Etwas, das Sie über Laserschweißmaschinen wissen müssen
Wie wir alle wissen, werden die Batterien, die Elektrofahrzeuge mit Antriebskraft versorgen, als Leistungsbatterien bezeichnet, darunter herkömmliche Blei-Säure-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien und neue Lithium-Ionen-Leistungsbatterien, die in Leistungsbatterien (Hybrid-Elektrofahrzeuge) und Leistungsbatterien vom Energietyp unterteilt werden. Power-Batterie (reines Elektrofahrzeug).
Die Beziehung zwischen Power-Batterie und Laserschweißen
Power-Batterien machen 30 % -40 Prozent der Kosten von Fahrzeugen mit neuer Energie aus und machen den größten Teil der Kosten von Fahrzeugen mit neuer Energie aus. Sie sind sehr wichtig für Schlüsselindikatoren wie Reichweite, Fahrzeuglebensdauer und Sicherheit von Fahrzeugen mit neuer Energie. Daher ist die Verbesserung der Leistung von Energiebatterien der Schlüssel zur Verbesserung der Gesamtleistung von Fahrzeugen mit neuer Energie.
Im Produktionsprozess von Leistungsbatterien, von der Zellherstellung bis zur PACK-Montage, ist Schweißen ein sehr wichtiger Herstellungsprozess. Insbesondere enthält die Struktur der Leistungsbatterie eine Vielzahl von Materialien wie Stahl, Aluminium, Kupfer, Nickel usw. Diese Metalle können zu Elektroden, Drähten oder Gehäusen verarbeitet werden. Unabhängig davon, ob es sich um das Schweißen zwischen einem Material oder mehreren Materialien handelt, werden höhere Anforderungen an den Schweißprozess gestellt.
Beim Laserschweißen wird die hervorragende Richtwirkung und hohe Leistungsdichte des Laserstrahls genutzt. Der Laserstrahl wird durch das optische System auf einen kleinen Bereich fokussiert und in kürzester Zeit entsteht auf dem geschweißten Teil eine Wärmequelle mit hochkonzentrierter Energie. Zone, so dass das Lot schmilzt und eine feste Lötverbindung und Schweißnaht entsteht.
In der gesamten Industriekette von Power-Batterien wird das Laserschweißen hauptsächlich in der Midstream-Produktion von Power-Lithium-Batterien eingesetzt. Als hochpräzises Schweißverfahren ist es äußerst flexibel, präzise und effizient und kann die Leistungsanforderungen des Power-Batterie-Produktionsprozesses erfüllen. Es ist die erste Wahl im Herstellungsprozess von Leistungsbatterien und hat sich zur Standardausrüstung der entwickeltProduktionslinie für Energiebatterien.
Gängige Schweißanwendungen für Leistungsbatterien
Power-Batterien werden in quadratische, zylindrische und Beutelbatterien unterteilt. Derzeit umfasst der Einsatz des Laserschweißens bei der Herstellung von Leistungsbatterien hauptsächlich:
- Mittlerer Prozess: Schweißen von Laschen (einschließlich Vorschweißen), Punktschweißen von Polen, Vorschweißen von Batterien in die Hülle, Dichtungsschweißen der oberen Abdeckung der Hülle, Dichtungsschweißen der Flüssigkeitseinspritzöffnung usw.;
- Nachfolgender Prozess: einschließlich des Schweißens des Verbindungsstücks beim Einbau des Batterie-PACK-Moduls und des Schweißens des explosionsgeschützten Ventils an der Abdeckplatte hinter dem Modul usw.
