S nárůstem prodeje nových energetických vozidel rychle roste také instalovaná kapacita napájecích baterií. Údaje ukazují, že v roce 2021 se v Číně prodalo 3,521 milionu kusů nových energetických vozidel, což představuje nárůst o 157,5 procenta; instalovaná kapacita napájecí baterie dosáhla 154,5 GWh, což představuje nárůst o 142,8 procenta. Podniky vyrábějící baterie musí rozšířit výrobní kapacitu, uvedl akademik Ouyang Minggao ve skupině 100 odborníků na elektromobily, že do roku 2025 dosáhne čínská kapacita výroby baterií 3,000 GWh. V procesu výroby napájecích baterií jsou nízké náklady, vysoká kvalita a vysoká účinnost sledováním tří hlavních cílů výrobních podniků, proto je dosažení tří cílů technického procesu a inteligentních zařízení velmi upřednostňováno výrobci baterií.
Napájecí baterie je také komplexní systém, od článku, bateriového modulu, bateriové sady, přes výrobní proces a nakonec sestavený do celého systému napájecích baterií. Mezi nimi spojení materiálu s materiálem, modul s modulem a struktura bateriového bloku zahrnuje vysoce náročný svařovací proces - laserové svařování.
Proces výroby napájecích baterií způsob svařování a proces rozumné volby přímo ovlivní náklady na baterii, kvalitu, bezpečnost a konzistenci baterie. Dalším krokem je uspořádání obsahu svařování napájecích baterií.
Napájecí baterie běžné svařovací aplikace
Napájecí baterie se dělí na čtvercové, válcové a soft pack baterie. V dnešní době do výroby napájecích baterií patří především použití spojů laserového svařování
Střední proces: svařování pólových oček (včetně předvaření), bodové svařování pólových pásků, předvaření jádra do pláště, těsnící svařování horního krytu pláště, těsnící svařování portu pro vstřikování kapaliny atd. na;
Proces zpětného kanálu: včetně přivaření spojovacích jazýčků při modulu bateriové sady a přivaření nevýbušného ventilu na krycí desce za modulem.
Svaření pláště baterie a krycí desky
Plášť a kryt napájecí baterie hrají roli zapouzdření elektrolytu a podpůrných elektrodových materiálů, poskytují stabilní a uzavřené prostředí pro skladování a uvolňování elektrické energie a její kvalita svařování přímo určuje těsnost a pevnost baterie, čímž ovlivňuje životnost a bezpečnost baterie. Pouzdro baterie je vyrobeno převážně z hliníkové slitiny Al3003, jejíž tloušťka se obvykle pohybuje mezi 0,6 a 0,8 mm, a je obecně svařováno pulzním laserem s nízkým výkonem. Spojení pouzdra a krytu je znázorněno na obrázku. Hlavními problémy s kvalitou laserového svaru v tomto místě jsou nedokonalosti, pórovitost a kašírování, které snižují těsnící výkon baterie.
Svařování kladných a záporných pólů baterie
Pól baterie je kladný a záporný kontakt baterie, obecně řečeno, kladná elektroda používá hliník, záporná elektroda používá měď, její funkcí je nechat pól baterie přes spojovací kus svařit, vytvořit sériový a paralelní obvod, vytvořit baterii modul.
Svařování těsnění ventilu v nevýbušném provedení
Nevýbušný ventil je tenkostěnné tělo ventilu na těsnící desce baterie, když vnitřní tlak baterie překročí specifikovanou hodnotu, tělo ventilu v nevýbušném provedení převezme hlavní roli při protržení a odvzdušnění, uvolní tlak a zabrání baterie před prasknutím. Konstrukce ventilu s ochranou proti výbuchu je důmyslná, většinou s laserovým svařováním pevně v určitém tvaru dvou hliníkových plechů. Když tlak uvnitř baterie stoupne na určitou hodnotu, hliníkový kus se protrhne z navržené polohy drážky, což zabrání baterii v dalším rozpínání a způsobí explozi. Proto jsou požadavky na proces laserového svařování extrémně přísné, požadavky na utěsnění svaru, přísnou kontrolu vstupu tepla, aby se zajistilo, že hodnota destruktivního tlaku při svařování se stabilizuje v určitém rozsahu (obecně v rozsahu 0 .4 ~ 0.7MPa), příliš velký nebo příliš malý bude mít velký dopad na bezpečnost baterie.
