01. Was ist die Power-Batterie
Die grundlegende Vereinbarung der globalen Elektrofahrzeugindustrie: Die Batterien, die Elektrofahrzeuge mit Antriebskraft versorgen, werden als Power-Batterien bezeichnet, einschließlich herkömmlicher Blei-Säure-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien und neu entstehender Lithium-Ionen-Power-Batterien, die in Leistungstypen unterteilt sind Power-Batterien (Hybrid-Elektrofahrzeuge) und energiebasierte Power-Batterien (reine Elektrofahrzeuge).
Wie wir alle wissen, ist die Power-Batterie das „Herz“ von Fahrzeugen mit neuer Energie. Die Power-Lithium-Batterien sind hauptsächlich Batterien aus ternären Materialien und Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien, und die nachgelagerte Anwendung ist die installierte Anwendung von Fahrzeugen mit neuer Energie, die eine höhere Entladeleistung als gewöhnliche Batterien haben.
Als unterstützende Industrie für neue Energiefahrzeuge, die in den letzten Jahren von der neuen Energiefahrzeugindustrie vorangetrieben wurde, hat die Leistungsbatterieindustrie auch ein explosives Wachstum eingeleitet.
02.Beziehung zwischen Power-Batterie und Laserindustrie
Die Leistungsbatterie macht 30 Prozent -40 Prozent der Gesamtkosten von Fahrzeugen mit neuer Energie aus und macht den größten Teil der Kosten von Fahrzeugen mit neuer Energie aus. Es ist sehr wichtig für Schlüsselindikatoren wie die Reichweite, die Fahrzeuglebensdauer und die Sicherheit von Fahrzeugen mit neuer Energie. Daher ist die Verbesserung der Leistung von Power-Batterien der Schlüssel zur Verbesserung der Gesamtleistung von Fahrzeugen mit neuer Energie.
Im Produktionsprozess von Power-Batterien ist das Schweißen ein sehr wichtiger Herstellungsprozess von der Zellherstellung bis zur PACK-Montage. Insbesondere die Leistungsbatteriestruktur enthält eine Vielzahl von Materialien wie Stahl, Aluminium, Kupfer, Nickel usw.
Diese Metalle können zu Elektroden, Drähten oder Gehäusen verarbeitet werden. Daher werden, egal ob zwischen einem Material oder zwischen mehreren Materialien geschweißt wird, höhere Anforderungen an den Schweißprozess gestellt.
Laserschweißenist es, die hervorragende Richtwirkung und hohe Leistungsdichte des Laserstrahls zu nutzen, um zu arbeiten. Der Laserstrahl wird durch das optische System auf einen kleinen Bereich fokussiert und in kürzester Zeit entsteht am geschweißten Teil eine Wärmequelle mit hoher Energiekonzentration. Zone, so dass das geschweißte Material schmilzt und einen festen Schweißpunkt und eine feste Schweißnaht bildet.
In der gesamten Industriekette der Leistungsbatterien wird das Laserschweißen hauptsächlich in der Midstream-Produktion von Lithium-Leistungsbatterien eingesetzt. Als hochpräzises Schweißverfahren ist es äußerst flexibel, genau und effizient und kann die Leistungsanforderungen des Herstellungsprozesses von Leistungsbatterien erfüllen. Es ist die erste Wahl im Herstellungsprozess von Power-Batterien und hat sich zur Standardausrüstung der Produktionslinie für Power-Batterien entwickelt.
03. Übliche Schweißanwendungen von Power-Batterien
Power-Akkus werden in quadratische, zylindrische und Softpack-Akkus unterteilt. Derzeit umfasst der Einsatz des Laserschweißens bei der Herstellung von Power-Batterien hauptsächlich:
Mittlerer Prozess: Schweißen von Polösen (einschließlich Vorschweißen), Punktschweißen von Polstreifen, Vorschweißen von Batteriezellen in das Gehäuse, Dichtschweißen der oberen Abdeckung des Gehäuses, Dichtschweißen von Flüssigkeitseinspritzöffnungen usw.;
Back-End-Prozess: einschließlich des Schweißens des Verbindungsstücks, wenn die Batterie das Modul verpackt, und des Schweißens des explosionssicheren Ventils auf der Abdeckung hinter dem Modul usw.
1. Schweißen des explosionssicheren Ventils der Batterie
Das explosionsgeschützte Ventil ist ein dünnwandiger Ventilkörper auf der Batterieabdichtplatte. Wenn der Innendruck der Batterie den angegebenen Wert überschreitet, reißt zuerst der explosionsgeschützte Ventilkörper und entleert sich, wodurch der Druck abgelassen wird, um ein Platzen der Batterie zu verhindern. Das explosionsgeschützte Ventil hat eine ausgeklügelte Struktur, und zwei Aluminiumbleche mit einer bestimmten Form werden durch Laserschweißen befestigt.
Wenn der Innendruck der Batterie auf einen bestimmten Wert ansteigt, reißt das Aluminiumblech aus der vorgesehenen Rillenposition, wodurch verhindert wird, dass sich die Batterie weiter ausdehnt und eine Explosion verursacht.
Daher stellt dieses Verfahren äußerst strenge Anforderungen an das Laserschweißverfahren. Es erfordert, dass die Schweißnaht versiegelt wird, und die Wärmezufuhr wird streng kontrolliert, um sicherzustellen, dass der Schadensdruckwert der Schweißnaht innerhalb eines bestimmten Bereichs stabil ist. Wenn es zu groß oder zu klein ist, wird die Sicherheit der Batterie stark beeinträchtigt.
