Независимо дали става дума за призматични или цилиндрични клетки, заваряването е един от важните процеси в производството на батерии. В линията за производство на литиеви батерии, производствената част на процеса на заваряване е концентрирана главно в секцията за сглобяване на клетки и PACK линия, вижте фигурата по-долу:
Кратко описание на детайлите на процеса на заваряване
1. Заваряване на предпазни отвори
Предпазният вентилационен отвор, известен още като предпазен клапан, е тънкостенно тяло на клапана на горния капак на батерията. Когато вътрешното налягане на батерията надвиши определената стойност, предпазният вентилационен отвор се разкъсва и освобождава налягането, за да предотврати спукване на батерията. Предпазният отвор има гениална структура. Обикновено използва лазерно заваряване за фиксиране на два алуминиеви метални листа с определена форма. Когато вътрешното налягане на батерията се повиши до определена стойност, алуминиевият лист се счупва от проектираната позиция на жлеб, за да предотврати по-нататъшното разширяване и експлозия на батерията. Следователно този процес има изключително строги изисквания към технологията на лазерно заваряване. Заваръчният шев трябва да бъде запечатан и входящата топлина е стриктно контролирана, за да се гарантира, че стойността на налягането при повреда на заваръчния шев е стабилна в определен диапазон (обикновено 0.4~0.7MPa) . Твърде големи или твърде малки ще имат голямо влияние върху безопасността на батерията.
2. Клемна заварка
Клемите на капака на батерията са разделени на положителни и отрицателни клеми. Функцията на терминалите също е разделена на вътрешни и външни връзки. Вътрешната връзка е заваряването на клемите на батерията към клемите. Външната връзка е заваряването на клемите на батерията през свързващите ленти за образуване на последователни и паралелни вериги за образуване на батерия.
Клемите на батерията обикновено използват алуминий за положителния електрод и мед за отрицателния електрод и обикновено използват занитена структура. След приключване на занитването се извършва заваряване, обикновено кръг с диаметър 8 мм. При заваряване, стига силата на опън и проводимите свойства на проектните изисквания да са изпълнени, се предпочитат фибролазери или хибридни заваръчни лазери с добро качество на лъча и равномерно разпределение на енергията. Използвайте фибролазер или хибриден заваръчен лазер за заваряване. Той може да реализира стабилността на заваряването на алуминий-алуминиева конструкция и заваряването на медно-медна конструкция на електрически клеми, да намали пръските и по този начин да подобри добива на заваряване.
3. Заваряване на удължителя
Удължаващият лист е ключов компонент, който свързва капака на батерията и ролката на желето на батерията. Трябва също така да вземе предвид изискванията за свръхток, якост и ниско пръскане на батерията. Следователно, по време на процеса на заваряване с капака, трябва да има достатъчна ширина на заваръчния шев и е необходимо да се гарантира, че никакви частици не падат върху желеобразната ролка на батерията, за да се избегне късо съединение на батерията. Медта, като материал за отрицателен електрод, е материал с висока отразяваща способност с ниска степен на абсорбция и изисква по-висока енергийна плътност по време на заваряване.
4. Заваряване на запечатване на кутии
Материалите на корпуса на захранващите батерии включват алуминиева сплав и неръждаема стомана. Сред тях най-много се използва алуминиева сплав, а някои използват чист алуминий. Неръждаемата стомана е материалът с най-добра лазерна заваряемост, особено неръждаемата стомана 304. Независимо дали се използва импулсен или непрекъснат лазер, могат да се получат заварки с добър външен вид и производителност. Използването на непрекъснат лазер за заваряване на литиеви батерии с тънка черупка може да увеличи ефективността от 5 до 10 пъти, а външният вид и свойствата на уплътняване са по-добри. Сега, за да преследват по-бърза скорост на заваряване и по-равномерен външен вид, повечето компании са започнали да използват хибридно заваряване и пръстеновидно светлинно петно, за да заменят предишното нискоскоростно заваряване на единични влакна. Понастоящем скоростта на заваряване на масовите производствени линии на повечето компании е достигнала 200 mm/s. За нискоскоростните линии за заваряване на оптични влакна на някои производители, за да се гарантира стабилността на заваръчния шев, общата скорост на масово производство е 70 mm/s.
5. Заваряване на уплътнителни пирони
Уплътняващите гвоздеи (шапки за запълване на отвори) също се предлагат в много форми и формата им обикновено е кръгла капачка с диаметър 8 mm и дебелина около 0.9 mm. Основното изискване за заваряване е стойността на издържаното налягане да достигне 1,1MPa и не трябва да има дупки, пукнатини или точки на експлозия. Като последен процес на заваряване на батерийни клетки, ефективността на заваряването на запечатващи пирони е особено важна. Поради наличието на остатъчен електролит по време на заваряване на уплътнителни гвоздеи ще се появят дефекти като точки на експлозия и дупки. Ключовият начин за потискане на тези дефекти е намаляването на входящата топлина. Използването на лазерно заваряване може значително да подобри стабилността и съвместимостта, като по този начин значително подобри степента на добив.
6. ПАКЕТ Заваряване на шини
Батерийният модул може да се разбира като комбинация от литиево-йонни клетки, свързани последователно и паралелно, с инсталирано устройство за мониторинг и управление на батерията. Структурният дизайн на модула на батерията често определя производителността и безопасността на батерията. Неговата структура трябва да поддържа, фиксира и защитава клетките на батерията. В същото време, как да се изпълнят изискванията за свръхток, еднаквост на тока, как да се контролира температурата на клетката и дали захранването може да бъде прекъснато в случай на сериозни аномалии, за да се избегнат верижни реакции и т.н., всичко това ще бъде критериите за преценка на качество на батерийните модули. Тъй като лазерното заваряване между мед и алуминий има тенденция да образува крехки съединения, които не могат да отговорят на изискванията за употреба, обикновено се използва ултразвуково заваряване. В допълнение, медта и медта, алуминият и алуминият обикновено са лазерно заварени. В същото време, тъй като и медта, и алуминият провеждат топлина много бързо и имат много висока лазерна отразяваща способност, а дебелината на удължителния лист е сравнително голяма, за постигане на заваряване е необходим лазер с по-висока мощност.
