01. باتری برق چیست
توافق اساسی صنعت خودروهای الکتریکی جهانی: باتری هایی که نیروی محرکه وسایل نقلیه الکتریکی را تامین می کنند، باتری های قدرت نامیده می شوند، از جمله باتری های سنتی سرب-اسید، باتری های نیکل-فلز هیدرید و باتری های لیتیوم یون در حال ظهور، که به نوع قدرت تقسیم می شوند. باتری های نیرو (خودروهای الکتریکی هیبریدی) و باتری های برق مبتنی بر انرژی (وسایل نقلیه الکتریکی خالص).
همانطور که همه ما می دانیم، باتری قدرت "قلب" وسایل نقلیه انرژی جدید است. باتریهای لیتیومی قدرت عمدتاً باتریهای ماده سهگانه و باتریهای فسفات آهن لیتیوم هستند و در پایین دست کاربرد نصب شده وسایل نقلیه انرژی جدید است که قدرت تخلیه بالاتری نسبت به باتریهای معمولی دارد.
به عنوان یک صنعت پشتیبان وسایل نقلیه انرژی جدید، که توسط صنعت خودروهای انرژی جدید در سال های اخیر هدایت می شود، صنعت باتری های قدرت نیز رشد انفجاری را به همراه داشته است.
02.رابطه بین باتری قدرت و صنعت لیزر
باتری برق 30 درصد -40 درصد از کل هزینه وسایل نقلیه جدید انرژی را تشکیل می دهد و این بزرگترین بخش از هزینه وسایل نقلیه با انرژی جدید است. این برای شاخص های کلیدی مانند محدوده کروز، عمر وسیله نقلیه و ایمنی وسایل نقلیه انرژی جدید بسیار مهم است. بنابراین، بهبود عملکرد باتری های قدرت، کلید بهبود عملکرد کلی خودروهای انرژی جدید است.
در فرآیند تولید باتری های برق، جوشکاری یک فرآیند ساخت بسیار مهم از تولید سلولی تا مونتاژ PACK است. به طور خاص، ساختار باتری قدرت شامل مواد مختلفی مانند فولاد، آلومینیوم، مس، نیکل و غیره است.
این فلزات ممکن است به صورت الکترود، سیم یا محفظه ساخته شوند. بنابراین، چه جوشکاری بین یک ماده باشد یا بین چند ماده، الزامات بالاتری بر روی فرآیند جوشکاری اعمال می شود.
جوش لیزریاستفاده از جهت گیری عالی و چگالی توان بالای پرتو لیزر برای کار است. پرتو لیزر در یک منطقه کوچک از طریق سیستم نوری متمرکز می شود و منبع گرمایی با غلظت انرژی بالا در زمان بسیار کوتاهی در قسمت جوش داده شده تشکیل می شود. منطقه، به طوری که مواد جوش داده شده ذوب شده و یک نقطه جوش و درز جامد را تشکیل می دهد.
در کل زنجیره صنعت باتری قدرت، جوش لیزری عمدتاً در تولید میانی باتریهای لیتیومی استفاده میشود. به عنوان یک روش جوشکاری با دقت بالا، بسیار انعطاف پذیر، دقیق و کارآمد است و می تواند الزامات عملکرد فرآیند تولید باتری قدرت را برآورده کند. این اولین انتخاب در فرآیند تولید باتری قدرت است و به تجهیزات استاندارد خط تولید باتری قدرت تبدیل شده است.
03. کاربردهای رایج جوشکاری باتری های قدرت
باتری های قدرت به باتری های مربعی، استوانه ای و بسته نرم تقسیم می شوند. در حال حاضر، در تولید باتری های برق، استفاده از جوش لیزری عمدتاً شامل موارد زیر است:
فرآیند میانی: جوش گوش های قطب (از جمله پیش جوش)، جوش نقطه ای نوارهای قطب، پیش جوشکاری سلول های باتری به پوسته، جوشکاری آب بندی پوشش بالای پوسته، جوشکاری آب بندی پورت های تزریق مایع و غیره؛
فرآیند Back-end: شامل جوشکاری قطعه اتصال زمانی که باتری ماژول را بسته بندی می کند، و جوش شیر ضد انفجار روی پوشش پشت ماژول و غیره.
1. جوشکاری شیر ضد انفجار باتری
شیر ضد انفجار یک بدنه شیر با دیواره نازک روی صفحه آب بندی باتری است. هنگامی که فشار داخلی باتری از مقدار مشخص شده بیشتر شود، بدنه شیر ضد انفجار ابتدا پاره می شود و تخلیه می شود و فشار را آزاد می کند تا از ترکیدن باتری جلوگیری شود. شیر ضد انفجار ساختاری مبتکرانه دارد و دو ورقه فلزی آلومینیومی با شکل خاصی با جوش لیزری ثابت می شوند.
هنگامی که فشار داخلی باتری به مقدار مشخصی می رسد، ورق آلومینیومی از موقعیت شیار طراحی شده پاره می شود و از انبساط بیشتر باتری و ایجاد انفجار جلوگیری می کند.
بنابراین، این فرآیند دارای الزامات بسیار سختگیرانه ای در فرآیند جوشکاری لیزر است. نیاز به مهر و موم شدن درز جوشکاری دارد و حرارت ورودی به شدت کنترل می شود تا اطمینان حاصل شود که مقدار فشار آسیب درز جوشکاری در محدوده خاصی پایدار است. اگر خیلی بزرگ یا خیلی کوچک باشد، آسیب زیادی به ایمنی تأثیرات باتری وارد می کند.
