Enten det er prismatiske celler eller sylindriske celler, er sveising en av de viktige prosessene i batteriproduksjon. I produksjonslinjen for litiumbatterier er produksjonsdelen av sveiseprosessen hovedsakelig konsentrert i cellemonteringen og PACK-linjedelen, se figuren nedenfor:
Kort beskrivelse av sveiseprosessdetaljer
1. Sikkerhetsventil sveising
Sikkerhetsventilen, også kjent som trykkavlastningsventilen, er et tynnvegget ventilhus på toppdekselet på batteriet. Når det interne trykket i batteriet overskrider den angitte verdien, sprekker sikkerhetsventilen og slipper ut trykket for å forhindre at batteriet sprekker. Sikkerhetsventilen har en genial struktur. Den bruker vanligvis lasersveising for å fikse to aluminiumsmetallplater av en bestemt form. Når det indre trykket til batteriet stiger til en viss verdi, bryter aluminiumsplaten fra den utformede sporposisjonen for å forhindre at batteriet utvides ytterligere og eksploderer. Derfor har denne prosessen ekstremt strenge krav til lasersveiseteknologi. Det kreves at sveisesømmen er forseglet og varmetilførselen er strengt kontrollert for å sikre at skadetrykkverdien til sveisesømmen er stabil innenfor et visst område (vanligvis 0.4~0.7MPa) . For stor eller for liten vil ha stor innvirkning på sikkerheten til batteriet.
2. Terminalsveising
Terminalene på batteridekselplaten er delt inn i positive og negative poler. Funksjonen til terminalene er også delt inn i interne og eksterne tilkoblinger. Den interne forbindelsen er sveisingen av batteritappene til terminalene. Den eksterne forbindelsen er sveising av batteriterminalene gjennom koblingsstripene for å danne serie- og parallellkretser for å danne en batteripakke.
Batteriterminalene bruker vanligvis aluminium for den positive elektroden og kobber for den negative elektroden, og bruker vanligvis en naglet struktur. Etter at naglingen er fullført, utføres sveising, vanligvis en sirkel med en diameter på 8 mm. Ved sveising foretrekkes fiberlasere eller hybridsveiselasere med god strålekvalitet og jevn energifordeling så lenge strekkkraften og ledende egenskaper til designkravene er oppfylt. Bruk fiberlaser eller hybrid sveiselaser til sveising. Det kan realisere stabiliteten til sveising av aluminium-aluminiumstruktur og sveising av kobber-kobberstruktur av elektriske terminaler, redusere sprut og dermed forbedre sveiseutbyttet.
3. Flikforlengelsessveising
Flikforlengelsesarket er en nøkkelkomponent som forbinder batteridekselet og batterigelérullen. Den må også ta hensyn til overstrøm, styrke og lave sprutkrav til batteriet. Derfor, under sveiseprosessen med dekselet, må det være tilstrekkelig sveisebredde, og det er nødvendig å sikre at ingen partikler faller på batterigelérullen for å unngå batterikortslutning. Kobber, som det negative elektrodematerialet, er et høyreflekterende materiale med lav absorpsjonshastighet og krever høyere energitetthet under sveising.
4. Bokser forsegling sveising
Dekselmaterialene til strømbatterier inkluderer aluminiumslegering og rustfritt stål. Blant dem brukes aluminiumslegering mest, og noen få bruker rent aluminium. Rustfritt stål er materialet med best lasersveisbarhet, spesielt 304 rustfritt stål. Enten du bruker puls eller kontinuerlig laser, kan sveiser med godt utseende og ytelse oppnås. Bruk av kontinuerlig laser til å sveise tynnskall litiumbatterier kan øke effektiviteten med 5 til 10 ganger, og utseendet og tetningsegenskapene er bedre. Nå, for å oppnå raskere sveisehastighet og mer jevnt utseende, har de fleste selskaper begynt å bruke hybridsveising og ringformet lyspunkt for å erstatte den tidligere lavhastighets enkeltfibersveisingen. For tiden har sveisehastigheten til de fleste selskapers masseproduksjonslinjer nådd 200 mm/s. For lavhastighets fiberoptiske sveiselinjer fra noen produsenter, for å sikre stabiliteten til sveisestrengen, er den generelle masseproduksjonshastigheten 70 mm/s.
5. Tette spikersveising
Forseglingsspiker (påfyllingshull) kommer også i mange former, og formen deres er vanligvis en rund hette med en diameter på 8 mm og en tykkelse på omtrent 0,9 mm. Grunnkravet for sveising er at tåletrykkverdien når 1,1 MPa, og det skal ikke være nålehull, sprekker eller eksplosjonspunkter. Som den siste prosessen med sveising av battericeller, er utbyttet av forsegling av spikersveising spesielt viktig. På grunn av tilstedeværelsen av gjenværende elektrolytt under sveising av tetningsspiker, vil det oppstå defekter som eksplosjonspunkter og nålehull. Den viktigste måten å undertrykke disse defektene på er å redusere varmetilførselen. Bruken av lasersveising kan i stor grad forbedre stabiliteten og kompatibiliteten, og dermed forbedre ytelsesraten betraktelig.
6. PAK samleskinne sveising
Batterimodulen kan forstås som en kombinasjon av litium-ion-celler koblet i serie og parallell, med en enkelt batteriovervåkings- og styringsenhet installert. Den strukturelle utformingen av batterimodulen bestemmer ofte ytelsen og sikkerheten til en batteripakke. Dens struktur må støtte, fikse og beskytte battericellene. Samtidig vil hvordan man oppfyller overstrømskrav, strømuniformitet, hvordan man kontrollerer celletemperaturen, og om strømmen kan slås av ved alvorlige avvik for å unngå kjedereaksjoner osv., alt være kriteriene for å bedømme kvaliteten på batterimodulene. Siden lasersveising mellom kobber og aluminium har en tendens til å danne sprø forbindelser som ikke kan oppfylle brukskravene, brukes vanligvis ultralydsveising. I tillegg er kobber og kobber, aluminium og aluminium generelt lasersveiset. På samme tid, fordi både kobber og aluminium leder varme veldig raskt og har svært høy laserreflektivitet, og tykkelsen på flikforlengelsesarket er relativt stor, kreves det en laser med høyere effekt for å oppnå sveising.
