Lithium-Batterie

Lithium-Batterie

Aufgrund der Vorteile der hohen spezifischen Energie, der langen Lebensdauer, der geringen Selbstentladung, des fehlenden Memory-Effekts und der Umweltfreundlichkeit finden Lithium-Ionen-Batterien breite Anwendung in verschiedenen elektronischen Geräten und Fahrzeugen und haben sich zu einer High-Tech-Industrie entwickelt, die sich auf die Entwicklung des Energiebereichs konzentriert.
Power-Batterie bezieht sich auf die in Elektrofahrzeugen verwendete Batterie. Im Vergleich zu Batterien mit geringerer Kapazität hat sie eine größere Kapazität und Ausgangsleistung. Sie kann für den Antrieb von Elektrofahrzeugen und als Sekundärbatterie in großen mobilen Stromversorgungsanwendungen eingesetzt werden. Es gibt viele Produktionsverfahren für Lithium-Ionen-Batterien oder -Batteriepacks, und es gibt viele Verfahren, wie z. B. das explosionssichere Schweißen von Ventildichtungen, das Schweißen von Laschen, das Schweißen von weichen Verbindungen, das Helmpunktschweißen, das Schweißen von Batterieschalen, das Modul- und PACK-Schweißen. Das Laserschweißen ist das beste Verfahren. Für das Schweißen von Strombatterien werden hauptsächlich reines Kupfer, Aluminium und Aluminiumlegierungen sowie rostfreier Stahl verwendet.

Anwendung des Laserschweißens im Bereich der Lithiumbatterie

1. Batterie explosionssicheres Ventilschweißen

Das explosionsgeschützte Ventil der Batterie ist ein dünnwandiger Ventilkörper auf der Dichtungsplatte der Batterie. Wenn der Innendruck der Batterie den angegebenen Wert überschreitet, bricht das explosionssichere Ventilgehäuse, um ein Bersten der Batterie zu verhindern. Das Sicherheitsventil hat eine ausgeklügelte Struktur, und dieses Verfahren stellt äußerst strenge Anforderungen an den Laserschweißprozess. Vor dem Einsatz des kontinuierlichen Laserschweißens wurde das Schweißen von explosionsgeschützten Batterieventilen durch gepulstes Laserschweißen durchgeführt, und das kontinuierliche Dichtungsschweißen wurde durch Überlappen und Abdecken des Schweißpunkts und des Schweißpunkts erreicht, aber die Schweißleistung war gering und die Dichtungsleistung war relativ schlecht. Beim kontinuierlichen Laserschweißen können hohe Schweißgeschwindigkeiten und eine hohe Schweißqualität erreicht werden, und die Schweißstabilität, die Schweißeffizienz und die Ausbeute können garantiert werden.

2. Schweißen der Batterielasche

Die Registerkarten sind in der Regel in drei Materialien unterteilt. Die positive Elektrode der Batterie besteht aus Aluminium (Al) und die negative Elektrode aus Nickel (Ni) oder nickelbeschichtetem Kupfer (Ni-Cu). Bei der Herstellung von Strombatterien werden unter anderem die Batteriezungen und -pole zusammengeschweißt. Bei der Herstellung der Sekundärbatterie muss diese mit einem weiteren Aluminium-Sicherheitsventil verschweißt werden. Beim Schweißen muss nicht nur die zuverlässige Verbindung zwischen der Lasche und dem Mast gewährleistet sein, sondern auch die Schweißnaht muss glatt und schön sein.

3. Punktschweißen von Batteriepolen

Zu den Materialien, die für Batteriepolbänder verwendet werden, gehören reine Aluminiumbänder, Nickelbänder, Aluminium-Nickel-Verbundbänder und ein geringer Anteil an Kupferbändern. Das Schweißen von Batteriepolbändern erfolgt in der Regel mit einem Impulsschweißgerät. Zur gleichen Zeit, aufgrund seiner guten Strahlqualität und kleinen Schweißpunkt, ist es geeignet für hochreflektierende Aluminiumstreifen, Kupferstreifen und schmalbandige Batteriepolstreifen (Polstreifenbreite ist 1,1. 5mm oder weniger) Schweißen hat einzigartige Vorteile.

