Principiul și analiza procesului de sudare cu laser a celulelor bateriei de putere

Tehnologia de sudare cu laser este utilizată pe scară largă în procesul de fabricație și asamblare a bateriilor cu litiu-ion, cu pași tipici incluzând sudarea conexiunilor moi și a plăcilor de acoperire ale celulei bateriei, sudarea de etanșare a plăcilor de acoperire și sudarea cuielor de etanșare. Motivul pentru care sudarea cu laser a devenit principala metodă de sudare pentru bateriile de putere pătrată se datorează avantajelor sale remarcabile, cum ar fi densitatea ridicată a energiei, stabilitatea bună a puterii, precizia ridicată a sudării și integrarea sistematică ușoară. Joacă un rol de neînlocuit în procesul de producție a bateriilor cu litiu cu carcasă pătrată din aluminiu.

Din perspectiva dezvoltării pieței, cota de piață a carcaselor din aluminiu pentru baterii cu litiu este mai mare decât cea a carcaselor din oțel, în principal datorită durității ridicate, ușoarei și siguranței excelente a carcaselor din aluminiu. Celulele de putere Lifepo4 pot fi personalizate în funcție de dimensiunea produsului și există multe modele și specificații pe piață, ceea ce face dificilă standardizarea procesului. Standardizarea bateriilor pătrate în viitor va deveni o tendință importantă, care are o semnificație pozitivă pentru producția de grup și întreținerea ulterioară.

Sudarea plăcii de acoperire a carcasei celulei bateriei Power este împărțită în principal în două metode: sudare superioară și sudare laterală. În procesul de sudare de sus, există o placă de acoperire dreptunghiulară pe partea de sus a carcasei bateriei, care are o bornă de ieșire a electrodului pozitiv. La asamblare, introduceți placa de acoperire în carcasa exterioară și faceți-o la nivel cu deschiderea superioară. Apoi, utilizați un laser pentru a sigila și a suda de-a lungul spațiului dreptunghiular dintre placa de acoperire și carcasa exterioară într-un proces laser continuu repetat.

În producția reală, sudarea superioară poate fixa fasciculul laser staționar, poate fixa bateria pe bancul de lucru, alinia fasciculul laser cu cordonul de sudură și poate conduce bateria de-a lungul coordonatelor X și Y pentru a urma aceeași traiectorie dreptunghiulară ca și cusătura de sudură. Trebuie subliniat faptul că, atunci când bateriile cu litiu superpack adoptă o structură superioară de etanșare de sudare, nu există nicio etapă de poziționare în locul în care este plasată placa de acoperire, iar cerințele de toleranță a dimensiunii lungimii sunt stricte, punând astfel cerințe mari asupra preciziei ansamblului de sudură.

Sudarea cu laser a acumulatorului cu litiu utilizează impulsuri laser cu densitate energetică mare-pentru a încălzi local zone mici ale materialului. Energia radiată de laser difuzează prin material prin conducție termică, determinând topirea materialului și formarea unui bazin topit specific. Această tehnologie este potrivită în principal pentru sudarea materialelor cu pereți subțiri-și a pieselor fine și poate realiza diferite forme, cum ar fi sudarea în puncte, sudarea cap la cap, sudarea prin suprapunere și sudarea prin etanșare. Are avantajele unui raport de aspect ridicat, lățime mică de sudură, zonă mică afectată de căldură, deformare mică, viteză rapidă de sudare, sudură netedă și frumoasă, tratament simplu sau fără tratament după sudare și calitate ridicată a sudurii fără pori. Între timp, sudarea cu laser poate fi controlată cu precizie, cu un punct mic focalizat și precizie ridicată de poziționare, ceea ce face ușoară realizarea automatizării.

Sudarea cu laser poate fi realizată folosind fascicule laser pulsate sau continue și poate fi împărțită în două moduri bazate pe principiul: sudarea prin conducție termică și sudarea cu penetrare adâncă cu laser. Principiul de funcționare al sudării prin conducție termică în celulele bateriei cu litiu-ion este: radiația laser încălzește suprafața de prelucrat, iar căldura de suprafață este ghidată spre interior pentru difuzie prin conducție termică. Prin controlul parametrilor precum lățimea, energia, puterea de vârf și frecvența de repetare a impulsului laser, piesa de prelucrat este topită pentru a forma un bazin de topire specific.

În acest mod, densitatea puterii laserului este de aproximativ 10 ⁵ W/cm², adâncimea sudurii este, în general, mai mică de 2,5 mm, iar raportul maxim de adâncime a sudurii la lățime poate ajunge la 3:1. Sudarea cu penetrare adâncă utilizează de obicei un fascicul laser continuu pentru a finaliza conexiunea materialului, iar mecanismul său de conversie a energiei este realizat printr-o structură de „găuri mici”. După iradierea cu laser, materialul se evaporă și formează mici găuri, care absorb toată energia fasciculului incident. Temperatura locală poate ajunge la aproximativ 25000 de grade, determinând topirea metalului care înconjoară cavitatea găurii, realizând astfel sudarea profundă a setului de acumulatori.

Dacă aveți cerințe suplimentare de consultanță tehnică sau de selecție a echipamentelor pentru procesul de sudare cu laser alAlimentați celulele bateriei, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați. Vă vom oferi soluții profesionale de sudare și asistență în proces.