Productieproces van stroombatterijen: laserlastechnologie uitgelegd

Tegen de achtergrond van de snelle ontwikkeling van de nieuwe energievoertuigindustrie heeft de productiekwaliteit van accu's, als kerncomponent van het voertuig, een directe invloed op de veiligheid, de levensduur en de energiedichtheid van het voertuig. Krachtige batterijsystemen bestaan ​​doorgaans uit cellen, batterijmodules en batterijpakketten (PACK's). Hun interne structuur omvat talrijke verbindingen van metaalmateriaal, waaronder elektrodelippen, geleidende verbindingsstukken, batterijbehuizingen en inkapselingsstructuren. Van deze cruciale verbindingsverbindingen is laserlassen, met zijn hoge energiedichtheid, contactloze verwerking en hoge mate van automatiseringsaanpasbaarheid, geleidelijk een van de belangrijke processen geworden bij de productie van krachtige batterijen. Vooral in behuizingsconstructies van aluminiumlegeringen, zoals aluminium behuizingen van batterijen of prismatische celbehuizingen, kan laserlassen zeer-precieze afgedichte verbindingen bereiken, waardoor een stabiele en betrouwbare inkapselingsomgeving voor het inwendige van de batterij ontstaat.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Het productieproces van stroombatterijen omvat doorgaans meerdere fasen, zoals celproductie, midden- assemblage en back- PACK-integratie. In deze stadia wordt laserlassen op grote schaal gebruikt bij belangrijke processen zoals liplassen, elektrodepuntlassen, celvoor-lassen, afdichtingslassen van behuizing en bovendeksel, en afdichting van vloeistofinjectiepoorten. Ondertussen moeten in de stroomafwaartse fase van de module- en PACK-assemblage ook processen worden voltooid, zoals het lassen van verbindingsstukken, het explosie-veilige kleplassen en het lassen van de accupolen. Deze structuren zijn vaak direct geïntegreerd in structurele componenten zoals prismatische batterijbehuizingen van aluminiumlegeringen of aluminium omhulsels voor lithiumionbatterijcellen. Daarom speelt de laskwaliteit een beslissende rol in de afdichtingsprestaties, structurele sterkte en thermische stabiliteit van de batterij.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In de celstructuur is het afdichtingslassen tussen de batterijbehuizing en de afdekplaat een van de meest kritische productiestappen. Omhulsels van krachtige accu's zijn doorgaans gemaakt van een aluminiumlegering uit de 3003-serie, met een dikte die doorgaans tussen 0,6 en 0,8 mm ligt. Lasverbindingen van hoge-kwaliteit tussen de behuizing en de afdekplaat kunnen worden bereikt door gepulseerd laserlassen met laag-vermogen, waardoor een stabiele, afgedichte ruimte wordt gevormd. Voor prismatische cellen wordt deze structuur doorgaans weergegeven als een aluminium omhulsel van een prismatische cel of een aluminium omhulsel voor een prismatische lithium--ionbatterij. Bij de daadwerkelijke productie omvatten lasfouten voornamelijk onvolledige penetratie, porositeit en instorting van de las. Deze defecten hebben rechtstreeks invloed op de afdichtingsprestaties en drukweerstand van de batterijbehuizing, waardoor de levensduur en de veiligheidsprestaties van de batterij worden beïnvloed. Lassen van accupolen is een cruciale verbindingsstructuur voor stroomgeleiding in stroombatterijen. Terminals zijn over het algemeen verdeeld in positieve en negatieve elektroden, waarbij de positieve elektrode doorgaans van aluminium is en de negatieve elektrode van koper.

 

Meerdere cellen kunnen in serie of parallel worden aangesloten met behulp van lasconnectoren om een ​​complete batterijmodule te vormen. Terminals zijn meestal geïntegreerd in het batterijdeksel en geïnstalleerd in de bovenstructuur van de aluminium behuizing van de lithiumcel of de aluminium behuizing van de lithiumcelbatterij. Bij feitelijk lassen is eindlassen gevoelig voor defecten zoals poriën, voornamelijk als gevolg van de kleine diameter van het lasgebied en de neiging dat onzuiverheden zoals stempelolie of reinigingsmiddelen achterblijven. Onder laserbestraling met hoge-energie-dichtheid verdampen deze onzuiverheden snel en vormen belletjes, die ontsnappen en lasruimten creëren. Daarom zijn reiniging vóór-het lassen en optimalisatie van de laservermogenscurve bijzonder belangrijk.

