Laserhitsauksen käyttö litiumakkukentällä

Laserhitsauksen käyttö litiumparistokentässä

Litiumioniakkuja käytetään laajalti erilaisissa elektronisissa laitteissa (kuten matkapuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa, kämmenmikroissa, digikameroissa ja digitaalisissa videokameroissa jne.) niiden suuren ominaisenergian, pitkän käyttöiän, pienen itsepurkauksen, ei muistiefektin vuoksi. eikä saastuminen. Kuljetuksista (partioautot, sähköpyörät, sähköajoneuvot jne.) on tullut korkean teknologian ala, jota maani energiakenttä tukee.

 

Virta-akuilla tarkoitetaan sähköajoneuvojen akkuja. Verrattuna pienikapasiteettisiin akkuihin (kuten matkapuhelinten, kannettavien tietokoneiden akut jne.), niillä on suurempi kapasiteetti ja lähtöteho, ja niitä voidaan käyttää sähköajoneuvojen virtalähteissä ja suurissa mobiilivirtalähdesovelluksissa. toissijaisista akuista. Litiumioniakuille tai akkupakkauksille on monia valmistusprosesseja, joista on monia prosesseja, kuten räjähdyssuojattu venttiilin tiivistyshitsaus, kielekehitsaus, pehmeäliitoshitsaus, suojakypärän pistehitsaus, akkukotelon tiivistyshitsaus, moduuli ja PACK hitsaus. Laserhitsaus on paras prosessi. Akkujen hitsaukseen käytetään pääasiassa puhdasta kuparia, alumiinia, alumiiniseoksia, ruostumatonta terästä jne.

 

 

1. Akun räjähdyssuojattu venttiilihitsaus
Akun räjähdyssuojattu venttiili on ohutseinämäinen venttiilirunko akun tiivistelevyssä. Kun akun sisäinen paine ylittää määritellyn arvon, räjähdyssuojattu venttiilirunko repeää estääkseen akun räjähtämisen. Varoventtiilin rakenne on nerokas, ja tämä prosessi vaatii erittäin tiukkoja laserhitsausprosesseja. Ennen jatkuvan laserhitsauksen käyttöä akkujen räjähdyssuojattujen venttiilien hitsaukseen käytettiin pulssilaserhitsausta. Jatkuva tiivistyshitsaus saavutettiin juotosliitosten päällekkäisyydellä ja peittämisellä. Hitsauksen tehokkuus oli kuitenkin alhainen ja tiivistyskyky suhteellisen huono. Jatkuvalla laserhitsauksella voidaan saavuttaa nopea ja laadukas hitsaus, ja hitsauksen vakaus, hitsausteho ja tuotto voidaan taata.

 

2. Akun kielekkeen hitsaus
Välilehdet on yleensä jaettu kolmeen materiaaliin. Akun positiivinen elektrodi käyttää alumiinimateriaalia (Al) ja negatiivinen elektrodi nikkelimateriaalia (Ni) tai kuparipinnoitettua nikkelimateriaalia (Ni-Cu). Tehoakkujen valmistusprosessissa yksi vaihe on hitsata akun kielekkeet ja navat yhteen. Toisioakkujen valmistuksessa se on hitsattava toisella alumiinivaroventtiilillä. Hitsauksen tulee varmistaa luotettava liitos kielekkeen ja pylvään välillä, vaan se edellyttää myös, että hitsaus on sileä ja kaunis.

3. Akun navat pistehitsauksella
Akun napaliuskoina käytetään puhdasta alumiininauhaa, nikkelinauhaa, alumiini-nikkeli-komposiittinauhaa ja pieni määrä kupariliuskoja. Akun napaliuskojen hitsauksessa käytetään yleensä pulssihitsauslaitteita. IPG:n QCW lähes jatkuvan laserin ilmaantumisen myötä sitä on myös käytetty laajalti akun napanauhahitsauksessa. Samalla hitsauspiste voi olla hyvin pieni hyvän säteen laadun ansiosta. , jolla on ainutlaatuisia etuja erittäin heijastavien alumiininauhojen, kupariliuskojen ja kapeakaistaisten akun napaliuskojen hitsauksessa (napanauhan leveys alle 1,5 mm).

 

4. Akun kuoren ja kansilevyn tiivistys ja hitsaus
Tehoakkujen vaippamateriaaleja ovat alumiiniseos ja ruostumaton teräs. Niistä eniten käytetään alumiiniseosta, yleensä 3003 alumiiniseosta, ja muutama käyttää puhdasta alumiinia. Ruostumaton teräs on materiaali, jolla on paras laserhitsattavuus, erityisesti 304 ruostumaton teräs. Käytitpä sitten pulssi- ​​tai jatkuvatoimista laseria, voidaan saada hyvän ulkonäön ja suorituskyvyn omaavia hitsejä.

