Bilo da se radi o prizmatičnim ćelijama ili cilindričnim ćelijama, zavarivanje je jedan od važnih procesa u proizvodnji baterija. U liniji za proizvodnju litijskih baterija, proizvodni dio procesa zavarivanja uglavnom je koncentriran na odjeljak linije za sklapanje ćelija i PACK, pogledajte donju sliku:
Kratak opis pojedinosti procesa zavarivanja
1. Zavarivanje sigurnosnih otvora
Sigurnosni otvor, poznat i kao sigurnosni ventil, tijelo je ventila tankih stijenki na gornjem poklopcu baterije. Kada unutarnji tlak baterije prijeđe navedenu vrijednost, sigurnosni otvor puca i oslobađa tlak kako bi se spriječilo pucanje baterije. Sigurnosni otvor ima genijalnu strukturu. Obično se koristi lasersko zavarivanje za fiksiranje dva aluminijska metalna lima određenog oblika. Kada unutarnji tlak baterije naraste do određene vrijednosti, aluminijski lim se lomi od dizajniranog položaja utora kako bi se spriječilo daljnje širenje i eksplozija baterije. Stoga ovaj proces ima izuzetno stroge zahtjeve za tehnologiju laserskog zavarivanja. Zavareni šav mora biti zabrtvljen, a ulaz topline je strogo kontroliran kako bi se osiguralo da je vrijednost tlaka oštećenja zavarenog šava stabilna unutar određenog raspona (općenito 0.4~0.7MPa) . Prevelike ili premale imat će veliki utjecaj na sigurnost baterije.
2. Zavarivanje terminala
Priključci na poklopcu baterije podijeljeni su na pozitivne i negativne priključke. Funkcija stezaljki također se dijeli na unutarnje i vanjske veze. Unutarnji spoj je zavarivanje jezičaka baterije na priključke. Vanjska veza je zavarivanje terminala baterije kroz spojne trake kako bi se formirali serijski i paralelni krugovi kako bi se formirao paket baterija.
Priključci baterije općenito koriste aluminij za pozitivnu elektrodu i bakar za negativnu elektrodu, i obično koriste strukturu sa zakovicama. Nakon završenog zakivanja pristupa se zavarivanju, najčešće kruga promjera 8 mm. Pri zavarivanju, sve dok su vlačna sila i vodljiva svojstva zadovoljeni projektnim zahtjevima, preferiraju se vlaknasti laseri ili hibridni laseri za zavarivanje s dobrom kvalitetom snopa i ravnomjernom raspodjelom energije. Za zavarivanje koristite fiber laser ili hibridni laser za zavarivanje. Može ostvariti stabilnost zavarivanja konstrukcije aluminij-aluminij i zavarivanja strukture bakar-bakar električnih priključaka, smanjiti prskanje i time poboljšati učinak zavarivanja.
3. Zavarivanje produžetka jezičca
List produžetka jezička ključna je komponenta koja povezuje poklopac baterije i želatinastu rolu baterije. Također mora uzeti u obzir prekostruju, snagu i niske zahtjeve za prskanje baterije. Stoga, tijekom procesa zavarivanja s poklopcem, mora postojati dovoljna širina zavara, te je potrebno osigurati da nikakve čestice ne padnu na želatinasti valjak baterije kako bi se izbjegao kratki spoj baterije. Bakar, kao materijal negativne elektrode, je materijal visoke refleksije s niskom stopom apsorpcije i zahtijeva veću gustoću energije tijekom zavarivanja.
4. Zavarivanje limenki za brtvljenje
Materijali kućišta baterija uključuju aluminijsku slitinu i nehrđajući čelik. Među njima se najviše koristi aluminijska legura, a nekoliko koristi čisti aluminij. Nehrđajući čelik je materijal s najboljom laserskom zavarivošću, posebno nehrđajući čelik 304. Bez obzira koristite li pulsni ili kontinuirani laser, mogu se dobiti zavari dobrog izgleda i performansi. Korištenje kontinuiranog lasera za zavarivanje litijevih baterija s tankim omotačem može povećati učinkovitost za 5 do 10 puta, a izgled i svojstva brtvljenja su bolji. Sada, kako bi se postigla veća brzina zavarivanja i ujednačeniji izgled, većina tvrtki počela je koristiti hibridno zavarivanje i prstenastu svjetlosnu točku kako bi zamijenila prethodno zavarivanje pojedinačnih vlakana pri maloj brzini. Trenutačno je brzina zavarivanja linija za masovnu proizvodnju većine tvrtki dosegla 200 mm/s. Za linije za zavarivanje optičkih vlakana male brzine nekih proizvođača, kako bi se osigurala stabilnost zavarenog spoja, opća brzina masovne proizvodnje je 70 mm/s.
5. Zavarivanje brtvenih noktiju
Brtveni čavli (kapice za popunjavanje rupa) također dolaze u mnogim oblicima, a njihov oblik je obično okrugla kapica promjera 8 mm i debljine oko 0,9 mm. Osnovni uvjet za zavarivanje je da vrijednost otpornog tlaka dosegne 1,1 MPa i ne smije biti rupa, pukotina ili točaka eksplozije. Kao posljednji postupak zavarivanja baterijskih ćelija, učinak zavarivanja brtvenih čavala je posebno važan. Zbog prisutnosti zaostalog elektrolita tijekom zavarivanja brtvenih čavala, doći će do oštećenja kao što su točke eksplozije i rupice. Ključni način za suzbijanje ovih nedostataka je smanjenje unosa topline. Korištenje laserskog zavarivanja može uvelike poboljšati stabilnost i kompatibilnost, čime se uvelike poboljšava stopa prinosa.
6. PAKIRANJE Zavarivanje sabirnica
Baterijski modul može se shvatiti kao kombinacija litij-ionskih ćelija spojenih u seriju i paralelno, s instaliranim jednim uređajem za nadzor i upravljanje baterijom. Strukturni dizajn baterijskog modula često određuje učinkovitost i sigurnost baterije. Njegova struktura mora podržavati, učvršćivati i štititi baterije. U isto vrijeme, kako zadovoljiti zahtjeve nadstruje, jednolikost struje, kako kontrolirati temperaturu ćelije i može li se napajanje prekinuti u slučaju ozbiljnih abnormalnosti kako bi se izbjegle lančane reakcije itd., sve će to biti kriteriji za procjenu kvaliteta baterijskih modula. Budući da lasersko zavarivanje između bakra i aluminija ima tendenciju stvaranja krhkih spojeva koji ne mogu zadovoljiti zahtjeve uporabe, obično se koristi ultrazvučno zavarivanje. Osim toga, bakar i bakar, aluminij i aluminij općenito se zavaruju laserom. U isto vrijeme, budući da i bakar i aluminij vrlo brzo provode toplinu i imaju vrlo visoku refleksiju lasera, a debljina produžnog lista je relativno velika, za postizanje zavarivanja potreban je laser veće snage.