Daher nimmt das explosionssichere Ventil im Allgemeinen Stumpfschweißen an. Nach viel Übung hat sich herausgestellt, dass durch die Verwendung von Schweißnähten mit hoher Geschwindigkeit und hoher Qualität erreicht werden kannHGLASERHybrid-Schweißlaser, und die Schweißstabilität, Schweißeffizienz und Ertragsrate können garantiert werden.
2. Polschweißen
Die Pole am Batteriedeckel sind in interne und externe Anschlüsse der Batterie unterteilt. Die innere Verbindung der Batterie ist das Verschweißen der Elektrodenfahnen des Batteriekerns und der Pole der Deckplatte; die externe Verbindung der Batterie ist das Verschweißen der Batteriepole durch das Verbindungsstück zu einer Reihen- und Parallelschaltung zu einem Batteriemodul.
Die Pole der Batterie sind die positiven und negativen Elektroden der Batterie. Im Allgemeinen besteht die positive Elektrode aus Aluminium und die negative Elektrode aus Kupfer. Die üblicherweise verwendete Struktur ist die Nietstruktur, die vollständig verschweißt ist, nachdem das Nieten abgeschlossen ist, und ihre Größe ist im Allgemeinen ein Kreis mit einem Durchmesser von . Beim Schweißen ist bei bauartbedingter Zugkraft und elektrischer Leitfähigkeit der Faserlaser oder Verbundschweißlaser mit guter Strahlqualität und gleichmäßiger Energieverteilung zu bevorzugen. Aluminiumstrukturschweißen, Kupfer-Kupfer-Strukturschweißstabilität, Reduzierung von Spritzern und Verbesserung der Schweißausbeute.
3. Adapterschweißen
Der Adapter und die weiche Verbindung sind die Schlüsselkomponenten, um die Batterieabdeckung und die Zelle zu verbinden. Es muss auch die Anforderungen an Überstrom, Festigkeit und Spritzerarmut der Batterie berücksichtigen, daher muss beim Schweißvorgang mit der Abdeckplatte genügend Schweißnahtbreite vorhanden sein und darauf geachtet werden, dass kein Teil herunterfällt auf der Zelle, um das Auftreten eines Batteriekurzschlusses zu vermeiden.
Kupfer, das als negatives Elektrodenmaterial verwendet wird, ist ein hochreflektierendes Material mit geringer Absorptionsrate und erfordert eine höhere Energiedichte zum Schweißen während des Schweißens.
4. Shell-Dichtungsschweißen
Die Gehäusematerialien der Power-Batterie sind Aluminiumlegierungen und Edelstahl, von denen Aluminiumlegierungen am häufigsten verwendet werden, und einige verwenden reines Aluminium. Edelstahl ist das beste Material für die Laserschweißbarkeit, insbesondere Edelstahl 304, ob gepulster oder kontinuierlicher Laser, kann Schweißnähte mit gutem Aussehen und guter Leistung erzielen.
5. Schweißen von Dichtungsnägeln (Elektrolyt-Injektionsöffnung)
Es gibt auch viele Formen von Verschlussnägeln (Flüssigkeitsinjektionslochkappen). Die Form ist normalerweise eine kreisförmige Kappe mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Dicke von etwa 0,9 mm. Die Grundvoraussetzungen für das Schweißen sind, dass der Druckwiderstandswert 1,1 MPa erreicht und dass es ohne Nadelstiche versiegelt ist. , das Vorhandensein von Rissen und Ausbrüchen.
Als letzter Prozess des Zellschweißens ist die Ausbeute beim Dichtnagelschweißen besonders wichtig. Aufgrund des Vorhandenseins von Restelektrolyt beim Schweißen von Dichtnägeln kommt es zu Defekten wie Explosionspunkten und Pinholes, und der Schlüssel zur Unterdrückung dieser Defekte besteht darin, den Wärmeeintrag zu reduzieren.
6. Power-Batteriemodul und PACK-Schweißen
Das Batteriemodul kann als Kombination von Lithium-Ionen-Zellen in Reihe und parallel und als Ergänzung um ein einzelnes Batterieüberwachungs- und Managementgerät verstanden werden. Das strukturelle Design des Batteriemoduls kann oft die Leistung und Sicherheit eines Batteriepacks bestimmen.
Seine Struktur muss die Zelle stützen, fixieren und schützen. Gleichzeitig, wie die Überstromanforderungen, die Stromgleichmäßigkeit, die Kontrolle der Temperatur der Batteriezellen erfüllt werden und ob sie bei schwerwiegenden Anomalien ausgeschaltet werden können, um Kettenreaktionen usw. zu vermeiden, werden die Kriterien für die Beurteilung der Qualität von Batteriemodulen sein.
Da sich nach dem Laserschweißen zwischen Kupfer und Aluminium leicht eine spröde Verbindung bildet, die die Verwendungsanforderungen nicht erfüllen kann, werden üblicherweise Kupfer und Kupfer, Aluminium und Aluminium im Allgemeinen lasergeschweißt, mit Ausnahme des Ultraschallschweißens. Gleichzeitig ist die Dicke des Verbindungsstücks aufgrund der schnellen Wärmeübertragung von Kupfer und Aluminium und des hohen Reflexionsvermögens für den Laser relativ groß, sodass zum Schweißen ein Laser mit höherer Leistung verwendet werden muss.
