Bilo da se radi o prizmatičnim ili cilindričnim ćelijama, zavarivanje je jedan od važnih procesa u proizvodnji baterija. U proizvodnoj liniji litijumskih baterija, proizvodni dio procesa zavarivanja uglavnom je koncentriran na montažu ćelija i dio linije PACK, pogledajte sliku ispod:
Kratak opis detalja procesa zavarivanja
1. Zavarivanje sa sigurnosnim ventilom
Sigurnosni ventil, također poznat kao ventil za smanjenje tlaka, je tijelo ventila s tankim stijenkama na gornjem poklopcu baterije. Kada unutrašnji pritisak baterije premaši navedenu vrednost, sigurnosni otvor puca i oslobađa pritisak kako bi se sprečilo da baterija pukne. Sigurnosni ventil ima genijalnu strukturu. Obično koristi lasersko zavarivanje za fiksiranje dva aluminijska metalna lima određenog oblika. Kada unutrašnji pritisak baterije poraste do određene vrednosti, aluminijumski lim se lomi iz projektovanog položaja utora kako bi se sprečilo dalje širenje i eksplozija baterije. Stoga ovaj proces ima izuzetno stroge zahtjeve za tehnologiju laserskog zavarivanja. Zavareni šav mora biti zapečaćen i unos topline je strogo kontroliran kako bi se osiguralo da je vrijednost pritiska oštećenja zavarenog šava stabilna unutar određenog raspona (obično 0.4~0.7MPa) . Prevelika ili premala imat će veliki utjecaj na sigurnost baterije.
2. Zavarivanje terminala
Priključci na poklopcu baterije podijeljeni su na pozitivne i negativne terminale. Funkcija terminala je također podijeljena na unutrašnje i vanjske veze. Unutrašnja veza je zavarivanje jezičaka baterije na terminale. Vanjska veza je zavarivanje terminala baterije kroz spojne trake kako bi se formirali serijski i paralelni krugovi kako bi se formirao paket baterija.
Terminali baterije uglavnom koriste aluminij za pozitivnu elektrodu i bakar za negativnu elektrodu i obično koriste strukturu sa zakovicama. Nakon završenog zakivanja, vrši se zavarivanje, obično krug prečnika 8 mm. Prilikom zavarivanja, sve dok su zatezna sila i provodljiva svojstva ispunjeni projektnim zahtjevima, prednost se daje laserima s vlaknima ili hibridnim laserima za zavarivanje s dobrim kvalitetom zraka i ravnomjernom raspodjelom energije. Za zavarivanje koristite laser ili hibridni laser za zavarivanje. Može ostvariti stabilnost zavarivanja aluminijum-aluminijskih konstrukcija i zavarivanja električnih terminala bakra i bakra, smanjiti prskanje i na taj način poboljšati prinos zavarivanja.
3. Produžno zavarivanje jezičaka
Produžni list za jezičak je ključna komponenta koja povezuje poklopac baterije i rolnu baterije. Također mora uzeti u obzir zahtjeve za prekomjernu struju, snagu i malo prskanja baterije. Zbog toga, tokom procesa zavarivanja sa poklopcem, potrebno je da postoji dovoljna širina vara, a potrebno je osigurati da čestice ne padnu na rolnu akumulatora kako bi se izbjegao kratki spoj baterije. Bakar, kao materijal negativne elektrode, je materijal visoke refleksije sa niskom stopom apsorpcije i zahtijeva veću gustoću energije tokom zavarivanja.
4. Zavarivanje za zavarivanje limenki
Materijali kućišta energetskih baterija uključuju aluminijsku leguru i nehrđajući čelik. Među njima se najviše koristi legura aluminijuma, a nekoliko koristi čisti aluminijum. Nerđajući čelik je materijal sa najboljom laserskom zavarljivošću, posebno nerđajući čelik 304. Bilo da se koristi pulsni ili kontinuirani laser, mogu se dobiti zavari dobrog izgleda i performansi. Upotreba kontinuiranog lasera za zavarivanje tankih litijumskih baterija može povećati efikasnost za 5 do 10 puta, a izgled i svojstva brtvljenja su bolji. Sada, kako bi se postigla veća brzina zavarivanja i ujednačeniji izgled, većina kompanija je počela koristiti hibridno zavarivanje i prstenastu svjetlosnu tačku kako bi zamijenila prethodno zavarivanje malim brzinama pojedinačnih vlakana. Trenutno je brzina zavarivanja na linijama za masovnu proizvodnju većine kompanija dostigla 200 mm/s. Za linije za zavarivanje malih brzina optičkih vlakana nekih proizvođača, kako bi se osigurala stabilnost šava, opća brzina masovne proizvodnje je 70 mm/s.
5. Zavarivanje eksera za brtvljenje
Zaptivni ekseri (čepovi za popunjavanje rupa) također dolaze u više oblika, a njihov oblik je obično okrugli čep prečnika 8 mm i debljine oko 0.9 mm. Osnovni zahtjev za zavarivanje je da vrijednost otpornog tlaka dostigne 1,1MPa, te da ne smije biti rupa, pukotina ili mjesta eksplozije. Kao posljednji proces zavarivanja baterijskih ćelija, prinos zavarivanja eksera je posebno važan. Zbog prisustva zaostalog elektrolita tokom zavarivanja zaptivnih eksera, doći će do defekata kao što su tačke eksplozije i rupice. Ključni način za suzbijanje ovih nedostataka je smanjenje unosa topline. Upotreba laserskog zavarivanja može uvelike poboljšati stabilnost i kompatibilnost, čime se uvelike poboljšava stopa prinosa.
6. PAK Zavarivanje sabirnica
Akumulatorski modul se može shvatiti kao kombinacija litijum-jonskih ćelija povezanih serijski i paralelno, sa jednim instaliranim uređajem za nadzor i upravljanje baterijom. Strukturni dizajn baterijskog modula često određuje performanse i sigurnost baterijskog paketa. Njegova struktura mora podržavati, fiksirati i štititi ćelije baterije. U isto vrijeme, kako ispuniti zahtjeve za prekomjernu struju, ujednačenost struje, kako kontrolirati temperaturu ćelije, i da li se struja može prekinuti u slučaju ozbiljnih abnormalnosti kako bi se izbjegle lančane reakcije, itd., sve će to biti kriteriji za ocjenjivanje kvaliteta baterijskih modula. Budući da lasersko zavarivanje između bakra i aluminija ima tendenciju stvaranja krhkih spojeva koji ne mogu zadovoljiti zahtjeve upotrebe, obično se koristi ultrazvučno zavarivanje. Osim toga, bakar i bakar, aluminij i aluminij se uglavnom laserski zavaruju. U isto vrijeme, budući da i bakar i aluminij vrlo brzo provode toplinu i imaju vrlo visoku lasersku refleksiju, a debljina produžnog lima s jezičcima je relativno velika, potreban je laser veće snage za postizanje zavarivanja.