 

Alumiinin ja alumiiniseosten laserhitsausteho vaihtelee hieman käytetystä hitsausmenetelmästä riippuen. Lukuun ottamatta puhdasta alumiinia ja 3-sarjan alumiiniseoksia, pulssihitsauksessa tai jatkuvassa hitsauksessa ei ole ongelmia. Muissa alumiiniseossarjoissa jatkuva laserhitsaus on paras valinta halkeamien herkkyyden vähentämiseksi. Valitse samalla tehoparistokotelon paksuuden mukaan sopiva laser. Yleensä, kun kotelon paksuus on alle 1 mm, voit harkita yksimuotolaserin käyttöä 1000 watin sisällä. Jos paksuus on yli 1 mm, sinun on käytettävä yksi- tai monimuotolaseria, jonka teho on yli 1000 W.

 

Pienen kapasiteetin litiumakuissa käytetään usein suhteellisen ohuita alumiinikuoria (paksuus on noin 0,25 mm), ja joissakin, kuten 18650:ssä, käytetään teräskuoria. Kotelon paksuudesta johtuen tämän tyyppisten akkujen hitsaukseen käytetään yleensä pienempitehoisia lasereita. Ohutkuoristen litiumakkujen hitsaamiseen jatkuvalla laserilla tehokkuutta voidaan lisätä 5-10 kertaa, ja ulkonäkö ja tiivistys ovat parempia. Siksi tällä sovellusalueella on suuntaus asteittain korvata pulssilaserit.

 

5. Tehoakkumoduulin ja paketin hitsaus
Tehoakkujen sarja- ja rinnakkaiskytkentä suoritetaan yleensä hitsaamalla liitoskappale yhteen akkuun. Positiivisten ja negatiivisten elektrodien materiaalit ovat erilaisia, yleensä kupari ja alumiini. Koska kupari ja alumiini muodostavat hauraan seoksen laserhitsauksen jälkeen, ne eivät voi täyttää käyttövaatimukset ultraäänihitsauksen lisäksi kupari ja kupari, alumiini ja alumiini yleensä laserhitsataan. Samaan aikaan, koska sekä kupari että alumiini johtavat lämpöä erittäin nopeasti ja niillä on erittäin korkea laserheijastavuus ja liitoskappaleen paksuus on suhteellisen suuri, hitsauksen saavuttamiseen tarvitaan suurempitehoinen laser.

 

 

Laserhitsauksen litiumakkujen ominaisuudet
Litiumakkukennojen valmistuksesta akkupakkausten kokoamiseen hitsaus on erittäin tärkeä valmistusprosessi. Litiumakkujen johtavuus, lujuus, ilmatiiviys, metallin väsyminen ja korroosionkestävyys ovat tyypillisiä akkuhitsauksen laadun arviointistandardeja. . Hitsausmenetelmien ja hitsausprosessien valinta vaikuttaa suoraan akun hintaan, laatuun, turvallisuuteen ja koostumukseen. Laserhitsauksesta on tullut suosituin ratkaisu moniin hitsaustehtäviin sen etujen, kuten turvallisen ja luotettavan hitsauksen, tarkkuustekniikan ja ympäristönsuojelun, ansiosta.

 

Laserhitsauksen edut
1.	Laserhitsaus on integroitu valmistusprosessi, joka hajottaa raaka-aineet, kuten positiiviset ja negatiiviset elektrodimateriaalit, erottimet ja elektrolyytit kokonaisiksi osiin. Kaikki raaka-aineet hitsataan akkukennoiksi tai PACK-moduuleiksi, joita voidaan käyttää suoraan autoteollisuudessa.
2.	Tavalliset akkuraaka-aineet muodostavat kasvavan osan kustannuksista ja niitä ostetaan suuria määriä tonneittain. Laserhitsauslaitteet säästävät periaatteessa kustannuksia ostamalla raaka-aineet yhdellä kertaa.
3.	Laserhitsaus voi parantaa huomattavasti autojen akkujen turvallisuutta, luotettavuutta ja käyttöikää korkealla hitsauslaadulla ja automaatiolla: Laserhitsauksella on korkea energiatiheys, pieni hitsausmuodonmuutos ja pieni lämpövaikutusalue, mikä voi tehokkaasti parantaa osien tarkkuutta. Hitsaukset ovat sileitä, epäpuhtauksia, tasalaatuisia ja tiiviitä eivätkä vaadi ylimääräistä hiontatyötä. Laserhitsausta voidaan ohjata tarkasti, pienellä fokusoidulla valopisteellä ja korkealla Tarkalla paikannuksella, helppo toteuttaa automatisointi robottikäsivarsilla, vakaa laitteiden suorituskyky ja helppokäyttöisyys, parantaa hitsaustehokkuutta, vähentää työtunteja ja alentaa kustannuksia. Kun laserhitsataan ohuita levyjä tai ohuita lankoja, se ei ole yhtä herkkä sulamiselle kuin kaarihitsaus.