Είτε πρισματικές είτε κυλινδρικές κυψέλες, η συγκόλληση είναι μία από τις σημαντικές διαδικασίες στην παραγωγή μπαταριών. Στη γραμμή παραγωγής μπαταριών λιθίου, το τμήμα παραγωγής της διαδικασίας συγκόλλησης συγκεντρώνεται κυρίως στη συναρμολόγηση κυψελών και στη γραμμή PACK, δείτε το παρακάτω σχήμα:
Σύντομη περιγραφή των λεπτομερειών της διαδικασίας συγκόλλησης
1. Συγκόλληση εξαερισμού ασφαλείας
Η βαλβίδα ασφαλείας, γνωστή και ως βαλβίδα εκτόνωσης πίεσης, είναι ένα σώμα βαλβίδας με λεπτό τοίχωμα στο επάνω κάλυμμα της μπαταρίας. Όταν η εσωτερική πίεση της μπαταρίας υπερβαίνει την καθορισμένη τιμή, ο αεραγωγός ασφαλείας σπάει και απελευθερώνει την πίεση για να αποτρέψει το σκάσιμο της μπαταρίας. Ο αεραγωγός ασφαλείας έχει μια έξυπνη δομή. Συνήθως χρησιμοποιεί συγκόλληση με λέιζερ για τη στερέωση δύο μεταλλικών φύλλων αλουμινίου συγκεκριμένου σχήματος. Όταν η εσωτερική πίεση της μπαταρίας αυξάνεται σε μια ορισμένη τιμή, το φύλλο αλουμινίου σπάει από τη σχεδιασμένη θέση αυλάκωσης για να αποτρέψει την περαιτέρω διαστολή και έκρηξη της μπαταρίας. Επομένως, αυτή η διαδικασία έχει εξαιρετικά αυστηρές απαιτήσεις για την τεχνολογία συγκόλλησης με λέιζερ. Η ραφή συγκόλλησης απαιτείται να σφραγιστεί και η εισροή θερμότητας ελέγχεται αυστηρά για να διασφαλιστεί ότι η τιμή της πίεσης ζημιάς της ραφής συγκόλλησης είναι σταθερή μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος (γενικά 0.4~0.7MPa) . Πολύ μεγάλο ή πολύ μικρό θα έχει μεγάλο αντίκτυπο στην ασφάλεια της μπαταρίας.
2. Τερματική συγκόλληση
Οι ακροδέκτες στην πλάκα καλύμματος της μπαταρίας χωρίζονται σε θετικούς και αρνητικούς ακροδέκτες. Η λειτουργία των ακροδεκτών χωρίζεται επίσης σε εσωτερικές και εξωτερικές συνδέσεις. Η εσωτερική σύνδεση είναι η συγκόλληση των πτερυγίων της μπαταρίας στους ακροδέκτες. Η εξωτερική σύνδεση είναι η συγκόλληση των ακροδεκτών της μπαταρίας μέσω των συνδετικών λωρίδων για να σχηματίσουν σειρές και παράλληλα κυκλώματα για να σχηματίσουν ένα πακέτο μπαταρίας.
Οι ακροδέκτες της μπαταρίας χρησιμοποιούν γενικά αλουμίνιο για το θετικό ηλεκτρόδιο και χαλκό για το αρνητικό ηλεκτρόδιο και συνήθως χρησιμοποιούν μια δομή με πριτσίνια. Μετά την ολοκλήρωση του καρφώματος γίνεται συγκόλληση, συνήθως κύκλος διαμέτρου 8mm. Κατά τη συγκόλληση, εφόσον πληρούνται η δύναμη εφελκυσμού και οι αγώγιμες ιδιότητες των απαιτήσεων σχεδιασμού, προτιμώνται τα λέιζερ ινών ή τα υβριδικά λέιζερ συγκόλλησης με καλή ποιότητα δέσμης και ομοιόμορφη κατανομή ενέργειας. Χρησιμοποιήστε λέιζερ ινών ή υβριδικό λέιζερ συγκόλλησης για συγκόλληση. Μπορεί να συνειδητοποιήσει τη σταθερότητα της συγκόλλησης δομών αλουμινίου-αλουμινίου και τη συγκόλληση δομών χαλκού-χαλκού των ηλεκτρικών ακροδεκτών, να μειώσει το πιτσίλισμα και επομένως να βελτιώσει την απόδοση συγκόλλησης.
3. Συγκόλληση προέκτασης γλωττίδας
Το φύλλο επέκτασης γλωττίδας είναι ένα βασικό εξάρτημα που συνδέει το κάλυμμα της μπαταρίας και το ρολό ζελέ μπαταρίας. Πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη τις απαιτήσεις υπερβολικού ρεύματος, αντοχής και χαμηλής πιτσιλίσματος της μπαταρίας. Επομένως, κατά τη διαδικασία συγκόλλησης με το κάλυμμα, πρέπει να υπάρχει επαρκές πλάτος συγκόλλησης και είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι δεν πέφτουν σωματίδια στο ρολό ζελέ μπαταρίας για να αποφευχθεί το βραχυκύκλωμα της μπαταρίας. Ο χαλκός, ως υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου, είναι ένα υψηλής ανακλαστικό υλικό με χαμηλό ρυθμό απορρόφησης και απαιτεί μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα κατά τη συγκόλληση.