 

Explosiebestendig-ventiellassen is een belangrijk onderdeel van de veiligheidsstructuur van accu's. Explosieveilige kleppen-worden meestal op het batterijdeksel geïnstalleerd en hun functie is om actief te scheuren en de druk vrij te geven wanneer de interne druk van de batterij abnormaal toeneemt, waardoor ongevallen met batterij-explosies worden voorkomen. Explosieveilige kleppen zijn doorgaans gemaakt van twee lagen aluminiumplaten die laser-aan elkaar zijn gelast, waarbij de detonatiedruk gewoonlijk wordt geregeld tussen 0,4 en 0,7 MPa. Deze structuur wordt vaak geïntegreerd in de verpakking van aluminium batterijbehuizingen voor nieuwe energievoertuigen of batterijpakketten met aluminium behuizing, waardoor een extreem strikte controle op de lasafdichting en de warmte-inbreng vereist is. Overmatige of onvoldoende lasenergie kan leiden tot onstabiele activeringsdrukken in de explosieveilige klep, waardoor de algehele veiligheidsprestaties van de accu worden aangetast.

 

Tijdens de productie van batterijmodules is adapterlassen een cruciaal proces om de batterijcel met de afdekplaat te verbinden. De adapter heeft niet alleen een goede geleiding nodig, maar moet ook bestand zijn tegen aanzienlijke stroombelastingen en mechanische spanningen. In praktische ontwerpen wordt de adapter doorgaans aan een diepgetrokken aluminium batterijbehuizing of een aluminium behuizing gelast, waardoor een stabiele verbinding ontstaat met de lipjes van de cel. Omdat koper een lage laserabsorptie en een hoge reflectiviteit heeft, is een hogere energiedichtheid vereist tijdens het lassen van koper-aluminium-verschillende metalen om de laspenetratie en hechtsterkte te garanderen. Tegelijkertijd is een strikte controle op spatten noodzakelijk om te voorkomen dat deeltjes de batterijcel binnendringen en kortsluiting veroorzaken.

 

Bij krachtige accusystemen heeft de laskwaliteit van accumodules rechtstreeks invloed op de huidige uniformiteit en thermische beheerprestaties van het hele systeem. Een batterijmodule bestaat uit meerdere cellen die in serie en parallel zijn aangesloten en vereist ook een batterijbeheersysteem (BMS) voor monitoring en bescherming. In deze complexe structuur vereist het lassen van verbindingsstukken doorgaans laserapparatuur met hoog-vermogen om stabiel lassen van dikke koper- of aluminiummaterialen te bereiken. In grootschalige energieopslagsystemen of nieuwe energievoertuigpakketten wordt de verbindingsstructuur bijvoorbeeld meestal geïnstalleerd binnen het structurele raamwerk van een aluminium omhulsel voor lithium-ijzerfosfaatcellen of een aluminium omhulsel voor een prismatische lithium-ionbatterij om de structurele sterkte en elektrische betrouwbaarheid van de module te garanderen.

 

