batterie au lithium

batterie au lithium

Grâce à leur énergie spécifique élevée, leur longue durée de vie, leur faible autodécharge, leur absence d’effet de mémoire et de pollution, les batteries lithium-ion sont largement utilisées dans divers équipements électroniques et véhicules. Elles sont devenues une industrie de haute technologie axée sur le développement du secteur de l’énergie.
La batterie de puissance désigne la batterie utilisée dans les véhicules électriques. Par rapport aux batteries de petite capacité, elle a une capacité et une puissance de sortie plus importantes. Il peut être utilisé pour l’alimentation des véhicules électriques et les batteries secondaires dans les grandes applications d’alimentation mobile. Il existe de nombreux processus de production pour les batteries lithium-ion ou les packs de batteries, comme le soudage d’étanchéité de la valve antidéflagrante, le soudage de la languette, le soudage de la connexion souple, le soudage par points du casque, le soudage d’étanchéité de la coque de la batterie, le soudage du module et du PACK. Le soudage au laser est le meilleur procédé. Les matériaux utilisés pour le soudage des piles électriques sont principalement le cuivre pur, l’aluminium et les alliages d’aluminium, et l’acier inoxydable.

Application du soudage au laser dans le domaine des batteries au lithium

1. Soudure de la valve antidéflagrante de la batterie

La valve antidéflagrante de la batterie est un corps de valve à paroi mince sur la plaque d’étanchéité de la batterie. Lorsque la pression interne de la batterie dépasse la valeur spécifiée, le corps de la valve antidéflagrante se rompt pour empêcher l’éclatement de la batterie. La soupape de sécurité a une structure ingénieuse, et ce procédé a des exigences extrêmement strictes sur le processus de soudage au laser. Avant l’utilisation du soudage laser continu, le soudage des soupapes antidéflagrantes des batteries était effectué par soudage laser pulsé, et le soudage d’étanchéité continu était réalisé par chevauchement et recouvrement du point de soudure et du point de soudure, mais l’efficacité du soudage était faible et les performances d’étanchéité relativement médiocres. Le soudage laser continu permet de réaliser un soudage à grande vitesse et de haute qualité, et la stabilité, l’efficacité et le rendement du soudage peuvent être garantis.

2. Soudure de la languette de la batterie

Les onglets sont généralement divisés en trois matériaux. L’électrode positive de la batterie utilise un matériau en aluminium (Al), et l’électrode négative utilise un matériau en nickel (Ni) ou en cuivre nickelé (Ni-Cu). Dans le processus de fabrication des batteries d’alimentation, l’une des liaisons consiste à souder ensemble les languettes et les pôles de la batterie. Lors de la fabrication de la batterie secondaire, il faut la souder avec une autre soupape de sécurité en aluminium. Le soudage doit non seulement assurer une connexion fiable entre la languette et le poteau, mais aussi faire en sorte que le cordon de soudure soit lisse et beau.

3. Soudage par points des pôles de la batterie

Les matériaux utilisés pour les bandes de pôle de batterie comprennent des bandes d’aluminium pur, des bandes de nickel, des bandes composites aluminium-nickel et une petite quantité de bandes de cuivre. Le soudage des bandes de pôles de batterie s’effectue généralement à l’aide d’une machine à souder par impulsions. Dans le même temps, en raison de la bonne qualité de son faisceau et de son petit spot de soudage, il convient aux bandes d’aluminium à haute réflectivité, aux bandes de cuivre et aux bandes de pôles de batterie à bande étroite (la largeur des bandes de pôles est de 1,1. 5 mm ou moins) ; le soudage présente des avantages uniques.

4. Soudure d’étanchéité du boîtier de la batterie et de la plaque de recouvrement.

Les matériaux de l’enveloppe des batteries d’alimentation sont l’alliage d’aluminium et l’acier inoxydable, parmi lesquels l’alliage d’aluminium est le plus utilisé, généralement l’alliage d’aluminium 3003, et quelques-uns utilisent de l’aluminium pur. L’acier inoxydable est le meilleur matériau pour la soudabilité au laser, en particulier l’acier inoxydable 304. Que le laser soit pulsé ou continu, il peut obtenir des soudures de bonne apparence et de bonne performance.
La performance du soudage au laser de l’aluminium et des alliages d’aluminium varie légèrement en fonction de la méthode de soudage utilisée. À l’exception de l’aluminium pur et des alliages d’aluminium de la série 3, le soudage par impulsions et le soudage continu ne posent aucun problème. Pour les autres séries d’alliages d’aluminium, le soudage laser continu est le meilleur choix pour réduire la susceptibilité aux fissures. En même temps, choisissez un laser d’une puissance appropriée en fonction de l’épaisseur du boîtier de la batterie d’alimentation. En général, lorsque l’épaisseur du boîtier est inférieure à 1 mm, un laser monomode de moins de 1000 W peut être envisagé, et un laser monomode ou multimode de plus de 1000 W doit être utilisé lorsque l’épaisseur est supérieure à 1 mm.
Les piles au lithium de petite capacité utilisent souvent des coques en aluminium relativement fines (environ 0,25 mm d’épaisseur), et il existe également des coques 18650 et autres coques en acier. En raison de l’épaisseur de la coque, le soudage de ces batteries utilise généralement un laser de plus faible puissance. L’utilisation de lasers continus pour souder les batteries au lithium à coquille mince permet d’augmenter l’efficacité de 5 à 10 fois, et l’apparence et les performances d’étanchéité sont meilleures. Par conséquent, la tendance est de remplacer progressivement les lasers pulsés dans ce domaine d’application.

5. Soudage du module et du bloc de batteries d’alimentation

La connexion série-parallèle entre les batteries d’alimentation est généralement réalisée en soudant la pièce de connexion et la batterie individuelle. Les électrodes positives et négatives sont faites de matériaux différents. Il existe généralement deux matériaux, le cuivre et l’aluminium. Comme le cuivre et l’aluminium sont soudés au laser pour former des composés fragiles, il est impossible de Pour répondre aux exigences d’utilisation, en plus du soudage par ultrasons, le cuivre et le cuivre, l’aluminium et l’aluminium sont généralement soudés au laser. Dans le même temps, en raison du transfert thermique rapide du cuivre et de l’aluminium, et de la réflectivité élevée du laser, l’épaisseur de la pièce de connexion est relativement importante, il est donc nécessaire d’utiliser un laser de plus grande puissance pour réaliser la soudure.

Caractéristiques des piles au lithium soudées au laser

De la fabrication des cellules de batteries au lithium au regroupement des batteries, le soudage est un processus de fabrication très important. La conductivité, la solidité, l’étanchéité, la fatigue du métal et la résistance à la corrosion des piles au lithium sont des normes d’évaluation typiques de la qualité de la soudure des piles. . Le choix de la méthode et du procédé de soudage aura une incidence directe sur le coût, la qualité, la sécurité et la constance de la batterie. Le soudage au laser est devenu le premier choix pour de nombreuses tâches de soudage en raison de ses avantages : soudage sûr et fiable, technologie de précision et protection de l’environnement.