1. Explosionsgeschütztes Ventilschweißen der Batterie
Das explosionsgeschützte Ventil ist ein dünnwandiger Ventilkörper auf der Batteriedichtplatte. Wenn der Innendruck der Batterie den angegebenen Wert überschreitet, reißt der explosionsgeschützte Ventilkörper als erster auf und entlüftet, wodurch der Druck abgelassen wird und ein Platzen der Batterie verhindert wird. Der Aufbau des explosionsgeschützten Ventils ist ausgeklügelt und zwei Aluminiumbleche einer bestimmten Form werden durch Laserschweißen fest verschweißt. Wenn der Innendruck der Batterie auf einen bestimmten Wert ansteigt, bricht das Aluminiumblech aus der vorgesehenen Rillenposition, um zu verhindern, dass sich die Batterie weiter ausdehnt und eine Explosion verursacht. Daher stellt dieser Prozess äußerst strenge Anforderungen an den Laserschweißprozess. Er erfordert eine Abdichtung der Schweißnaht, eine strenge Kontrolle des Wärmeeintrags und stellt sicher, dass der Ausfalldruckwert der Schweißnaht innerhalb eines bestimmten Bereichs (im Allgemeinen 0,4 bis 0,7 MPa stabil bleibt). Zu groß oder zu klein führt zu Schäden. Es hat einen großen Einfluss auf die Sicherheit der Batterie.
Daher verwenden explosionsgeschützte Ventile im Allgemeinen das Spleißschweißen. In der Praxis hat sich gezeigt, dass durch den Einsatz von Hybrid-Schweißlasern eine schnelle und qualitativ hochwertige Schweißung möglich ist und Schweißstabilität, Schweißeffizienz und Ausbeute garantiert werden können.
2. Polschweißen
Die Pole am Batteriedeckel sind in Batterie-Innen- und Batterie-Außenanschlüsse unterteilt. Die interne Verbindung der Batterie besteht aus dem Verschweißen der Batterielasche und dem Pol der Abdeckplatte; Der externe Anschluss der Batterie ist das Verschweißen des Batteriepols durch das Verbindungsstück, um eine Reihen- und Parallelschaltung zu einem Batteriemodul zu bilden.
Der Pol der Batterie ist der Plus- und Minuspol der Batterie. Im Allgemeinen besteht der Pluspol aus Aluminium und der Minuspol aus Kupfer. Die am häufigsten verwendete Struktur ist die Nietstruktur, die nach Abschluss des Nietens vollständig verschweißt ist und im Allgemeinen einen Kreis mit einem Durchmesser von 8 hat. Beim Schweißen werden Faserlaser oder Hybridschweißlaser mit guter Strahlqualität und gleichmäßiger Energieverteilung bevorzugt, um die für das Design erforderliche Zugkraft und elektrische Leitfähigkeit zu erfüllen. Das Aluminium-Aluminium-Strukturschweißen, die Schweißstabilität der Kupfer-Kupfer-Struktur, reduziert Spritzer und verbessert die Schweißausbeute.
3. Adapterschweißen
Das Adapterstück und die flexible Verbindung sind die Schlüsselkomponenten zur Verbindung von Batteriedeckel und Batteriezelle. Dabei müssen gleichzeitig die Anforderungen der Batterie an Überstrom, Festigkeit und geringe Spritzer berücksichtigt werden, sodass beim Schweißvorgang mit der Abdeckplatte eine ausreichende Schweißnahtbreite vorhanden sein muss und sichergestellt werden muss, dass keine Partikel auf die Batteriezelle fallen, um einen Batteriekurzschluss zu vermeiden. Kupfer als negatives Elektrodenmaterial ist ein hochreflektierendes Material mit geringer Absorptionsrate und erfordert beim Schweißen eine höhere Energiedichte zum Schweißen. Der Verbundlaser kann die herkömmlichen Prozessprobleme wie hohe Reflexion und Spritzer gut lösen.
4. Shell-Dichtungsschweißen
Zu den Gehäusematerialien der Power-Batterie gehören Aluminiumlegierungen und Edelstahl, wobei Aluminiumlegierungen am häufigsten verwendet werden und einige auch aus reinem Aluminium bestehen. Edelstahl ist das Material mit der besten Laserschweißbarkeit, insbesondere Edelstahl 304. Unabhängig davon, ob gepulster oder kontinuierlicher Laser gepulst wird, können Schweißnähte mit gutem Aussehen und guter Leistung erzielt werden.
