Princip i analiza procesa laserskog zavarivanja baterijskih ćelija

Tehnologija laserskog zavarivanja naširoko se koristi u procesu proizvodnje i sastavljanja litij-ionskih baterija, s tipičnim koracima koji uključuju zavarivanje mekih spojeva baterijskih ćelija i pokrovnih ploča, zavarivanje pokrovnih ploča i zavarivanje brtvenih čavala. Razlog zašto je lasersko zavarivanje postalo glavna metoda zavarivanja za kvadratne baterije leži u njegovim izvanrednim prednostima kao što su visoka gustoća energije, dobra stabilnost napajanja, visoka točnost zavarivanja i jednostavna sustavna integracija. Ima nezamjenjivu ulogu u procesu proizvodnje litijevih baterija s kvadratnom aluminijskom školjkom.

Iz perspektive razvoja tržišta, tržišni udio aluminijskih kućišta litijskih baterija veći je od udjela čeličnih kućišta, uglavnom zbog velike tvrdoće, male težine i izvrsne sigurnosti aluminijskih kućišta. Lifepo4 energetske ćelije mogu se prilagoditi prema veličini proizvoda, a na tržištu postoji mnogo modela i specifikacija, što također otežava standardizaciju procesa. Standardizacija četvrtastih baterija u budućnosti će postati važan trend, što ima pozitivan značaj za grupnu proizvodnju i kasnije održavanje.

Zavarivanje pokrovne ploče školjke ćelije Power baterije uglavnom se dijeli na dvije metode: zavarivanje na vrhu i zavarivanje sa strane. U postupku gornjeg zavarivanja, na vrhu kućišta baterije nalazi se pravokutna pokrovna ploča, koja ima izvod za pozitivnu elektrodu. Prilikom sastavljanja umetnite pokrovnu ploču u vanjsku školjku i postavite je u ravninu s gornjim otvorom. Zatim upotrijebite laser za brtvljenje i zavarivanje duž pravokutnog razmaka između pokrovne ploče i vanjskog omotača u ponovljenom kontinuiranom laserskom procesu.

U stvarnoj proizvodnji, zavarivanje na vrhu može fiksirati lasersku zraku nepomično, stegnuti bateriju na radnom stolu, poravnati lasersku zraku sa zavarenim šavom i pokrenuti bateriju duž X i Y koordinata kako bi slijedila istu pravokutnu putanju kao zavareni šav. Treba istaknuti da kada litijeve superpaketne baterije usvoje gornju strukturu brtvljenja za zavarivanje, nema koraka pozicioniranja na mjestu gdje je postavljena pokrovna ploča, a zahtjevi za toleranciju dimenzija duljine su strogi, čime se postavljaju visoki zahtjevi na točnost sklopa za zavarivanje.

Lasersko zavarivanje paketa litijskih baterija koristi-laserske impulse visoke gustoće energije za lokalno zagrijavanje malih područja materijala. Energija koju zrači laser difundira kroz materijal putem toplinske vodljivosti, uzrokujući taljenje materijala i formiranje posebne rastaljene baze. Ova je tehnologija uglavnom prikladna za zavarivanje materijala s tankim-stjenkama i finih dijelova i može postići različite oblike kao što su točkasto zavarivanje, sučeono zavarivanje, zavarivanje preklapanjem i zavarivanje zavarivanjem. Ima prednosti visokog omjera širine i širine, male širine zavara, male zone utjecaja topline, male deformacije, velike brzine zavarivanja, glatkog i lijepog zavara, nikakve ili samo jednostavne obrade nakon zavarivanja i visoke kvalitete zavarivanja bez pora. U međuvremenu, lasersko zavarivanje može se precizno kontrolirati, s malom fokusiranom točkom i visokom preciznošću pozicioniranja, što olakšava postizanje automatizacije.

Lasersko zavarivanje može se postići korištenjem pulsirajućih ili kontinuiranih laserskih zraka, a može se podijeliti u dva načina temeljena na principu: zavarivanje vođenjem topline i lasersko zavarivanje dubokim prodiranjem. Princip rada zavarivanja toplinskom vodljivošću u ćelijama litij-ionske baterije je: lasersko zračenje zagrijava površinu koja se obrađuje, a površinska toplina vodi se u unutrašnjost radi difuzije kroz toplinsku vodljivost. Kontroliranjem parametara kao što su širina, energija, vršna snaga i frekvencija ponavljanja laserskog pulsa, obradak se topi kako bi se formirala posebna rastaljena baza.

U ovom načinu rada, gustoća snage lasera je oko 10 ⁵ W/cm², dubina zavara općenito je manja od 2,5 mm, a maksimalni omjer dubine i širine zavara može doseći 3:1. Zavarivanje dubokim prodiranjem obično koristi kontinuiranu lasersku zraku za dovršetak spajanja materijala, a njegov mehanizam za pretvorbu energije postiže se kroz strukturu "male rupe". Nakon laserskog zračenja, materijal isparava i stvara male rupice, koje apsorbiraju svu energiju upadne zrake. Lokalna temperatura može doseći oko 25000 stupnjeva, uzrokujući topljenje metala koji okružuje šupljinu otvora, čime se postiže duboko zavarivanje kompleta baterijskog paketa.

Ako imate dodatne zahtjeve za tehničko savjetovanje ili odabir opreme za postupak laserskog zavarivanjaNapajanje baterijskih ćelija, slobodno nam se obratite. Pružit ćemo vam profesionalna rješenja za zavarivanje i procesnu podršku.