با افزایش فروش وسایل نقلیه جدید انرژی، ظرفیت نصب باتری برق نیز به سرعت در حال رشد است. داده ها نشان می دهد که در سال 2021، فروش خودروهای انرژی جدید چین 3.521 میلیون دستگاه، افزایش 157.5 درصدی. ظرفیت باتری نصب شده به 154.5 گیگاوات ساعت رسید که 142.8 درصد افزایش داشت. شرکتهای تولید باتری باید ظرفیت تولید خود را گسترش دهند، آکادمیک اویانگ مینگگائو در 100 متخصص خودروی الکتریکی گفت که تا سال 2025 ظرفیت تولید باتریهای برقی چین به 3،{12}} گیگاوات ساعت خواهد رسید. در فرآیند تولید باتری قدرت، هزینه کم، کیفیت بالا و راندمان بالا، سه هدف اصلی شرکت های تولیدی را دنبال می کند، بنابراین، دستیابی به سه هدف فرآیند فنی و تجهیزات هوشمند بسیار مورد علاقه تولید کنندگان باتری است.
باتری قدرت نیز یک سیستم پیچیده است، از سلول، ماژول باتری، بسته باتری، از طریق یک فرآیند تولید، و در نهایت به یک سیستم باتری قدرت مونتاژ می شود. در میان آنها، اتصال مواد به مواد، ماژول به ماژول، و ساختار بسته باتری شامل فرآیند جوشکاری بسیار سخت - جوشکاری لیزری است.
روش جوشکاری فرآیند تولید باتری قدرت و فرآیند انتخاب معقول، به طور مستقیم بر هزینه باتری، کیفیت، ایمنی و قوام باتری تأثیر می گذارد. مرحله بعدی سازماندهی محتوای جوش باتری قدرت است.
کاربردهای رایج جوشکاری باتری نیرو
باتری های قدرت به باتری های مربعی، استوانه ای و بسته نرم تقسیم می شوند. امروزه در تولید باتری های برق، استفاده از لینک های جوش لیزری عمدتاً شامل می شود
فرآیند میانی: جوشکاری تیغه های قطب (از جمله پیش جوش)، جوش نقطه ای نوارهای قطب، پیش جوشکاری هسته در پوسته، جوشکاری آب بندی پوشش بالای پوسته، جوشکاری آب بندی پورت تزریق مایع و غیره بر؛
فرآیند پشت کانال: از جمله جوشکاری زبانه های اتصال هنگام ماژول PACK باتری و جوشکاری شیر ضد انفجار روی صفحه پوششی بعد از ماژول.
جوش پوسته باتری و صفحه پوشش
پوسته و پوشش باتری قدرت نقش محصور کردن الکترولیت و مواد الکترود پشتیبانی را ایفا می کند و محیطی پایدار و بسته را برای ذخیره و آزادسازی انرژی الکتریکی فراهم می کند و کیفیت جوش آن مستقیماً استحکام آب بندی و فشار باتری را تعیین می کند و بنابراین تأثیر می گذارد. عمر و عملکرد ایمنی باتری پوسته باتری عمدتاً از آلیاژ آلومینیوم Al3003 ساخته شده است که ضخامت آن معمولاً بین 0.6 تا 0.8 میلی متر است و عموماً توسط لیزر پالس کم توان جوش داده می شود. ارتباط بین کیس و روکش در شکل نشان داده شده است. عمده ترین مشکلات کیفی جوش لیزری در این محل، نقص، تخلخل و کانکس است که باعث کاهش عملکرد آب بندی باتری می شود.
جوشکاری ترمینال مثبت و منفی باتری
قطب باتری قطعه تماس مثبت و منفی باتری است، به طور کلی، الکترود مثبت از آلومینیوم استفاده می کند، الکترود منفی از مس استفاده می کند، عملکرد آن اجازه دادن به قطب باتری از طریق جوش قطعه اتصال، تشکیل مدار سری و موازی، تشکیل باتری است. مدول.
جوشکاری دریچه ضد انفجار باتری
شیر ضد انفجار یک بدنه سوپاپ با دیواره نازک روی صفحه آب بندی باتری است، زمانی که فشار داخلی باتری از مقدار مشخص شده بیشتر شود، بدنه دریچه ضد انفجار در پارگی و تهویه، آزاد کردن فشار و جلوگیری از باتری از ترکیدن ساختار شیر ضد انفجار مبتکرانه است، عمدتاً با جوش لیزری محکم در شکل خاصی از دو ورق فلزی آلومینیومی. هنگامی که فشار داخل باتری به مقدار مشخصی افزایش می یابد، قطعه آلومینیومی از موقعیت شیار طراحی شده پاره می شود و از انبساط بیشتر باتری و ایجاد انفجار جلوگیری می کند. بنابراین، این فرآیند در مورد الزامات فرآیند جوشکاری لیزری بسیار سختگیرانه است، الزامات آب بندی جوش، کنترل دقیق حرارت ورودی برای اطمینان از اینکه مقدار فشار مخرب جوش در محدوده خاصی تثبیت می شود (به طور کلی در محدوده 0) 0.4 ~ 0.7MPa)، خیلی بزرگ یا خیلی کوچک تأثیر زیادی بر ایمنی باتری خواهد داشت.
