lithiová baterie
Díky výhodám vysoké měrné energie, dlouhé životnosti cyklu, malému samovybíjení, žádnému paměťovému efektu a žádnému znečištění jsou lithium-iontové baterie široce používány v různých elektronických zařízeních a vozidlech a staly se špičkovým průmyslem zaměřeným na rozvoj energetického pole.
Napájecí baterie označuje baterii používanou v elektrických vozidlech. Ve srovnání s malokapacitními bateriemi má větší kapacitu a výstupní výkon. Může být použit pro pohon elektrických vozidel a sekundární baterie ve velkých mobilních aplikacích. Existuje mnoho výrobních procesů pro lithium-iontové baterie nebo bateriové sady a existuje mnoho procesů, jako je svařování těsnění ventilů v nevýbušném provedení, svařování jazýčků, svařování měkkých spojů, bodové svařování přilby, svařování těsnění pláště baterie, svařování modulů a PACK. Laserové svařování je nejlepší proces. Materiály používané pro svařování napájecích baterií jsou především čistá měď, hliník a slitiny hliníku a nerezová ocel.
Aplikace laserového svařování v oblasti lithiových baterií
1. Svařování ventilů s ochranou proti výbuchu baterie
Nevýbušný ventil baterie je tenkostěnné tělo ventilu na těsnící desce baterie. Když vnitřní tlak baterie překročí specifikovanou hodnotu, tělo ventilu odolného proti výbuchu praskne, aby se zabránilo prasknutí baterie. Pojistný ventil má důmyslnou konstrukci a tento proces má extrémně přísné požadavky na proces laserového svařování. Před použitím kontinuálního laserového svařování bylo svařování bateriových ventilů odolných proti výbuchu prováděno pulzním laserovým svařováním a kontinuálního těsnícího svařování bylo dosaženo překrýváním a překrýváním místa svařování a místa svařování, ale účinnost svařování byla nízká a těsnění výkon byl poměrně slabý. Kontinuálním laserovým svařováním lze dosáhnout vysokorychlostního a vysoce kvalitního svařování a lze zaručit stabilitu svařování, účinnost svařování a výtěžnost.
2. Svařování poutka baterie
Záložky jsou obvykle rozděleny do tří materiálů. Kladná elektroda baterie používá hliníkový (Al) materiál a záporná elektroda používá niklový (Ni) materiál nebo poniklovaný měděný (Ni-Cu) materiál. Ve výrobním procesu napájecích baterií je jedním ze spojení svaření výčnělků a pólů baterií dohromady. Při výrobě sekundární baterie je potřeba ji svařit s dalším hliníkovým pojistným ventilem. Svařování potřebuje nejen zajistit spolehlivé spojení mezi jazýčkem a tyčí, ale také vyžaduje, aby svarový šev byl hladký a krásný.
3. Bodové svařování pólů baterie
Materiály používané pro bateriové pólové proužky zahrnují čisté hliníkové proužky, niklové proužky, hliníkovo-niklové kompozitní proužky a malé množství měděných proužků. Svařování bateriových pólových pásků obecně používá pulzní svařovací stroj. Zároveň je díky dobré kvalitě paprsku a malému svařovacímu místu vhodný pro vysoce reflexní hliníkové pásy, měděné pásy a úzkopásmové bateriové pólové pásy (šířka pólového pásku je 1,1. 5 mm nebo méně) svařování má jedinečné výhody .
4. Těsnící přivaření pláště napájecí baterie a krycí desky
Materiály pláště napájecích baterií jsou hliníková slitina a nerezová ocel, mezi nimiž je nejpoužívanější hliníková slitina, obecně hliníková slitina 3003, a několik z nich používá čistý hliník. Nerezová ocel je nejlepším materiálem pro laserovou svařitelnost, zejména nerezová ocel 304, ať už pulzní nebo kontinuální laser, může získat svary s dobrým vzhledem a výkonem.
Výkon laserového svařování hliníku a hliníkových slitin se mírně liší v závislosti na použité metodě svařování. Kromě čistého hliníku a hliníkových slitin řady 3 není problém s pulzním svařováním a kontinuálním svařováním. U jiných sérií hliníkových slitin je kontinuální laserové svařování nejlepší volbou pro snížení náchylnosti k prasklinám. Zároveň vybírejte laser s odpovídajícím výkonem podle tloušťky pouzdra napájecí baterie. Obecně platí, že když je tloušťka pouzdra menší než 1 mm, lze uvažovat o jednovidovém laseru do 1000 W a při tloušťce nad 1 mm by měl být použit jednorežimový nebo vícevidový laser s výkonem nad 1000 W.
Malokapacitní lithiové baterie často používají relativně tenké hliníkové skořepiny (asi 0,25 mm silné) a existují také 18650 a další ocelové skořepiny. Kvůli tloušťce pláště se při svařování takových baterií obecně používá laser s nižším výkonem. Použitím kontinuálních laserů pro svařování tenkých lithiových baterií lze účinnost zvýšit 5 až 10krát a vzhled a těsnicí výkon jsou lepší. Proto je trendem v této aplikační oblasti postupně nahrazovat pulzní lasery.
5. Napájecí bateriový modul a svařování paketů
Sériově paralelní spojení mezi napájecími bateriemi je obecně dokončeno svařením spojovacího kusu a jediné baterie. Kladné a záporné elektrody jsou vyrobeny z různých materiálů. Obecně existují dva materiály, měď a hliník. Vzhledem k tomu, že měď a hliník jsou svařovány laserem za vzniku křehkých sloučenin, je nemožné, aby byly splněny požadavky na použití, kromě ultrazvukového svařování, měď a měď, hliník a hliník jsou obecně svařovány laserem. Zároveň je díky rychlému přenosu tepla mědi a hliníku a vysoké odrazivosti do laseru tloušťka spojovacího kusu poměrně velká, takže pro dosažení svařování je nutné použít laser s vyšším výkonem.
Vlastnosti laserem svařovaných lithiových baterií
Od výroby lithiových bateriových článků až po seskupování bateriových sad je svařování velmi důležitým výrobním procesem. Vodivost, pevnost, vzduchotěsnost, únava kovu a odolnost proti korozi lithiových baterií jsou typické hodnotící standardy pro kvalitu svařování baterií. . Výběr metody svařování a procesu svařování přímo ovlivní náklady, kvalitu, bezpečnost a konzistenci baterie. Laserové svařování se stalo první volbou pro mnoho svařovacích úkolů díky svým výhodám bezpečného a spolehlivého svařování, přesné technologie a ochrany životního prostředí.
