Kaip veikia lazerinis suvirinimas ličio{0}}jonų baterijų gamyboje

Elektrinėms transporto priemonėms (EV) ir didelės{0}}mobiliosioms energijos kaupimo sistemoms skirtoms maitinimo baterijoms reikia išskirtinai didelės talpos, galios ir konstrukcijos vientisumo. Ličio{2}}jonų akumuliatorių surinkime lazerinis suvirinimas pasirodė esąs efektyviausias, tiksliausias ir patikimiausias metodas. Nuo elementų sandarinimo iki pakuotės integravimo – suvirinimas lazeriu tiesiogiai lemia akumuliatoriaus saugumą, laidumą ir tarnavimo laiką.

Šiame išsamiame vadove aprašomos svarbiausios lazerinio suvirinimo programos, skirtos akumuliatoriaus gamybos procese, ir išryškinama ideali įranga kiekvienam etapui.

1. Akumuliatoriaus sprogimo{1}} vožtuvo sandarinimas

Sprogimui atsparus{0}}vožtuvas yra labai svarbus plonasienis{1}}apsaugos mechanizmas ant akumuliatoriaus dangtelio plokštės. Kai padidėja vidinis slėgis, vožtuvas saugiai plyšta, kad būtų išvengta šilumos nutekėjimo ar sprogimo.

Iššūkis:Šis procesas reikalauja absoliutaus sandarumo orui{0}} ir nulinio karščio iškraipymų ant itin-plonų sienų.

Evoliucija:Tradicinis impulsinis lazerinis suvirinimas užtikrina sandarinimą per persidengiančias vietas, todėl buvo mažesnis efektyvumas ir ne{0}}optimali konsistencija. Šiandien nepertraukiamos bangos (CW) lazerinis suvirinimas užtikrina greitą-vienodą siūlę, drastiškai pagerinantį sandarinimo patikimumą ir gamybos išeigą.

2. Akumuliatoriaus ąselės ir antgalio suvirinimas

Akumuliatoriaus ąselės (kištukai) jungia vidinius elektrodus prie išorinių gnybtų. Paprastai teigiamas gnybtas naudoja aliuminį (Al), o neigiamas – nikeliu (Ni) arba nikeliu{1}}dengtą varią (Ni-Cu).

Iššūkis:Suvirinant šias labai laidžias, nepanašias medžiagas, reikalingas stiprus mechaninis sujungimas ir minimali elektrinė varža, nepažeidžiant apatinio separatoriaus. Nuolatinis suvirinimas lazeriu užtikrina lygias, patikimas ir estetiškai tobulas jungtis.

3. Gnybtų poliaus juostos taškinis suvirinimas

Jungiant elektrodų juosteles (gryno aliuminio, nikelio ar kompozito juosteles) dažnai reikia suvirinti siauras, didelio{0}}atspindinčio gebėjimo juostas (dažnai mažiau nei 1,5 mm pločio).

Sprendimas:Nors istoriškai impulsiniai lazeriai buvo paplitę, kvazi{0}}nuolatinės bangos (QCW) skaiduliniai lazeriai tapo pramonės standartu. Išskirtinė pluošto kokybė ir itin-mažas židinio taškas suteikia unikalių pranašumų dirbant su didelio-atspindinčiojo aliuminio ar variu labai ribotose erdvėse.

4. Korpuso-to-dangčio sandarinimas (lydinio sandarinimas)

Baterijų korpusai dažniausiai gaminami iš 3003 aliuminio lydinio, gryno aliuminio arba 304 nerūdijančio plieno.

Nerūdijantis plienas užtikrina puikų suvirinamumą tiek impulsiniu, tiek nuolatiniu lazeriu.

Aliuminio lydiniams geriausias pasirinkimas yra nepertraukiamo pluošto lazeriai. Jie slopina suvirinimo siūlės įtrūkimų jautrumą ir užtikrina sklandų įsiskverbimą. Ploniems aliuminio korpusams (~0,25 mm) naudojant nepertraukiamą lazerinį suvirinimą, o ne impulsines sistemas, gamybos efektyvumas padidinamas 5–10 kartų, o estetika ir hermetiškumas yra daug geresni.

5. Baterijos modulio ir paketo integravimas

Norint pasiekti norimą įtampą ir talpą, atskiri elementai nuosekliai arba lygiagrečiai sujungiami naudojant šynas (jungiamąsias dalis).

Didelis{0}}galios poreikis:Šynos yra storesnės ir itin greitai perduoda šilumą. Dėl didelio vario ir aliuminio atspindžio, didelės-galios skaiduliniai lazeriai yra privalomi siekiant užtikrinti gilų įsiskverbimą, patikimą konstrukcijos stiprumą ir minimalią elektros varžą visame akumuliatoriaus bloke.

Siekdama atitikti šiuos griežtus pramonės standartus, „Wuhan King's Laser“ siūlo pritaikytas,{0}}labai veiksmingas lazerių sistemas, skirtas automatizuotoms baterijų gamybos linijoms.

A sprendimas: QCW pluošto lazerinio suvirinimo aparatas

Geriausiai tinka:Akumuliatoriaus ąselės / antgalio suvirinimas, polių juostos taškinis suvirinimas ir siauro{0}}pločio tikslūs komponentai.

Pagrindinis privalumas:Su fokusuoto taško skersmeniu, kuris yra tik 1/3 tradicinių YAG lazerių. Jis užtikrina didelę didžiausią galią su minimaliu šilumos įvedimu, todėl puikiai tinka didelio-atspindinčiojo metalo (vario/aliuminio).

Sprendimas B: Automatinis nepertraukiamo pluošto lazerinio suvirinimo aparatas

Geriausiai tinka:Dėklas-už-sandarinimas, atsparus sprogimui-vožtuvo nuolatiniam suvirinimui ir sandarinimo šynų integravimui.

Pagrindinis privalumas:Lengvai įsiskverbia į metalus, kurių storis didesnis nei 2 mm. Įrengtas naujos kartos-pluošto lazerio šaltinis ir pažangi banguojanti suvirinimo galvutė, žymiai padidina suvirinimo siūlės toleranciją ir pašalina poringumą.

Suvirinimo kokybė lemia viską, pradedant nuo vieno elemento gamybos ir baigiant{0}}sunkiais akumuliatoriais. Laidumas, atsparumas tempimui, hermetiškas sandarumas, metalo nuovargis ir atsparumas korozijai yra pagrindiniai aukščiausios kokybės akumuliatoriaus etalonai. Lazerinis suvirinimas visuotinai tapo auksiniu standartu elektromobilių baterijų linijose, nes jis užtikrina neprilygstamą tikslumą, automatizuotą greitį, nulinį kontaktų pablogėjimą ir ekologišką pėdsaką.