Durch die Verwendung eines kontinuierlichen Lasers zum Schweißen dünnschaliger Lithiumbatterien kann die Effizienz um das Fünf- bis Zehnfache gesteigert werden, und das Aussehen und die Abdichtung sind besser. Um eine schnellere Schweißgeschwindigkeit und ein einheitlicheres Erscheinungsbild zu erzielen, haben die meisten Unternehmen nun damit begonnen, Hybridschweißen und Ringpunktschweißen zu verwenden, um das bisherige Einzelfaserschweißen mit niedriger Geschwindigkeit zu ersetzen. Gegenwärtig hat die Schweißgeschwindigkeit der Massenproduktionslinien der meisten Unternehmen 200 mm/s erreicht, und die langsame Linie des Glasfaserschweißens einiger Hersteller beträgt zur Gewährleistung der Stabilität der Schweißraupe im Allgemeinen 70 mm/s.
5. Schweißen des Dichtungsnagels (Elektrolyt-Einspritzöffnung).
Es gibt auch viele Formen von Dichtungsnägeln (Flüssigkeitseinspritzlochkappen). Seine Form ist normalerweise eine runde Kappe mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Dicke von etwa 0,9 mm. , das Vorhandensein von Rissen und Berststellen.
Als letzter Prozess des Zellschweißens ist die Ausbeute des Dichtungsnagelschweißens besonders wichtig. Durch das Vorhandensein von Restelektrolyt beim Schweißen von Dichtungsnägeln werden Defekte wie Explosionsstellen und Nadellöcher verursacht, und der wichtigste Weg, diese Defekte zu unterdrücken, besteht darin, den Wärmeeintrag zu reduzieren. Nach Langzeitexperimenten und umfangreicher Marktüberprüfung wurde der Einsatz von Lasern unabhängig von entwickeltACEYkann die Stabilität und Kompatibilität erheblich verbessern und dadurch die Ausbeute erheblich verbessern. Derzeit kann die Ausbeute beim ACEY-Laser-Dichtungsnagelschweißen 99,5 Prozent erreichen.
6. Power-Batteriemodul und PACK-Schweißen
Unter dem Batteriemodul versteht man die Kombination von in Reihe und parallel geschalteten Lithium-Ionen-Zellen und die Hinzufügung eines einzigen Batterieüberwachungs- und -verwaltungsgeräts. Der strukturelle Aufbau des Batteriemoduls bestimmt oft die Leistung und Sicherheit eines Batteriepacks. Seine Struktur muss den Batteriekern stützen, fixieren und schützen. Gleichzeitig werden die Kriterien für die Beurteilung der Qualität des Batteriemoduls sein, wie die Anforderungen an Überstrom, Stromgleichmäßigkeit, die Kontrolle der Temperatur des Batteriekerns erfüllt werden und ob der Strom bei schwerwiegenden Anomalien abgeschaltet werden kann, um Kettenreaktionen zu vermeiden usw.
Da beim Laserschweißen zwischen Kupfer und Aluminium leicht spröde Verbindungen entstehen, die den Anforderungen der Verwendung nicht gerecht werden, wird normalerweise Ultraschallschweißen verwendet, und Kupfer und Kupfer, Aluminium und Aluminium werden im Allgemeinen lasergeschweißt. Da Kupfer und Aluminium gleichzeitig Wärme sehr schnell leiten und ein sehr hohes Reflexionsvermögen für Laserlicht aufweisen, ist die Dicke des Verbindungsstücks relativ groß, sodass zum Schweißen ein Hochleistungslaser erforderlich ist.
Acey New Energy ist ein professioneller Lieferant, der sich auf die Montagelinie für Lithium-Batteriepacks spezialisiert hat und über mehr als 12 Jahre Erfahrung im Bereich des Schweißens von Lithiumbatterien verfügt. Wir bieten Komplettlösungen für die Montagelinie für zylindrische Batteriepacks und das automatisierte Schweißen. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchtenLaserschweißmaschine, Sie können uns gerne kontaktieren.
