S nárastom predaja nových energetických vozidiel rýchlo rastie aj inštalovaná kapacita napájacích batérií. Údaje ukazujú, že v roku 2021 sa v Číne predalo 3,521 milióna kusov nových energetických vozidiel, čo predstavuje nárast o 157,5 percenta; inštalovaná kapacita výkonovej batérie dosiahla 154,5 GWh, čo predstavuje nárast o 142,8 percenta. Podniky vyrábajúce batérie musia rozšíriť výrobnú kapacitu, povedal akademik Ouyang Minggao v odbore 100 elektrických vozidiel, že do roku 2025 dosiahne čínska výrobná kapacita napájacích batérií 3,{12}} GWh. V procese výroby napájacích batérií sú nízke náklady, vysoká kvalita a vysoká účinnosť sledovaním troch hlavných cieľov výrobných podnikov, preto výrobcovia batérií veľmi uprednostňujú dosiahnutie troch cieľov technického procesu a inteligentné zariadenia.
Napájacia batéria je tiež komplexný systém, od článku, batériového modulu, batériového bloku, cez výrobný proces a nakoniec zostavený do celého systému napájacej batérie. Medzi nimi spojenie materiálu s materiálom, modul s modulom a štruktúra akumulátora zahŕňa vysoko náročný proces zvárania - laserové zváranie.
Proces výroby napájacej batérie spôsob zvárania a rozumný výber priamo ovplyvní náklady na batériu, kvalitu, bezpečnosť a konzistenciu batérie. Ďalším krokom je usporiadanie obsahu zvárania napájacej batérie.
Bežné zváracie aplikácie napájacej batérie
Napájacie batérie sa delia na štvorcové, cylindrické a mäkké batérie. V dnešnej dobe pri výrobe napájacích batérií patrí najmä použitie laserových zváracích spojov
Stredný proces: zváranie pólových očiek (vrátane predbežného zvárania), bodové zváranie pólových pásov, predbežné zváranie jadra do plášťa, tesniace zváranie vrchného krytu plášťa, tesniace zváranie otvoru vstrekovania kvapaliny atď. zapnuté;
Proces zadného kanála: vrátane zvárania spojovacích plôšok pri module batérie a zvárania ventilu odolného proti výbuchu na krycej doske po module.
Zvarenie plášťa batérie a krycej dosky
Plášť a kryt napájacej batérie zohrávajú úlohu zapuzdrenia elektrolytu a podporných elektródových materiálov, poskytujú stabilné a uzavreté prostredie na skladovanie a uvoľňovanie elektrickej energie a jej kvalita zvárania priamo určuje tesnosť a tlakovú pevnosť batérie, čím ovplyvňuje životnosť a bezpečnostný výkon batérie. Plášť batérie je vyrobený hlavne z hliníkovej zliatiny Al3003, ktorej hrúbka je zvyčajne medzi 0,6 a 0,8 mm, a je zvyčajne zváraný pulzným laserom s nízkym výkonom. Spojenie medzi puzdrom a krytom je znázornené na obrázku. Hlavnými problémami s kvalitou laserového zvaru na tomto mieste sú nedokonalosti, pórovitosť a krycie vrstvy, ktoré znižujú tesniaci výkon batérie.
Zváranie kladných a záporných svoriek batérie
Pól batérie je kladný a záporný kontaktný kus batérie, všeobecne povedané, kladná elektróda používa hliník, záporná elektróda používa meď, jej funkciou je nechať pól batérie cez zváranie spojovacieho kusu, vytvorenie sériového a paralelného obvodu, vytvorenie batérie modul.
Zváranie tesnenia ventilu proti výbuchu batérie
Ventil odolný proti výbuchu je tenkostenné teleso ventilu na tesniacej doske batérie, keď vnútorný tlak batérie prekročí špecifikovanú hodnotu, telo ventilu odolného proti výbuchu prevezme vedenie pri pretrhnutí a odvzdušnení, uvoľní tlak a zabráni batéria pred prasknutím. Konštrukcia ventilu odolná proti výbuchu je dômyselná, väčšinou s laserovým zváraním pevne v určitom tvare dvoch hliníkových plechov. Keď tlak vo vnútri batérie stúpne na určitú hodnotu, hliníkový kus sa pretrhne z navrhnutej polohy drážky, čím sa zabráni ďalšiemu rozširovaniu batérie a spôsobeniu výbuchu. Preto sú požiadavky tohto procesu na proces laserového zvárania mimoriadne prísne, požiadavky na utesnenie zvaru, prísna kontrola prívodu tepla, aby sa zabezpečilo, že hodnota deštruktívneho tlaku zvaru sa stabilizuje v určitom rozsahu (všeobecne v rozsahu 0 .4 ~ 0.7MPa), príliš veľké alebo príliš malé budú mať veľký vplyv na bezpečnosť batérie.
