Che si tratti di celle prismatiche o celle cilindriche, la saldatura è uno dei processi importanti nella produzione di batterie. Nella linea di produzione delle batterie al litio, la sezione di produzione del processo di saldatura è principalmente concentrata nell'assemblaggio delle celle e nella sezione della linea PACK, vedere la figura seguente:
Breve descrizione dei dettagli del processo di saldatura
1. Saldatura di sfiato di sicurezza
Lo sfiato di sicurezza, noto anche come valvola di sicurezza, è un corpo valvola a parete sottile 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 esploda. Lo sfiato di sicurezza ha una struttura ingegnosa. Di solito utilizza la saldatura laser per fissare due fogli di alluminio di una certa forma. Quando la pressione interna della batteria sale a un certo valore, il foglio di alluminio si rompe dalla posizione della scanalatura progettata per impedire alla batteria di espandersi ulteriormente ed esplodere. Pertanto, questo processo ha requisiti estremamente rigorosi sulla 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 danno del cordone di saldatura sia stabile entro un certo intervallo (generalmente 0.4~0.7MPa). 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. La funzione dei terminali è anche divisa in connessioni interne ed esterne. La connessione interna è la saldatura delle linguette della batteria ai terminali. La connessione esterna è la 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 generalmente utilizzano alluminio per l'elettrodo positivo e rame per l'elettrodo negativo e solitamente utilizzano una struttura rivettata. Dopo aver completato 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 laser a fibra o laser di saldatura ibridi con buona qualità del fascio e distribuzione uniforme dell'energia. Utilizzare laser a fibra o laser di saldatura ibridi per la saldatura. Può realizzare la stabilità della saldatura della struttura alluminio-alluminio e della saldatura della struttura rame-rame dei terminali elettrici, ridurre gli schizzi e quindi migliorare la resa della saldatura.
3. Saldatura dell'estensione della linguetta
Il foglio di estensione della linguetta è un componente chiave che collega il coperchio della batteria e il rotolo di gelatina della batteria. Deve anche tenere conto dei requisiti di sovracorrente, resistenza e bassi spruzzi della batteria. Pertanto, durante il processo di saldatura con il coperchio, è necessario che vi sia una larghezza di saldatura sufficiente ed è necessario assicurarsi 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 sigillatura lattine
I materiali dell'involucro delle batterie di potenza includono lega di alluminio e acciaio inossidabile. Tra questi, la lega di alluminio è la più utilizzata e alcuni utilizzano alluminio puro. L'acciaio inossidabile è il materiale con la migliore saldabilità laser, in particolare l'acciaio inossidabile 304. Sia che si utilizzi il laser a impulsi o continuo, è possibile ottenere saldature con un buon aspetto e buone prestazioni. L'utilizzo 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 luce 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 a 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
I chiodi di tenuta (tappi per fori di riempimento) sono disponibili in molte forme e la loro forma è solitamente un tappo rotondo con un diametro di 8 mm e uno spessore di circa 0.9 mm. Il requisito di base per la saldatura è che il valore di pressione di tenuta raggiunga 1,1 MPa e che non ci siano fori, crepe o punti di esplosione. Come 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. Il modo principale per sopprimere 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 resa.
6. PACK Saldatura barre collettrici
Il modulo batteria può essere inteso come una combinazione di celle agli ioni di litio collegate in serie e in parallelo, con un singolo dispositivo di monitoraggio e gestione della batteria installato. La progettazione strutturale del modulo batteria determina spesso 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, uniformità di 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 criteri per giudicare la 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, di solito viene 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, è necessario un laser ad alta potenza per ottenere la saldatura.
