batteria al litio

batteria al litio

Grazie ai vantaggi dell’elevata energia specifica, della lunga durata del ciclo, della ridotta autoscarica, dell’assenza di effetto memoria e dell’assenza di inquinamento, le batterie agli ioni di litio sono ampiamente utilizzate in diverse apparecchiature elettroniche e veicoli e sono diventate un’industria high-tech focalizzata sullo sviluppo del settore energetico.
Per batteria elettrica si intende la batteria utilizzata nei veicoli elettrici. Rispetto alle batterie di piccola capacità, ha una maggiore capacità e potenza di uscita. Può essere utilizzata per l’alimentazione dei veicoli elettrici e per le batterie secondarie in applicazioni di grande potenza mobile. I processi di produzione delle batterie o dei pacchi batteria agli ioni di litio sono molteplici e comprendono la saldatura di tenuta della valvola antideflagrante, la saldatura a linguetta, la saldatura di connessione morbida, la saldatura a punti del casco, la saldatura di tenuta del guscio della batteria, la saldatura del modulo e del PACK. La saldatura laser è il processo migliore. I materiali utilizzati per la saldatura delle batterie di potenza sono principalmente rame puro, alluminio e leghe di alluminio e acciaio inossidabile.

Applicazione della saldatura laser nel settore delle batterie al litio

1. Saldatura della valvola antideflagrante della batteria

La valvola antideflagrante della batteria è un corpo valvola a parete sottile sulla piastra di tenuta della batteria. Quando la pressione interna della batteria supera il valore specificato, il corpo della valvola antideflagrante si rompe per impedire lo scoppio della batteria. La valvola di sicurezza ha una struttura ingegnosa e questo processo ha requisiti estremamente severi sul processo di saldatura laser. Prima dell’utilizzo della saldatura laser continua, la saldatura delle valvole antideflagranti per batterie veniva effettuata con la saldatura laser pulsata e la saldatura a tenuta continua veniva ottenuta sovrapponendo e coprendo il punto di saldatura e il punto di saldatura, ma l’efficienza della saldatura era bassa e le prestazioni di tenuta erano relativamente scarse. La saldatura laser continua consente di ottenere una saldatura ad alta velocità e di alta qualità, garantendo la stabilità della saldatura, l’efficienza della saldatura e la resa.

2. Saldatura della linguetta della batteria

Le schede sono solitamente suddivise in tre materiali. L’elettrodo positivo della batteria utilizza materiale di alluminio (Al) e l’elettrodo negativo utilizza materiale di nichel (Ni) o rame nichelato (Ni-Cu). Nel processo di produzione delle batterie elettriche, uno dei collegamenti consiste nel saldare insieme le linguette e i poli della batteria. Nella fabbricazione della batteria secondaria, deve essere saldata con un’altra valvola di sicurezza in alluminio. La saldatura non solo deve garantire un collegamento affidabile tra la linguetta e il palo, ma richiede anche che il cordone di saldatura sia liscio e bello.

3. Saldatura a punti dei poli della batteria

I materiali utilizzati per le strisce dei poli della batteria comprendono strisce di alluminio puro, strisce di nichel, strisce composite di alluminio-nichel e una piccola quantità di strisce di rame. Per la saldatura delle strisce dei poli della batteria si utilizza generalmente una saldatrice a impulsi. Allo stesso tempo, grazie alla buona qualità del fascio e al piccolo punto di saldatura, è adatto alla saldatura di strisce di alluminio ad alta riflettività, strisce di rame e strisce di pali della batteria a banda stretta (la larghezza della striscia è di 1,1 mm o meno).

4. Saldatura di tenuta del guscio della batteria di alimentazione e della piastra di copertura

I materiali dell’involucro delle batterie di potenza sono la lega di alluminio e l’acciaio inossidabile, tra i quali la lega di alluminio è la più utilizzata, generalmente la lega di alluminio 3003, e alcuni utilizzano l’alluminio puro. L’acciaio inossidabile è il miglior materiale per la saldabilità laser, in particolare l’acciaio inossidabile 304, sia con il laser a impulsi che con quello continuo, può ottenere saldature con un buon aspetto e prestazioni.
Le prestazioni di saldatura laser dell’alluminio e delle leghe di alluminio variano leggermente a seconda del metodo di saldatura utilizzato. Ad eccezione dell’alluminio puro e delle leghe di alluminio della serie 3, non ci sono problemi con la saldatura a impulsi e la saldatura continua. Per altre serie di leghe di alluminio, la saldatura laser continua è la scelta migliore per ridurre la suscettibilità alle cricche. Allo stesso tempo, scegliere un laser con una potenza adeguata in base allo spessore dell’involucro della batteria di alimentazione. In genere, quando lo spessore dell’involucro è inferiore a 1 mm, si può prendere in considerazione un laser monomodale entro i 1000W, mentre quando lo spessore è superiore a 1 mm si dovrebbe utilizzare un laser monomodale o multimodale con potenza superiore a 1000W.
Le batterie al litio di piccola capacità utilizzano spesso gusci di alluminio relativamente sottili (circa 0,25 mm di spessore), ma esistono anche 18650 e altri gusci in acciaio. A causa dello spessore del guscio, la saldatura di queste batterie utilizza generalmente un laser di potenza inferiore. Utilizzando il laser continuo per saldare le batterie al litio a guscio sottile, l’efficienza può essere aumentata da 5 a 10 volte e l’aspetto e le prestazioni di tenuta sono migliori. Per questo motivo, la tendenza è quella di sostituire gradualmente i laser a impulsi in questo campo di applicazione.

5. Saldatura del modulo e del pacco batterie di alimentazione

Il collegamento in serie-parallelo tra le batterie di potenza viene generalmente completato saldando il pezzo di collegamento e la singola batteria. Gli elettrodi positivi e negativi sono realizzati con materiali diversi. In generale, i materiali sono due: rame e alluminio. Poiché il rame e l’alluminio sono saldati al laser per formare composti fragili, è impossibile Per soddisfare i requisiti di utilizzo, oltre alla saldatura a ultrasuoni, rame e rame, alluminio e alluminio sono generalmente saldati al laser. Allo stesso tempo, a causa del rapido trasferimento di calore del rame e dell’alluminio e dell’elevata riflettività del laser, lo spessore del pezzo di collegamento è relativamente grande, quindi è necessario utilizzare un laser di potenza superiore per ottenere la saldatura.

Caratteristiche delle batterie al litio saldate al laser

Dalla produzione di celle per batterie al litio al raggruppamento di pacchi batteria, la saldatura è un processo produttivo molto importante. La conduttività, la forza, l’ermeticità, la fatica del metallo e la resistenza alla corrosione delle batterie al litio sono i tipici standard di valutazione della qualità della saldatura delle batterie. . La scelta del metodo e del processo di saldatura influisce direttamente sul costo, sulla qualità, sulla sicurezza e sulla consistenza della batteria. La saldatura laser è diventata la prima scelta per molti lavori di saldatura grazie ai suoi vantaggi di sicurezza e affidabilità, tecnologia di precisione e protezione ambientale.