بطارية ليثيوم

بطارية ليثيوم

نظرًا لمزايا الطاقة المحددة العالية ، وعمر الدورة الطويلة ، والتفريغ الذاتي الصغير ، وعدم وجود تأثير للذاكرة ولا تلوث ، تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون على نطاق واسع في مختلف المعدات والمركبات الإلكترونية ، وأصبحت صناعة ذات تقنية عالية تركز على تطوير مجال الطاقة.
تشير بطارية الطاقة إلى البطارية المستخدمة في السيارات الكهربائية. بالمقارنة مع البطاريات ذات السعة الصغيرة ، فهي تتمتع بقدرة أكبر وإخراج طاقة أكبر. يمكن استخدامه لقوة محرك السيارة الكهربائية والبطاريات الثانوية في تطبيقات الطاقة المتنقلة الكبيرة. هناك العديد من عمليات الإنتاج لبطاريات الليثيوم أيون أو حزم البطاريات ، وهناك العديد من العمليات ، مثل لحام ختم الصمام المضاد للانفجار ، ولحام علامة التبويب ، ولحام التوصيل الناعم ، ولحام نقطة الخوذة ، ولحام غلاف البطارية ، ولحام الوحدة ولحام PACK. اللحام بالليزر هو أفضل عملية. المواد المستخدمة في لحام بطاريات الطاقة هي بشكل أساسي النحاس النقي والألمنيوم وسبائك الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ.

تطبيقات اللحام بالليزر في مجال بطارية الليثيوم

1. بطارية لحام صمام واقية من الانفجار

الصمام المقاوم للانفجار للبطارية عبارة عن جسم صمام رقيق الجدران على لوحة إحكام إغلاق البطارية. عندما يتجاوز الضغط الداخلي للبطارية القيمة المحددة ، سيتمزق جسم الصمام المقاوم للانفجار لمنع البطارية من الانفجار. يتمتع صمام الأمان بهيكل بارع ، وهذه العملية لها متطلبات صارمة للغاية في عملية اللحام بالليزر. قبل استخدام اللحام المستمر بالليزر ، تم إجراء لحام الصمامات المقاومة للانفجار بالبطارية عن طريق اللحام بالليزر النبضي ، وتم تحقيق اللحام الختم المستمر من خلال تداخل وتغطية بقعة اللحام ونقطة اللحام ، لكن كفاءة اللحام كانت منخفضة والختم كان الأداء ضعيفًا نسبيًا. يمكن أن يحقق اللحام المستمر بالليزر لحامًا عالي السرعة وعالي الجودة ، ويمكن ضمان استقرار اللحام وكفاءة اللحام والعائد.

2. لحام علامة التبويب البطارية

عادة ما يتم تقسيم علامات التبويب إلى ثلاث مواد. يستخدم القطب الموجب للبطارية مادة الألومنيوم (Al) ، ويستخدم القطب السالب مادة النيكل (Ni) أو مادة النحاس المطلية بالنيكل (Ni-Cu). في عملية تصنيع بطاريات الطاقة ، تتمثل إحدى الروابط في لحام أقطاب وأعمدة البطارية معًا. في تصنيع البطارية الثانوية ، يجب أن يتم لحامها بصمام أمان آخر من الألومنيوم. لا يحتاج اللحام فقط إلى ضمان الاتصال الموثوق به بين العروة والعمود ، ولكنه يتطلب أيضًا أن يكون خط اللحام سلسًا وجميلًا.

3. اللحام النقطي لأعمدة البطارية

تشمل المواد المستخدمة لشرائط أعمدة البطارية شرائط الألمنيوم النقي وشرائط النيكل وشرائط الألومنيوم والنيكل المركبة وكمية صغيرة من الأشرطة النحاسية. يستخدم لحام شرائط عمود البطارية عمومًا آلة لحام نبضي. في الوقت نفسه ، نظرًا لجودة الحزمة الجيدة ونقطة اللحام الصغيرة ، فهي مناسبة لشرائط الألمنيوم عالية الانعكاس ، والأشرطة النحاسية وشرائط قطب البطارية ضيقة النطاق (عرض شريط العمود 1.1.5 مم أو أقل) يتميز اللحام بمزايا فريدة .

