Uanset om det er prismatiske celler eller cylindriske celler, er svejsning en af de vigtige processer i batteriproduktion. I lithiumbatteriproduktionslinjen er produktionssektionen af svejseprocessen hovedsageligt koncentreret i cellesamlingen og PACK-linjesektionen, se figuren nedenfor:
Kort beskrivelse af svejseprocesdetaljer
1. Sikkerhedsudluftningssvejsning
Sikkerhedsventilen, også kendt som overtryksventilen, er et tyndvægget ventilhus på toppen af batteriet. Når batteriets indre tryk overstiger den specificerede værdi, brister sikkerhedsventilen og frigiver trykket for at forhindre batteriet i at sprænge. Sikkerhedsventilen har en genial struktur. Det bruger normalt lasersvejsning til at fikse to aluminiummetalplader af en bestemt form. Når batteriets indre tryk stiger til en vis værdi, bryder aluminiumspladen fra den konstruerede rilleposition for at forhindre batteriet i yderligere udvidelse og eksplosion. Derfor stiller denne proces ekstremt strenge krav til lasersvejseteknologi. Svejsesømmen skal forsegles, og varmetilførslen er strengt kontrolleret for at sikre, at skadestrykværdien af svejsesømmen er stabil inden for et bestemt område (generelt 0.4~0.7MPa) . For stor eller for lille vil have stor indflydelse på batteriets sikkerhed.
2. Terminalsvejsning
Terminalerne på batteridækpladen er opdelt i positive og negative terminaler. Terminalernes funktion er også opdelt i interne og eksterne forbindelser. Den interne forbindelse er svejsningen af batteritapperne til terminalerne. Den eksterne forbindelse er svejsningen af batteriterminalerne gennem forbindelsesstrimlerne for at danne serie- og parallelle kredsløb for at danne en batteripakke.
Batteriterminalerne bruger generelt aluminium til den positive elektrode og kobber til den negative elektrode og bruger normalt en nittet struktur. Efter nitning er afsluttet, udføres svejsning, normalt en cirkel med en diameter på 8 mm. Ved svejsning foretrækkes fiberlasere eller hybridsvejslasere med god strålekvalitet og ensartet energifordeling, så længe designkravene er opfyldt. Brug fiberlaser eller hybrid svejselaser til svejsning. Det kan realisere stabiliteten af svejsning af aluminium-aluminiumstruktur og kobber-kobberstruktursvejsning af elektriske terminaler, reducere sprøjt og derved forbedre svejseudbyttet.
3. Tabforlængelsesvejsning
Faneforlængerarket er en nøglekomponent, der forbinder batteridækslet og batterigelérullen. Det skal også tage højde for batteriets krav til overstrøm, styrke og lavt sprøjt. Derfor skal der under svejseprocessen med dækslet være tilstrækkelig svejsebredde, og det er nødvendigt at sikre, at der ikke falder partikler på batterigelérullen for at undgå batterikortslutning. Kobber, som det negative elektrodemateriale, er et højreflekterende materiale med lav absorptionshastighed og kræver højere energitæthed under svejsning.
4. Dåser tætningssvejsning
Kapslingsmaterialerne til strømbatterier inkluderer aluminiumslegering og rustfrit stål. Blandt dem bruges aluminiumslegering mest, og nogle få bruger rent aluminium. Rustfrit stål er materialet med den bedste lasersvejsbarhed, især 304 rustfrit stål. Uanset om du bruger puls eller kontinuerlig laser, kan der opnås svejsninger med et godt udseende og ydeevne. Brug af kontinuerlig laser til at svejse tyndskallede lithiumbatterier kan øge effektiviteten med 5 til 10 gange, og udseendet og tætningsegenskaberne er bedre. Nu, for at forfølge hurtigere svejsehastighed og mere ensartet udseende, er de fleste virksomheder begyndt at bruge hybridsvejsning og ringformet lyspunkt til at erstatte den tidligere lavhastigheds enkeltfibersvejsning. På nuværende tidspunkt har svejsehastigheden for de fleste virksomheders masseproduktionslinjer nået 200 mm/s. For lavhastigheds fiberoptiske svejselinjer fra nogle producenter, for at sikre stabiliteten af svejsestrengen, er den generelle masseproduktionshastighed 70 mm/s.
5. Forsegling af sømsvejsning
Forseglingssøm (hætter til fyldehul) findes også i mange former, og deres form er normalt en rund hætte med en diameter på 8 mm og en tykkelse på omkring 0,9 mm. Det grundlæggende krav til svejsning er, at modstandstrykket når 1,1 MPa, og der må ikke være nogen nålehuller, revner eller eksplosionspunkter. Som den sidste proces med battericellesvejsning er udbyttet af tætningssømsvejsning særlig vigtig. På grund af tilstedeværelsen af resterende elektrolyt under svejsning af tætningssøm vil der opstå defekter som eksplosionspunkter og nålehuller. Den vigtigste måde at undertrykke disse defekter på er at reducere varmetilførslen. Brugen af lasersvejsning kan i høj grad forbedre stabiliteten og kompatibiliteten og dermed i høj grad forbedre udbyttegraden.
6. PAK Skinnesvejsning
Batterimodulet kan forstås som en kombination af lithium-ion-celler forbundet i serie og parallelt med en enkelt batteriovervågnings- og styringsenhed installeret. Det strukturelle design af batterimodulet bestemmer ofte ydeevnen og sikkerheden af en batteripakke. Dens struktur skal understøtte, fiksere og beskytte battericellerne. Samtidig vil hvordan man opfylder overstrømskrav, strømens ensartethed, hvordan man styrer celletemperaturen, og om strømmen kan afbrydes ved alvorlige abnormiteter for at undgå kædereaktioner osv., alt sammen være kriterierne for at bedømme kvaliteten af batterimoduler. Da lasersvejsning mellem kobber og aluminium har en tendens til at danne skøre forbindelser, der ikke kan opfylde brugskravene, bruges ultralydssvejsning normalt. Derudover er kobber og kobber, aluminium og aluminium generelt lasersvejset. På samme tid, fordi både kobber og aluminium leder varme meget hurtigt og har meget høj laserreflektivitet, og tykkelsen af faneforlængerarket er relativt stor, kræves der en laser med højere effekt for at opnå svejsning.