Zváranie adaptéra batérie
Adaptér a flexibilné spojenie sú kľúčové komponenty spájajúce kryt batérie s článkom batérie. Musí zohľadňovať požiadavky na nadprúd, pevnosť a zároveň nízke rozstrekovanie batérie, preto pri procese zvárania s krycou doskou musí mať dostatočnú šírku zvaru a je potrebné zabezpečiť, aby na el. článku, aby ste predišli skratu batérie. Pokiaľ ide o materiál zápornej elektródy, meď patrí k nízkej miere absorpcie vysoko reflexného materiálu, ktorý vyžaduje vyššiu hustotu energie na zváranie, najnovší laser Lianyin s modrým svetlom zložený z kompozitných laserov môže dobre vyriešiť tradičné procesné problémy, ako je vysoká odrazivosť a rozstrekovanie.
Zváranie pólov batérie
Póly na kryte batérie sú rozdelené na vnútorné a vonkajšie pripojenie. Vnútorné spojenie batérie je privarením medzi pólovými okami batériového článku a pólovým stĺpikom krycej dosky; vonkajšie spojenie batérie je privarenie pólového pólu batérie cez spojovací kus, aby sa vytvoril sériový a paralelný obvod na vytvorenie modulu batérie.
Hlavným problémom laserového zvárania pólov batérie je tiež defekt vyfukovacieho otvoru, ktorého príčina je podobná ako pri nevýbušných ventiloch. Zvar pólu je v podstate spojovacím povrchom medzi hliníkovým adaptérom a pólom a otvor v hliníkovom bloku má priemer len asi 6 mm, čo veľmi uľahčuje zotrvanie nečistôt, ako je lisovací olej a čistiace prostriedky. . Vysoká hustota energie lasera spôsobuje nárast teploty vo zvare, čo vedie k rýchlemu odparovaniu nečistôt, ktoré zostali na stĺpe, čo spôsobuje únik bublín a opúšťanie roztaveného kúpeľa, ktorý prekonáva povrchové napätie roztaveného kúpeľa, čo vedie k defekt fúkanej diery. Počas tohto procesu rýchla zmena výkonu pulzného lasera ďalej zvyšuje tendenciu k vytváraniu dier. Preto je možné okrem intenzívneho čistenia pred zvarom zmenšiť diery aj optimalizáciou zmeny výkonu lasera.
Napájací batériový modul a zváranie PACK
Modul batérie možno chápať ako kombináciu lítium-iónových článkov zapojených sériovo a paralelne, s jedným zariadením na monitorovanie a správu batérie. Konštrukcia batériového modulu často určuje výkon a bezpečnosť batérie. Jeho štruktúra musí podporovať, fixovať a chrániť elektrický článok. Zároveň bude štandardom, ako splniť požiadavky na nadprúd, rovnomernosť prúdu, ako splniť kontrolu teploty batériového článku a či existuje vážna abnormalita, ktorá môže byť odrezaná, aby sa zabránilo reťazovej reakcii atď. na posúdenie predností batériového modulu.
Zároveň je vďaka medeným a hliníkovým prenosom tepla veľmi rýchly a veľmi vysoká odrazivosť do lasera, hrúbka spojovacieho kusu je pomerne veľká, preto je potrebné použiť laser s vyšším výkonom, aby bolo možné dosiahnuť zváranie.
Záver
V súčasnosti sú hlavnými problémami laserového zvárania v napájacích batériách pórovitosť, praskliny, zlé tvarovanie, diery a iné chyby zvárania. Tieto defekty vedú k zníženiu pevnosti, tesnenia a vodivosti batérie, čo vedie k sérii bezpečnostných problémov, ako je explózia batérie, únik kvapaliny a tvorba tepla. V reakcii na tieto problémy sa veľký počet štúdií zameriava na optimalizáciu procesu, úpravou výkonu laserového zvárania, šírky impulzu, rýchlosti zvárania, množstva rozostrenia a ďalších parametrov možno účinne znížiť chyby.
Nie je ťažké vidieť, že proces zvárania napájacej batérie je jemná práca, každý malý problém ovplyvní výkon a bezpečnosť následnej hotovej napájacej batérie. Základom sú preto kvalitné materiály a kvalitné laserové zváracie zariadenia, ktoré zabezpečia úspech zváracieho procesu. Inteligentná technológia reprezentovaná plánovaním dráhy laserového zvárania, identifikáciou zvaru, identifikáciou defektov, monitorovaním kvality atď. je tiež jedným z horúcich miest pre budúci výskum. Preložené s www.DeepL.com/Translator (bezplatná verzia)