جوشکاری آداپتور باتری
قطعه آداپتور و اتصال انعطاف پذیر اجزای اصلی اتصال پوشش باتری به سلول باتری هستند. باید الزامات جریان بیش از حد، استحکام و پاشش کم باتری را به طور همزمان در نظر گرفت، بنابراین در فرآیند جوشکاری با صفحه پوشش باید عرض جوش کافی داشته باشد و باید اطمینان حاصل شود که هیچ ذره ای روی برق نمی افتد. سلول برای جلوگیری از اتصال کوتاه باتری. در مورد مواد الکترود منفی، مس به نرخ جذب پایین مواد با بازتاب بالا تعلق دارد که برای جوشکاری به چگالی انرژی بالاتری نیاز دارد، آخرین لیزر کامپوزیت نور آبی لیزر لیانیین به خوبی می تواند مشکلات فرآیند سنتی مانند بازتابش و پاشش زیاد را حل کند.
جوش قطب باتری
قطب های روی درب باتری به دو دسته داخلی و خارجی تقسیم می شوند. اتصال داخلی باتری، جوش بین شاخه های قطب سلول باتری و پایه قطب صفحه پوشش است. اتصال خارجی باتری، جوش دادن پست قطب باتری از طریق قطعه اتصال برای تشکیل یک مدار سری و موازی برای تشکیل یک ماژول باتری است.
مشکل اصلی جوشکاری لیزری تیرهای باتری نیز نقص سوراخ ضربه است که علت آن مشابه شیرهای ضد انفجار است. جوش قطب اساساً سطح جفت گیری بین آداپتور آلومینیومی و قطب است و سوراخ در بلوک آلومینیومی فقط حدود 6 میلی متر قطر دارد که باعث می شود ناخالصی هایی مانند روغن کوبنده و مواد تمیز کننده در آن منطقه باقی بمانند. . چگالی انرژی بالای لیزر باعث افزایش دما در جوش می شود که منجر به تبخیر سریع ناخالصی های باقی مانده در قطب می شود که باعث می شود حباب ها خارج شده و حوضچه مذاب بر کشش سطحی حوضچه مذاب غلبه کنند و در نتیجه نقص سوراخ دمیده شده در طول این فرآیند، تغییر سریع در توان لیزر پالسی بیشتر تمایل به ایجاد سوراخهای دمنده را افزایش میدهد. بنابراین، علاوه بر تمیز کردن فشرده قبل از جوش، سوراخ های دمنده را نیز می توان با بهینه سازی تغییرات توان لیزر کاهش داد.
ماژول باتری برق و جوش پک
ماژول باتری را می توان به عنوان ترکیبی از سلول های لیتیوم یون متصل به صورت سری و موازی با یک دستگاه نظارت و مدیریت باتری واحد درک کرد. طراحی ساختاری ماژول باتری اغلب عملکرد و ایمنی یک بسته باتری را تعیین می کند. ساختار آن باید سلول الکتریکی را پشتیبانی، تعمیر و محافظت کند. در عین حال، نحوه برآوردن نیازهای جریان اضافی، یکنواختی جریان، نحوه برآورده کردن کنترل دمای سلول باتری، و اینکه آیا یک ناهنجاری جدی وجود دارد را می توان قطع کرد، برای جلوگیری از واکنش زنجیره ای و غیره، استاندارد خواهد بود. برای قضاوت در مورد محاسن ماژول باتری.
در عین حال، با توجه به اینکه انتقال حرارت مس و آلومینیوم بسیار سریع و بازتابش بسیار بالا به لیزر است، ضخامت قطعه اتصال نسبتاً زیاد است، بنابراین لازم است از لیزر با توان بالاتر استفاده شود تا بتوان به نتیجه رسید. جوشکاری
نتیجه
در حال حاضر عمده ترین مشکلات جوشکاری لیزری در باتری های برقی تخلخل، ترک، قالب گیری ضعیف، سوراخ های دمنده و سایر عیوب جوشکاری است. این عیوب منجر به کاهش استحکام، آب بندی و رسانایی بسته باتری می شود که منجر به یک سری مشکلات ایمنی مانند انفجار باتری، نشت مایع و تولید گرما می شود. در پاسخ به این مشکلات، تعداد زیادی از مطالعات بر روی بهینهسازی فرآیند تمرکز میکنند، با تنظیم توان جوشکاری لیزر، عرض پالس، سرعت جوش، مقدار تمرکززدایی و سایر پارامترها میتوانند به طور موثری عیوب را کاهش دهند.
دیدن اینکه فرآیند جوشکاری باتری قدرت کار ظریفی است دشوار نیست، هر مشکل کوچکی بر عملکرد و ایمنی باتری تمام شده برق بعدی تأثیر می گذارد. بنابراین، مواد با کیفیت بالا و تجهیزات جوش لیزری با کیفیت بالا برای اطمینان از موفقیت فرآیند جوشکاری اساس است. فناوری هوشمند که توسط برنامه ریزی مسیر جوشکاری لیزری، شناسایی جوش، شناسایی عیب، نظارت بر کیفیت و غیره ارائه می شود نیز یکی از نقاط داغ برای تحقیقات آینده است. ترجمه شده با www.DeepL.com/Translator (نسخه رایگان)