4. Συγκόλληση στεγανοποίησης κουτιών
Τα υλικά περιβλήματος των μπαταριών ισχύος περιλαμβάνουν κράμα αλουμινίου και ανοξείδωτο χάλυβα. Μεταξύ αυτών, το κράμα αλουμινίου χρησιμοποιείται περισσότερο, και μερικά χρησιμοποιούν καθαρό αλουμίνιο. Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι το υλικό με την καλύτερη συγκολλησιμότητα με λέιζερ, ειδικά ο ανοξείδωτος χάλυβας 304. Είτε χρησιμοποιείτε παλμικό είτε συνεχές λέιζερ, μπορούν να επιτευχθούν συγκολλήσεις με καλή εμφάνιση και απόδοση. Η χρήση συνεχούς λέιζερ για τη συγκόλληση μπαταριών λιθίου με λεπτό κέλυφος μπορεί να αυξήσει την απόδοση κατά 5 έως 10 φορές και η εμφάνιση και οι ιδιότητες σφράγισης είναι καλύτερες. Τώρα, για να επιδιώξουν μεγαλύτερη ταχύτητα συγκόλλησης και πιο ομοιόμορφη εμφάνιση, οι περισσότερες εταιρείες άρχισαν να χρησιμοποιούν υβριδική συγκόλληση και δακτυλιοειδές φωτεινό σημείο για να αντικαταστήσουν την προηγούμενη συγκόλληση μονής ίνας χαμηλής ταχύτητας. Προς το παρόν, η ταχύτητα συγκόλλησης των γραμμών μαζικής παραγωγής των περισσότερων εταιρειών έχει φτάσει τα 200 mm/s. Για τις γραμμές συγκόλλησης οπτικών ινών χαμηλής ταχύτητας ορισμένων κατασκευαστών, προκειμένου να διασφαλιστεί η σταθερότητα του σφαιριδίου συγκόλλησης, η γενική ταχύτητα μαζικής παραγωγής είναι 70 mm/s.
5. Συγκόλληση καρφιών στεγανοποίησης
Τα στεγανοποιητικά καρφιά (καπάκια οπών πλήρωσης) υπάρχουν επίσης σε πολλές μορφές και το σχήμα τους είναι συνήθως ένα στρογγυλό καπάκι με διάμετρο 8 mm και πάχος περίπου 0,9 mm. Η βασική απαίτηση για τη συγκόλληση είναι η τιμή της πίεσης αντοχής να φτάνει το 1,1 MPa και να μην υπάρχουν τρύπες, ρωγμές ή σημεία έκρηξης. Ως τελευταία διαδικασία συγκόλλησης κυψελών μπαταρίας, η απόδοση της συγκόλλησης των καρφιών σφράγισης είναι ιδιαίτερα σημαντική. Λόγω της παρουσίας υπολειπόμενου ηλεκτρολύτη κατά τη συγκόλληση των καρφιών στεγανοποίησης, θα εμφανιστούν ελαττώματα όπως σημεία έκρηξης και τρύπες καρφίτσας. Ο βασικός τρόπος για την καταστολή αυτών των ελαττωμάτων είναι η μείωση της εισροής θερμότητας. Η χρήση της συγκόλλησης με λέιζερ μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη σταθερότητα και τη συμβατότητα, βελτιώνοντας έτσι σημαντικά το ποσοστό απόδοσης.
6. PACK συγκόλληση με ράβδο
Η μονάδα μπαταρίας μπορεί να γίνει κατανοητή ως ένας συνδυασμός κυψελών ιόντων λιθίου που συνδέονται σε σειρά και παράλληλα, με εγκατεστημένη μια ενιαία συσκευή παρακολούθησης και διαχείρισης μπαταρίας. Ο δομικός σχεδιασμός της μονάδας μπαταρίας συχνά καθορίζει την απόδοση και την ασφάλεια μιας μπαταρίας. Η δομή του πρέπει να υποστηρίζει, να στερεώνει και να προστατεύει τα στοιχεία της μπαταρίας. Ταυτόχρονα, ο τρόπος κάλυψης των απαιτήσεων υπερβολικού ρεύματος, η ομοιομορφία του ρεύματος, ο έλεγχος της θερμοκρασίας του στοιχείου και το αν μπορεί να διακοπεί η τροφοδοσία σε περίπτωση σοβαρών ανωμαλιών για την αποφυγή αλυσιδωτών αντιδράσεων κ.λπ., θα είναι όλα τα κριτήρια για την κρίση του ποιότητα των μονάδων μπαταρίας. Δεδομένου ότι η συγκόλληση με λέιζερ μεταξύ χαλκού και αλουμινίου τείνει να σχηματίζει εύθραυστες ενώσεις που δεν μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις χρήσης, συνήθως χρησιμοποιείται συγκόλληση με υπερήχους. Επιπλέον, ο χαλκός και ο χαλκός, το αλουμίνιο και το αλουμίνιο συγκολλούνται γενικά με λέιζερ. Ταυτόχρονα, επειδή τόσο ο χαλκός όσο και το αλουμίνιο μεταδίδουν τη θερμότητα πολύ γρήγορα και έχουν πολύ υψηλή ανακλαστικότητα λέιζερ και το πάχος του φύλλου επέκτασης γλωττίδας είναι σχετικά μεγάλο, απαιτείται λέιζερ υψηλότερης ισχύος για την επίτευξη συγκόλλησης.