بنابراین، شیر ضد انفجار معمولاً از جوش لب به لب استفاده می کند. پس از تمرین زیاد ثابت شده است که با استفاده از جوشکاری با سرعت بالا و کیفیت بالا می توان به جوشکاری دست یافت.HGLASERلیزر جوشکاری هیبریدی، و پایداری جوش، راندمان جوشکاری و نرخ بازده را می توان تضمین کرد.
2. جوش قطبی
قطب های روی درب باتری به دو دسته اتصالات داخلی و خارجی باتری تقسیم می شوند. اتصال داخلی باتری، جوشکاری بند الکترود هسته باتری و قطب های صفحه پوشش است. اتصال خارجی باتری جوش قطب های باتری از طریق قطعه اتصال برای تشکیل یک مدار سری و موازی برای تشکیل یک ماژول باتری است.
قطب های باتری، الکترودهای مثبت و منفی باتری هستند. به طور کلی، الکترود مثبت از آلومینیوم و الکترود منفی از مس ساخته شده است. سازه ای که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد سازه پرچ است که پس از اتمام پرچ کاملاً جوش داده می شود و اندازه آن عموماً دایره ای به قطر است. هنگام جوشکاری، در صورت برآورده شدن نیروی کششی و هدایت الکتریکی مورد نیاز طراحی، لیزر فیبر یا لیزر جوش مرکب با کیفیت پرتو خوب و توزیع یکنواخت انرژی ترجیح داده می شود. جوشکاری ساختار آلومینیوم، پایداری جوشکاری ساختار مس-مس، کاهش پاشش و بهبود عملکرد جوشکاری.
3. جوش آداپتور
آداپتور و اتصال نرم، اجزای کلیدی برای اتصال پوشش باتری و سلول هستند. همچنین باید الزامات جریان بیش از حد، استحکام و پاشش کم باتری را نیز در نظر گرفت، بنابراین در طول فرآیند جوشکاری با صفحه پوشش، باید عرض درز جوش به اندازه کافی وجود داشته باشد و اطمینان حاصل شود که قطعه ای سقوط نمی کند. روی سلول برای جلوگیری از وقوع اتصال کوتاه باتری.
مس که به عنوان ماده الکترود منفی استفاده می شود، ماده ای با انعکاس بالا با سرعت جذب کم است و برای جوشکاری در حین جوشکاری به چگالی انرژی بالاتری نیاز دارد.
4. جوش آب بندی پوسته
مواد پوسته باتری پاور آلیاژ آلومینیوم و فولاد ضد زنگ است که در بین آنها آلیاژ آلومینیوم بیشترین استفاده را دارد و تعداد کمی از آلومینیوم خالص استفاده می کنند. فولاد ضد زنگ بهترین ماده برای جوش پذیری لیزر است، به ویژه فولاد ضد زنگ 304، چه لیزر پالسی یا پیوسته می تواند جوش هایی با ظاهر و عملکرد خوب به دست آورد.
5. جوشکاری میخ های آب بندی (درگاه تزریق الکترولیت)
همچنین اشکال زیادی از میخ های آب بندی (درپوش سوراخ تزریق مایع) وجود دارد. شکل معمولاً یک کلاهک دایرهای با قطر 8 میلیمتر و ضخامت حدود 0.9 میلیمتر است. الزامات اساسی برای جوشکاری آن این است که مقدار مقاومت فشار به 1.1 مگاپاسکال برسد و بدون سوراخ سوزنی مهر و موم شود. ، وجود ترک و ترکیدگی.
به عنوان آخرین فرآیند جوشکاری سلولی، بازده جوشکاری میخ آب بندی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به دلیل وجود الکترولیت باقیمانده در حین جوشکاری میخ های آب بندی، عیوبی مانند نقاط انفجار و سوراخ های پین وجود دارد که راه کلیدی برای سرکوب این عیوب کاهش حرارت ورودی است.
6. ماژول باتری برق و جوشکاری PACK
ماژول باتری را می توان به عنوان ترکیب سلول های لیتیوم یون به صورت سری و موازی و افزودن یک دستگاه نظارت و مدیریت باتری واحد درک کرد. طراحی ساختاری ماژول باتری اغلب می تواند عملکرد و ایمنی یک بسته باتری را تعیین کند.
ساختار آن باید از سلول پشتیبانی، تثبیت و محافظت کند. در عین حال، چگونه می توان نیازهای اضافه جریان، یکنواختی جریان، نحوه کنترل دمای سلول های باتری را برآورده کرد، و آیا می توان آن را در صورت وجود یک ناهنجاری جدی خاموش کرد، برای جلوگیری از واکنش های زنجیره ای و غیره، همه معیارهایی برای قضاوت در مورد کیفیت ماژول های باتری خواهند بود.
از آنجایی که ترکیب شکننده پس از جوشکاری لیزری بین مس و آلومینیوم به راحتی تشکیل می شود که نمی تواند الزامات استفاده را برآورده کند، معمولاً مس و مس، آلومینیوم و آلومینیوم معمولاً به جز جوش اولتراسونیک با لیزر جوش داده می شوند. در عین حال به دلیل انتقال سریع حرارت مس و آلومینیوم و بازتاب زیاد به لیزر، ضخامت قطعه اتصال نسبتاً زیاد است، بنابراین برای دستیابی به جوشکاری لازم است از لیزر با توان بالاتر استفاده شود.
