Princip in analiza procesa laserskega varjenja baterijskih celic

Tehnologija laserskega varjenja se pogosto uporablja v procesu izdelave in sestavljanja litij-ionskih baterij s tipičnimi koraki, vključno z varjenjem mehkih povezav baterijskih celic in pokrivnih plošč, tesnilnim varjenjem pokrivnih plošč in varjenjem tesnilnih žebljev. Razlog, zakaj je lasersko varjenje postalo glavna varilna metoda za kvadratne električne baterije, so njegove izjemne prednosti, kot so visoka energijska gostota, dobra stabilnost moči, visoka natančnost varjenja in enostavna sistematična integracija. Ima nenadomestljivo vlogo v proizvodnem procesu litijevih baterij s kvadratnim aluminijastim ohišjem.

Z vidika razvoja trga je tržni delež aluminijastih lupin litijevih baterij višji od deleža jeklenih lupin, predvsem zaradi visoke trdote, lahke teže in odlične varnosti aluminijastih lupin. Napajalne celice Lifepo4 je mogoče prilagoditi glede na velikost izdelka, na trgu pa je veliko modelov in specifikacij, zaradi česar je tudi težko standardizirati postopek. Standardizacija kvadratnih baterij bo v prihodnosti postala pomemben trend, ki ima pozitiven pomen za skupinsko proizvodnjo in kasnejše vzdrževanje.

Varjenje pokrovne plošče ohišja baterije Power je v glavnem razdeljeno na dva načina: varjenje na vrhu in varjenje na strani. Pri postopku zgornjega varjenja je na vrhu ohišja baterije pravokotna pokrivna plošča, ki ima izhodno sponko pozitivne elektrode. Pri sestavljanju vstavite pokrovno ploščo v zunanjo lupino in jo poravnajte z zgornjo odprtino. Nato uporabite laser za tesnjenje in varjenje vzdolž pravokotne reže med pokrivno ploščo in zunanjo lupino v ponavljajočem neprekinjenem laserskem postopku.

V dejanski proizvodnji lahko z vrhnjim varjenjem laserski žarek miruje, pritrdi baterijo na delovno mizo, poravna laserski žarek z zvarnim šivom in požene baterijo po koordinatah X in Y, da sledi isti pravokotni poti kot zvarni šiv. Treba je poudariti, da ko litijeve superpaketne baterije sprejmejo zgornjo varilno tesnilno strukturo, na mestu, kjer je nameščena pokrovna plošča, ni koraka za pozicioniranje, zahteve glede tolerance dimenzij dolžine pa so stroge, kar postavlja visoke zahteve glede natančnosti varilnega sklopa.

Lasersko varjenje paketa litijevih baterij uporablja laserske impulze visoke{0}}energijske gostote za lokalno segrevanje majhnih površin materiala. Energija, ki jo seva laser, se razprši skozi material s toplotno prevodnostjo, kar povzroči, da se material stopi in tvori specifično staljeno bazo. Ta tehnologija je v glavnem primerna za varjenje tank{3}}stenskih materialov in finih delov ter lahko doseže različne oblike, kot so točkovno varjenje, sočelno varjenje, prekrivno varjenje in tesnilno varjenje. Ima prednosti visokega razmerja stranic, majhne širine zvara, majhne toplotno prizadete cone, majhne deformacije, visoke hitrosti varjenja, gladkega in lepega zvara, nobene ali le preproste obdelave po varjenju in visoke kakovosti zvara brez por. Medtem je lasersko varjenje mogoče natančno nadzorovati z majhno fokusirano točko in visoko natančnostjo pozicioniranja, kar olajša doseganje avtomatizacije.

Lasersko varjenje je mogoče doseči z uporabo impulznih ali neprekinjenih laserskih žarkov in ga lahko razdelimo na dva načina, ki temeljita na principu: varjenje s toplotno prevodnostjo in lasersko varjenje z globokim prebojem. Delovni princip toplotno prevodnega varjenja v litij-ionskih baterijskih celicah je: lasersko sevanje segreva površino, ki jo je treba obdelati, površinska toplota pa se vodi v notranjost za difuzijo s toplotno prevodnostjo. Z nadzorovanjem parametrov, kot so širina, energija, konična moč in frekvenca ponavljanja laserskega impulza, se obdelovanec stopi, da se oblikuje specifičen staljeni bazen.

V tem načinu je gostota moči laserja približno 10 ⁵ W/cm², globina zvara je običajno manjša od 2,5 mm, največje razmerje med globino in širino zvara pa lahko doseže 3:1. Varjenje z globokim prebojem običajno uporablja neprekinjen laserski žarek za dokončanje povezave materiala, njegov mehanizem za pretvorbo energije pa se doseže s strukturo "majhnih lukenj". Po laserskem obsevanju material izhlapi in tvori majhne luknje, ki absorbirajo vso energijo vpadnega žarka. Lokalna temperatura lahko doseže približno 25000 stopinj, kar povzroči taljenje kovine, ki obdaja votlino luknje, in tako doseže globoko varjenje kompleta baterijskega paketa.

Če imate dodatno tehnično posvetovanje ali zahteve glede izbire opreme za postopek laserskega varjenjaNapajanje baterijskih celic, vas prosimo, da nas kontaktirate. Zagotovili vam bomo profesionalne varilne rešitve in procesno podporo.