4. لحام الختم لقذيفة بطارية الطاقة ولوحة الغطاء

مواد غلاف بطاريات الطاقة هي سبائك الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ ، ومن بينها سبائك الألومنيوم هي الأكثر استخدامًا ، وعمومًا سبائك الألومنيوم 3003 ، وقليل من الألومنيوم النقي يستخدم. الفولاذ المقاوم للصدأ هو أفضل مادة لقابلية اللحام بالليزر ، وخاصة الفولاذ المقاوم للصدأ 304 ، سواء كان الليزر النبضي أو المستمر يمكنه الحصول على اللحامات بمظهر جيد وأداء جيد.
يختلف أداء اللحام بالليزر للألمنيوم وسبائك الألومنيوم اختلافًا طفيفًا اعتمادًا على طريقة اللحام المستخدمة. باستثناء الألومنيوم النقي وسبائك الألومنيوم من السلسلة الثالثة ، فلا توجد مشكلة في اللحام النبضي واللحام المستمر. بالنسبة لسلسلة أخرى من سبائك الألومنيوم ، يعد اللحام بالليزر المستمر هو الخيار الأفضل لتقليل التعرض للتشقق. في نفس الوقت ، اختر ليزرًا بطاقة مناسبة وفقًا لسمك غلاف بطارية الطاقة. بشكل عام ، عندما يكون سمك الغلاف أقل من 1 مم ، يمكن استخدام ليزر أحادي الوضع في حدود 1000 وات ، ويجب استخدام ليزر أحادي الوضع أو متعدد الأوضاع أعلى من 1000 وات عندما تكون السماكة أعلى من 1 مم.
غالبًا ما تستخدم بطاريات الليثيوم ذات السعة الصغيرة أغلفة رقيقة من الألومنيوم (حوالي 0.25 مم) ، وهناك أيضًا 18650 وأغلفة فولاذية أخرى. نظرًا لسمك الغلاف ، يستخدم لحام هذه البطاريات بشكل عام ليزرًا منخفض الطاقة. باستخدام الليزر المستمر للحام بطاريات الليثيوم ذات الغلاف الرقيق ، يمكن زيادة الكفاءة بمقدار 5 إلى 10 مرات ، ويكون المظهر وأداء الختم أفضل. لذلك ، هناك اتجاه لاستبدال الليزر النبضي تدريجياً في مجال التطبيق هذا.

5. وحدة بطارية الطاقة ولحام العبوة

يتم إكمال الاتصال المتسلسل المتوازي بين بطاريات الطاقة بشكل عام عن طريق لحام القطعة المتصلة والبطارية المفردة. الأقطاب الموجبة والسالبة مصنوعة من مواد مختلفة. بشكل عام ، هناك نوعان من المواد ، النحاس والألمنيوم. نظرًا لأن النحاس والألمنيوم ملحومان بالليزر لتشكيل مركبات هشة ، فمن المستحيل تلبية متطلبات الاستخدام ، بالإضافة إلى اللحام بالموجات فوق الصوتية ، يتم لحام النحاس والنحاس والألمنيوم والألمنيوم بشكل عام بالليزر. في الوقت نفسه ، نظرًا للانتقال السريع للحرارة للنحاس والألمنيوم ، والانعكاس العالي لليزر ، فإن سمك القطعة المتصلة كبير نسبيًا ، لذلك من الضروري استخدام ليزر عالي الطاقة لتحقيق اللحام.

ميزات بطاريات الليثيوم الملحومة بالليزر

من تصنيع خلايا بطارية الليثيوم إلى تجميع حزم البطاريات ، يعد اللحام عملية تصنيع مهمة للغاية. تعتبر الموصلية والقوة وضيق الهواء وإجهاد المعدن ومقاومة التآكل لبطاريات الليثيوم معايير تقييم نموذجية لجودة لحام البطاريات. . سيؤثر اختيار طريقة اللحام وعملية اللحام بشكل مباشر على تكلفة البطارية وجودتها وسلامتها واتساقها. أصبح اللحام بالليزر الخيار الأول للعديد من مهام اللحام نظرًا لمزايا اللحام الآمن والموثوق ، والتكنولوجيا الدقيقة ، وحماية البيئة.