4. Dichtschweißen von Batteriegehäuse und Abdeckplatte

Als Gehäusematerialien werden Aluminiumlegierungen und rostfreier Stahl verwendet, wobei Aluminiumlegierungen am häufigsten zum Einsatz kommen, in der Regel die Aluminiumlegierung 3003, in einigen Fällen auch reines Aluminium. Edelstahl ist das beste Material für das Laserschweißen, insbesondere Edelstahl 304. Mit gepulsten oder kontinuierlichen Lasern lassen sich Schweißnähte mit gutem Aussehen und guter Leistung erzielen.
Die Laserschweißleistung von Aluminium und Aluminiumlegierungen ist je nach Schweißverfahren leicht unterschiedlich. Mit Ausnahme von reinem Aluminium und 3-Serien-Aluminiumlegierungen gibt es keine Probleme beim Impulsschweißen und kontinuierlichen Schweißen. Für andere Serien von Aluminiumlegierungen ist das kontinuierliche Laserschweißen die beste Wahl, um die Rissanfälligkeit zu verringern. Wählen Sie gleichzeitig einen Laser mit angemessener Leistung entsprechend der Dicke des Batteriegehäuses. Im Allgemeinen kann bei einer Gehäusedicke von weniger als 1 mm ein Singlemode-Laser mit einer Leistung von bis zu 1000 W in Betracht gezogen werden, und bei einer Dicke von mehr als 1 mm sollte ein Singlemode- oder Multimode-Laser mit mehr als 1000 W verwendet werden.
Für Lithiumbatterien mit kleiner Kapazität werden häufig relativ dünne Aluminiumgehäuse (etwa 0,25 mm dick) verwendet, es gibt aber auch 18650er und andere Stahlgehäuse. Aufgrund der Dicke des Gehäuses wird beim Schweißen solcher Batterien im Allgemeinen ein Laser mit geringerer Leistung verwendet. Durch den Einsatz von kontinuierlichen Lasern zum Schweißen von dünnwandigen Lithiumbatterien kann die Effizienz um das 5- bis 10-fache gesteigert werden, und das Aussehen und die Dichtungsleistung sind besser. Daher gibt es einen Trend, gepulste Laser in diesem Anwendungsbereich schrittweise zu ersetzen.

5. Schweißen des Batteriemoduls und des Pakets

Die Serien-Parallelschaltung zwischen Leistungsbatterien wird im Allgemeinen durch Schweißen des Verbindungsstücks und der Einzelbatterie hergestellt. Die positiven und negativen Elektroden sind aus unterschiedlichen Materialien gefertigt. Im Allgemeinen gibt es zwei Materialien, Kupfer und Aluminium. Da Kupfer und Aluminium lasergeschweißt werden, um spröde Verbindungen zu bilden, ist es unmöglich, um die Anforderungen der Verwendung zu erfüllen, zusätzlich zu Ultraschallschweißen, Kupfer und Kupfer, Aluminium und Aluminium sind in der Regel lasergeschweißt. Gleichzeitig ist die Dicke des Verbindungsstücks aufgrund der schnellen Wärmeübertragung von Kupfer und Aluminium und der hohen Reflexionsfähigkeit des Lasers relativ groß, so dass zum Schweißen eine höhere Laserleistung erforderlich ist.

Merkmale der lasergeschweißten Lithiumbatterien

Von der Herstellung von Lithium-Batteriezellen bis zur Zusammenstellung von Batteriepaketen ist das Schweißen ein sehr wichtiger Fertigungsprozess. Die Leitfähigkeit, Festigkeit, Luftdichtheit, Metallermüdung und Korrosionsbeständigkeit von Lithiumbatterien sind typische Bewertungsmaßstäbe für die Qualität des Batterieschweißens. . Die Wahl der Schweißmethode und des Schweißverfahrens wirkt sich direkt auf die Kosten, die Qualität, die Sicherheit und die Konsistenz der Batterie aus. Das Laserschweißen ist aufgrund seiner Vorteile – sicheres und zuverlässiges Schweißen, Präzisionstechnik und Umweltschutz – zur ersten Wahl für viele Schweißaufgaben geworden.