Hoewel laserlassen aanzienlijke voordelen biedt bij de productie van elektrische batterijen, blijven er verschillende technische uitdagingen bestaan ​​bij het lassen van materialen van aluminiumlegeringen. In de eerste plaats is er het probleem van de porositeit. Vanwege de hoge oplosbaarheid van waterstof in de gesmolten aluminiumlegering, worden tijdens snelle stolling gemakkelijk waterstofporiën gevormd. Bovendien kan het instorten van gaatjes tijdens het laserlassen ook porositeitsdefecten veroorzaken. Ten tweede is er de kwestie van heet kraken. Omdat aluminiumlegeringen typische eutectische legeringen zijn, kunnen tijdens het afkoelen van het lassen gemakkelijk korrelgrensscheuren optreden, waardoor de sterkte van de lasverbinding afneemt. Deze problemen komen vooral vaak voor bij het lassen van kritische structurele componenten, zoals aluminium omhulsels voor lithium--ionbatterijcellen of prismatische batterijbehuizingen van aluminiumlegeringen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Een ander veel voorkomend defect zijn lasspatten, ook wel ‘splatter’ genoemd. Dit fenomeen wordt meestal veroorzaakt door oppervlakteverontreiniging van materialen, een te hoge laserenergiedichtheid of onvoldoende stabiliteit van de laserstraal. Wanneer er poriën of uitsteeksels op het materiaaloppervlak in het lasgebied aanwezig zijn, kan de hoogenergetische laser snel plaatselijke verdamping veroorzaken, wat resulteert in metaalspatten. Bij batterijmodules die zijn geïnstalleerd in aluminium behuizingen met prismatische cellen of aluminium behuizingsstructuren van batterijen, kunnen spatten die de cel binnendringen leiden tot isolatiefouten of kortsluitingsrisico's. Daarom moeten bij de daadwerkelijke productie spatproblemen worden verminderd door de laserparameters te optimaliseren, de materiaalreinheid te verbeteren en de vlekgrootte goed te controleren.

 

Lasprocessen verschillen ook in verschillende batterijstructuren. Bij het lasproces van zakbatterijen is bijvoorbeeld speciaal gereedschap nodig om de lipjes strak aan te drukken om een ​​stabiele lasspleet te garanderen, waardoor een S--vormig of spiraalvormig lastraject wordt bereikt. Bij cilindrische batterijen concentreert het lassen zich voornamelijk in het verbindingsgebied van de positieve elektrode, omdat de negatieve elektrodehuls dunner is en gevoelig is voor doorbranden-. Prismatische batterijen maken voornamelijk gebruik van een schaal--en-kap-inkapselingslasmethode, doorgaans verdeeld in boven-gelaste en zijdelings-gelaste structuren. Zijdelings-gelaste methoden verminderen het risico dat spatten de cel binnendringen, maar vereisen hogere normen voor materiaalreinheid en stabiliteit van de apparatuur. De beste-gelaste methoden zijn geschikter voor massaproductie, maar vereisen nauwkeurigere technieken voor schaalverwerking. Deze lasconstructies worden vaak gebruikt in accubehuizingsconstructies, zoals aluminium omhulsels voor prismatische lithium-ion-accu's of aluminium accubehuizingen voor nieuwe energievoertuigen.

 

Over het geheel genomen evolueert de productie van energiebatterijen met de ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen en energieopslagindustrieën naar hogere precisie, automatisering en intelligentie. Laserlastechnologie, met zijn voordelen van hoge efficiëntie, lage hitte-impact en toepasbaarheid op complexe structuren, is een belangrijk productieproces geworden bij de productie van elektrische batterijen. Van celverpakking tot moduleassemblage en PACK-systeemintegratie, laserlastechnologie loopt door het hele productieproces en vormt een hoge mate van synergie met belangrijke structurele componenten zoals lithiumcellen, aluminium omhulsels en batterijpakketten met aluminium behuizingen.

 

 

Bij het productieproces van krachtige accu's hebben accubehuizingen van hoge-kwaliteit niet alleen uitstekende materiaaleigenschappen nodig, maar moeten ze zich ook kunnen aanpassen aan precisielasprocessen. Ons bedrijf is gespecialiseerd in het onderzoek, de ontwikkeling en de productie van structurele componenten voor nieuwe energiebatterijen en levert een verscheidenheid aan zeer-precieze oplossingen voor batterijbehuizingen, waaronder diepgetrokken aluminium batterijbehuizingen, prismatische celbehuizingen en aluminium behuizingen voor lithium-ionbatterijcellen. Deze componenten zijn gemaakt van een aluminiumlegering met een hoge-sterkte en vervaardigd via precisiestans- en dieptrekprocessen, waardoor ze voldoen aan de strenge eisen van accu's op het gebied van afdichting, structurele sterkte en lasbaarheid.

 

Onze producten worden veel gebruikt in nieuwe batterijsystemen voor energievoertuigen, energieopslagbatterijsystemen en hoogwaardige batterijmodules-, waardoor klanten betrouwbare aluminium batterijbehuizingen enPak aluminium behuizingoplossingen om de veiligheid en productie-efficiëntie van batterijsystemen te helpen verbeteren.