Tehnologija zavarivanja i trendovi primjene konektora modula baterije

 

Usprkos brzom razvoju industrije novih energetskih vozila, litijeve baterije, kao ključne komponente, imaju ključnu ulogu u sigurnosti, vodljivosti i pouzdanosti. U modulima energetskih baterija, struktura vodljive veze između ćelija i između sabirnica modula izravno utječe na učinkovitost proizvodnje baterija, automatizaciju i performanse usluge.

 

Među njima, bakrene laminirane fleksibilne sabirnice, konektori od bakrene folije i sabirnice od bakrene folije postali su najčešća rješenja za električno povezivanje za sustave visoke-energetske-gustoće i lagane baterije.

 

 

Konektori modula baterije za napajanje obično koriste više-slojnu strukturu složenog slaganja. Slaganjem, zavarivanjem ili-difuzijskim spajanjem više slojeva bakrene ili aluminijske folije, oni tvore fleksibilan, kompenzirajući i visoko vodljivi konektor. Ovaj dizajn apsorbira manje pomake uzrokovane širenjem stanica, čime se smanjuje mehaničko naprezanje na spoju.

 

Na primjer, višeslojna fleksibilna bakrena sabirnica za strukturu rasklopnih uređaja ne koristi se samo za unutarnje veze unutar baterijskih modula, već se također naširoko koristi u visoko{0}}naponskim sklopnim uređajima i sustavima upravljanja energijom.

 

Prilagođeni dizajn sabirnice laminirane bakrenom pločom učinkovito sprječava oksidaciju, poboljšava površinsku vodljivost i povećava stabilnost zavarivanja.

 

 

1. Fleksibilna baterijska sabirnica za pohranu energije od bakrene folije

Konektori modula baterije za napajanje obično koriste pravokutne, trapezoidne ili trapezoidne strukture, obložene niklanom- ili pokositrenom-bakrenom folijom radi povećanja otpornosti na koroziju i električne vodljivosti. Prije zavarivanja, površina bakrene folije podvrgava se preciznom poliranju i čišćenju kako bi se osiguralo stabilno zavarivanje bez oštećenja premaza.

 

Konektori od pokositrene folije za električne baterije održavaju izvrsnu električnu vodljivost na visokim temperaturama i sprječavaju oksidaciju površine nakon-zavarivanja. Slično tome, tehnologija zavarivanja laminiranih sabirnica bakrenom folijom koristi difuziju ili ultrazvučno zavarivanje više slojeva bakrene folije kako bi se postigla robusna električna veza, ispunjavajući zahtjeve visoke struje i visoke pouzdanosti baterija.

 

U usporedbi s konektorima od čistog nikla ili čelika presvučenog -niklom, konektori laminirani bakrom-niklom nude bolju kombinaciju vodljivosti, cijene i zavarljivosti. S trendom prema laganim modulima, kontrola debljine konektora od bakrene folije postala je ključno područje optimizacije dizajna.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Aluminijski fleksibilni konektori

Osim bakra, neki moduli koriste aluminijske ili bakar-aluminijske kompozitne sabirnice za smanjenje težine sustava. Aluminijski fleksibilni konektori i dalje imaju prednosti u sustavima za pohranu energije s nižom gustoćom struje i većom osjetljivošću na troškove, ali su malo inferiorniji od bakra u pogledu vodljivosti i otpornosti na koroziju.

 

 

Metoda zavarivanja između baterijskih ćelija, sabirnica i vodljivih vrpci ključna je za rad sustava i učinkovitost proizvodnje. Trenutno, industrija uglavnom usvaja sljedeća tri procesa:

 

(1) Otporno zavarivanje

Otporno zavarivanje koristi otpornu toplinu kao izvor energije, a toplinski učinak koji stvara struja na kontaktnoj površini obratka plastificira i spaja metal. Ova procesna oprema je jednostavna i jeftina-, prikladna za zavarivanje konektora bakrene folije i polova baterijskih ćelija te je glavna metoda u ranoj proizvodnji energetskih baterija.

 

Međutim, s povećanjem zahtjeva za automatizacijom, otporno zavarivanje postupno je zamijenjeno visoko-učinkovitim i-preciznijim laserskim zavarivanjem i difuzijskim zavarivanjem.

 

(2) Lasersko zavarivanje

Lasersko zavarivanje koristi lasersku zraku-energetske-visoke gustoće kao izvor topline i ima prednosti visoke točnosti zavarivanja, male-zone utjecaja topline i male deformacije. Ovaj se proces može integrirati s industrijskim robotima kako bi se postigla potpuno automatizirana montaža modula.

 

Prilikom zavarivanja konektora od bakrene laminirane folije (konektori od bakrene laminirane folije) ili bakrenih fleksibilnih sabirnica za litijsku bateriju (fleksibilne bakrene sabirnice od litijske baterije), lasersko zavarivanje može učinkovito kontrolirati dubinu prodiranja i morfologiju rastaljenog bazena kako bi se osigurala električna stabilnost i dosljednost izgleda.

 

(3) Zavarivanje difuzijom polimera

Fleksibilna veza za otporno difuzijsko lemljenje bakrenom folijom je napredna tehnologija zavarivanja koja se pojavila posljednjih godina. Njegovo načelo je postizanje metalurškog povezivanja mikro-plastičnom deformacijom i atomskom difuzijom pod određenom temperaturom i tlakom.

 

Ovaj proces ne zahtijeva upotrebu bilo kakvog fluksa i može postići veze visoke-snage, niske-otpornosti-na molekularnoj razini. Posebno je prikladan za proizvodnju visoko-pouzdanih proizvoda kao što su bakrena folija za zavarivanje laminiranih sabirnica i bakrena folija za fleksibilnu bateriju za pohranu energije.

 

Budući da kontaktna površina nakon difuzijskog zavarivanja može izdržati savijanje, sudar i dugotrajne-vibracije, naširoko se promovira u novim energetskim baterijama i sustavima za pohranu energije.

 

Osim toga, stroj za difuzijsko zavarivanje ima nisko-naponsku i visoko{1}}frekventnu strukturu transformatora, što može učinkovito smanjiti rizik od paljenja i poboljšati sigurnost i stabilnost opreme. Ova tehnologija pruža visoku-pouzdanost i standardizirani procesni put za nove sustave povezivanja energetskih baterija.

 

 

 

S ubrzanom nadogradnjom nove energetske industrije, zahtjevi za konektorima u modulima energetskih baterija stalno rastu. Nova fleksibilna vodljiva rješenja, kao što su bakrene laminirane fleksibilne sabirnice i konektori od pokositrene folije za električne baterije, postupno zamjenjuju tradicionalne krute spojne strukture.

 

U budućnosti, automatizirani proizvodni sustavi koji kombiniraju otporno difuzijsko lemljenje bakrene folije, fleksibilne veze ssabirnica laminirana bakrenom folijomzavarivanje će postati ključni trend u tehnologiji povezivanja baterijskih modula.

Ovaj trend ne samo da će pomoći u poboljšanju električne vodljivosti i upravljanja toplinom, već će također potaknuti sustave za pohranu energije prema većoj gustoći snage, manjoj težini i većoj pouzdanosti.