Ať už jde o prizmatické články nebo válcové články, svařování je jedním z důležitých procesů při výrobě baterií. Ve výrobní lince lithiových baterií se výrobní část svařovacího procesu soustředí hlavně na sestavu článků a část linky PACK, viz obrázek níže:
Stručný popis detailů svařovacího procesu
1. Bezpečnostní odvzdušňovací svařování
Bezpečnostní ventil, známý také jako přetlakový ventil, je tenkostěnné tělo ventilu na horním krytu baterie. Když vnitřní tlak baterie překročí stanovenou hodnotu, bezpečnostní ventil praskne a uvolní tlak, aby se zabránilo prasknutí baterie. Bezpečnostní ventil má důmyslnou konstrukci. Obvykle používá laserové svařování k upevnění dvou hliníkových plechů určitého tvaru. Když vnitřní tlak baterie stoupne na určitou hodnotu, hliníkový plech se odlomí z navržené polohy drážky, aby se zabránilo další expanzi a výbuchu baterie. Proto má tento proces extrémně přísné požadavky na technologii laserového svařování. Svar musí být utěsněn a přívod tepla je přísně kontrolován, aby bylo zajištěno, že hodnota tlaku poškození svarového švu je stabilní v určitém rozsahu (obecně 0.4~0.7MPa) . Příliš velká nebo příliš malá bude mít velký dopad na bezpečnost baterie.
2. Koncové svařování
Svorky na krytu baterie jsou rozděleny na kladné a záporné svorky. Funkce svorek se také dělí na vnitřní a vnější připojení. Vnitřní spojení je přivaření výčnělků baterie ke svorkám. Externí spojení je přivaření vývodů baterie přes spojovací proužky k vytvoření sériových a paralelních obvodů k vytvoření sady baterií.
Vývody baterie obecně používají hliník pro kladnou elektrodu a měď pro zápornou elektrodu a obvykle používají nýtovanou konstrukci. Po dokončení nýtování se provede svařování, obvykle kruh o průměru 8mm. Při svařování, pokud jsou splněny konstrukční požadavky na tahovou sílu a vodivé vlastnosti, jsou preferovány vláknové lasery nebo hybridní svařovací lasery s dobrou kvalitou paprsku a rovnoměrným rozložením energie. Pro svařování použijte vláknový laser nebo hybridní svařovací laser. Může realizovat stabilitu svařování hliníkové konstrukce a svařování měděné konstrukce elektrických svorek, snížit rozstřik, a tím zlepšit výtěžnost svařování.
3. Svařování prodloužení jazýčku
Prodlužovací list poutka je klíčovou součástí, která spojuje kryt baterie a želé role. Musí také brát v úvahu nadproud, pevnost a nízké požadavky na rozstřik baterie. Proto během procesu svařování s krytem musí být zajištěna dostatečná šířka svaru a je nutné zajistit, aby na válec gelu baterie nepadaly žádné částice, aby nedošlo ke zkratu baterie. Měď jako materiál záporné elektrody je vysoce reflexní materiál s nízkou mírou absorpce a vyžaduje vyšší hustotu energie při svařování.
4. Svařování těsnění plechovek
Materiály pláště napájecích baterií zahrnují hliníkovou slitinu a nerezovou ocel. Mezi nimi se nejvíce používá hliníková slitina a několik z nich používá čistý hliník. Nerezová ocel je materiál s nejlepší laserovou svařitelností, zejména nerezová ocel 304. Ať už při použití pulzního nebo kontinuálního laseru, lze dosáhnout svarů s dobrým vzhledem a výkonem. Použití kontinuálního laseru ke svařování lithiových baterií s tenkým pláštěm může zvýšit účinnost 5 až 10krát a vzhled a těsnící vlastnosti jsou lepší. Nyní, aby bylo možné dosáhnout vyšší rychlosti svařování a jednotnějšího vzhledu, začala většina společností používat hybridní svařování a prstencový světelný bod, aby nahradila předchozí nízkorychlostní jednovláknové svařování. V současnosti dosáhla rychlost svařování na hromadných výrobních linkách většiny společností 200 mm/s. Pro nízkorychlostní svařovací linky z optických vláken některých výrobců, aby byla zajištěna stabilita svarové housenky, je obecná rychlost hromadné výroby 70 mm/s.
5. Svařování těsnících hřebíků
Těsnící hřebíky (uzávěry plnicích otvorů) mají také mnoho podob a jejich tvar je obvykle kulatý uzávěr o průměru 8 mm a tloušťce přibližně 0,9 mm. Základním požadavkem pro svařování je, aby hodnota výdržného tlaku dosahovala 1,1 MPa a neměly by zde být žádné dírky, praskliny nebo místa výbuchu. Jako poslední proces svařování bateriových článků je výtěžnost svařování těsnících hřebíků obzvláště důležitá. V důsledku přítomnosti zbytkového elektrolytu během svařování těsnících hřebíků se vyskytnou defekty, jako jsou místa výbuchu a dírky. Klíčovým způsobem, jak tyto defekty potlačit, je snížit příkon tepla. Použití laserového svařování může výrazně zlepšit stabilitu a kompatibilitu, čímž se výrazně zlepší výnos.
6. BAL Svařování přípojnic
Bateriový modul lze chápat jako kombinaci lithium-iontových článků zapojených sériově a paralelně, s nainstalovaným jediným zařízením pro monitorování a správu baterie. Konstrukční návrh bateriového modulu často určuje výkon a bezpečnost bateriové sady. Jeho konstrukce musí podporovat, fixovat a chránit články baterie. Kritériem pro posuzování bude zároveň to, jak splnit požadavky na nadproud, stejnoměrnost proudu, jak řídit teplotu článku a zda lze v případě vážných abnormalit vypnout napájení, aby se zabránilo řetězovým reakcím atd. kvalita bateriových modulů. Protože laserové svařování mezi mědí a hliníkem má tendenci vytvářet křehké sloučeniny, které nemohou splnit požadavky použití, obvykle se používá ultrazvukové svařování. Kromě toho jsou měď a měď, hliník a hliník obecně svařovány laserem. Současně, protože jak měď, tak hliník vedou teplo velmi rychle a mají velmi vysokou odrazivost laseru a tloušťka prodlužovacího plechu jazýčku je relativně velká, je k dosažení svařování zapotřebí laser s vyšším výkonem.
