in power-accu's porositeit, scheuren, slecht vormen, blaasgaten en andere lasfouten. Deze defecten leiden tot verminderde sterkte, afdichting en geleidbaarheid van het batterijpakket, wat leidt tot een reeks veiligheidsproblemen zoals batterijexplosie, vloeistoflekkage en warmteontwikkeling. Als reactie op deze problemen richten een groot aantal onderzoeken zich op procesoptimalisatie, door het aanpassen van het laserlasvermogen, de pulsbreedte, de lassnelheid, de hoeveelheid onscherpte en andere parameters kunnen defecten effectief worden verminderd.
Het is niet moeilijk om te zien dat het lasproces van de stroomaccu een delicaat werk is, elk klein probleem zal de prestaties en veiligheid van de volgende voltooide stroomaccu beïnvloeden. Daarom zijn hoogwaardige materialen en hoogwaardige laserlasapparatuur het succes van het lasproces de basis. Intelligente technologie vertegenwoordigd door laserlaspadplanning, lasidentificatie, defectidentificatie, kwaliteitsbewaking, enz. is ook een van de hotspots voor toekomstig onderzoek. Vertaald met www.DeepL.com/Translator (gratis versie)