Svařování adaptéru baterie
Adaptér a flexibilní připojení jsou klíčové komponenty spojující kryt baterie s článkem baterie. Musí přitom zohledňovat požadavky na nadproud, pevnost a malé rozstřikování akumulátoru, takže při svařovacím procesu s krycí deskou je potřeba mít dostatečnou šířku svaru a zajistit, aby na el. článku, aby nedošlo ke zkratu baterie. Pokud jde o materiál záporné elektrody, měď patří k materiálu s nízkou mírou absorpce, který vyžaduje vyšší hustotu energie pro svařování, nejnovější laser Lianyin s modrým světlem kompozitního laseru může dobře vyřešit tradiční problémy procesu, jako je vysoká odrazivost a rozstřikování.
Svařování pólů baterie
Póly na krytu baterie jsou rozděleny na vnitřní a vnější připojení. Vnitřní spojení baterie je přivařením mezi pólovými oky článku baterie a pólovým sloupkem krycí desky; vnější spojení baterie je přivaření pólového pólu baterie přes spojovací kus pro vytvoření sériového a paralelního obvodu pro vytvoření bateriového modulu.
Hlavním problémem laserového svařování pólů baterie je také defekt vyfukovacího otvoru, jehož příčina je podobná jako u nevýbušných ventilů. Pólový svar je v podstatě spojovacím povrchem mezi hliníkovým adaptérem a tyčí a otvor v hliníkovém bloku má průměr pouze asi 6 mm, což velmi usnadňuje, aby v oblasti zůstaly nečistoty, jako je lisovací olej a čisticí prostředky. . Vysoká hustota energie laseru způsobuje nárůst teploty ve svařenci, což vede k rychlému odpařování nečistot zanechaných na pólu, což způsobuje únik bublin a opouštějí roztavenou lázeň překonávající povrchové napětí roztavené lázně, což má za následek defekt profouknuté díry. Během tohoto procesu rychlá změna výkonu pulsního laseru dále zvyšuje tendenci k vytváření výronů. Proto lze kromě intenzivního předsvarového čištění snížit výskyt děr optimalizací změny výkonu laseru.
Napájecí bateriový modul a svařování PACK
Bateriový modul lze chápat jako kombinaci lithium-iontových článků zapojených sériově a paralelně, s jediným zařízením pro monitorování a správu baterie. Konstrukční návrh bateriového modulu často určuje výkon a bezpečnost bateriové sady. Jeho konstrukce musí podpírat, fixovat a chránit elektrický článek. Současně bude standardem, jak splnit požadavky na nadproud, stejnoměrnost proudu, jak splnit kontrolu teploty bateriového článku a zda existuje vážná abnormalita, která může být odříznuta, aby se zabránilo řetězové reakci atd. posoudit přednosti bateriového modulu.
Zároveň díky přenosu tepla z mědi a hliníku je přenos tepla velmi rychlý a velmi vysoká odrazivost do laseru, tloušťka spojovacího kusu je poměrně velká, takže je nutné použít výkonnější laser, aby bylo možné dosáhnout svařování.
Závěr
V současné době jsou hlavními problémy laserového svařování v napájecích bateriích pórovitost, praskliny, špatné tvarování, dírky a další vady svařování. Tyto vady vedou ke snížení pevnosti, utěsnění a vodivosti baterie, což vede k řadě bezpečnostních problémů, jako je exploze baterie, únik kapaliny a tvorba tepla. V reakci na tyto problémy se velké množství studií zaměřuje na optimalizaci procesu, úpravou výkonu laserového svařování, šířky pulsu, rychlosti svařování, množství rozostření a dalších parametrů lze účinně snížit vady.
Není těžké vidět, že proces svařování napájecích baterií je delikátní práce, jakýkoli malý problém ovlivní výkon a bezpečnost následné hotové napájecí baterie. Proto vysoce kvalitní materiály a vysoce kvalitní laserové svařovací zařízení je pro zajištění úspěchu procesu svařování základem. Inteligentní technologie reprezentovaná plánováním trasy laserového svařování, identifikací svaru, identifikací defektů, sledováním kvality atd. je také jedním z horkých míst pro budoucí výzkum. Přeloženo pomocí www.DeepL.com/Translator (bezplatná verze)
