Аналіз процесу лазерного зварювання акумуляторних батарей LiFePO4

Акумуляторні елементи живлення займають значну частку на ринку літієвих акумуляторів завдяки високій міцності, легкості та відмінним характеристикам безпеки алюмінієвих матеріалів корпусу. У процесі виробництва квадратних батарей зварювання корпусу та кришки є одним із ключових процесів, який безпосередньо впливає на вартість, якість, консистенцію та безпеку батареї. Верхня частина корпусу батареї оснащена прямокутною кришкою, яка включає вихідну клему позитивного електрода. Під час складання вставте кришку в корпус і вирівняйте її з верхнім отвором.

Потім використовуйте лазерне зварювання для безперервного зварювання вздовж прямокутного зазору між кришкою та корпусом для досягнення герметичності.

Цей процес називається «верхнє зварювання». Під час фактичного зварювання джерело лазерного світла можна закріпити, а літій-іонні батареї можна закріпити на робочому столі. Після того, як лазерний промінь вирівняно зі зварювальним швом, верстак змушує батарею рухатися вздовж координат X і Y по прямокутній траєкторії для завершення зварювання. Для квадратних батарей із верхніми зварними ущільнювальними конструкціями немає точного кроку позиціонування кришки, і встановлюються суворі вимоги щодо допуску на довжину, що вимагає високої точності зварювання.

Щоб забезпечити якість високошвидкісного лазерного зварювання верхньої кришки елементів акумулятора LiFePO4, необхідно виконати такі технічні умови:

По-перше, зварювальний шов повинен мати достатню ширину та розумне співвідношення сторін, що вимагає від лазерного джерела тепла належного діапазону дії та контролю енергії лінії зварювання в розумному діапазоні.

По-друге, поверхня зварного шва повинна бути гладкою, і під час процесу зварювання необхідний достатній час термічного циклу, щоб підтримувати хорошу текучість ванни розплаву, яка твердне в гладкий металевий зварний шов під дією захисного газу.

По-третє, зварний шов повинен мати хорошу консистенцію, з невеликою пористістю і дефектами отворів. Це вимагає стабільної дії лазера на заготовку під час процесу зварювання, безперервного генерування високо-енергетичної плазми та дії на внутрішню частину ванни розплаву, утворюючи стабільну «замкову щілину» достатнього розміру. Стабільність замкової щілини літієвих акумуляторів може запобігти бурхливому розбризкуванню пари металу та плазми, що може вивести розплавлені краплі та спричинити розбризкування, уникаючи при цьому колапсу розплавленого басейну навколо замкової щілини або захоплення газу.

Матеріали оболонки в основному включають алюмінієвий сплав і нержавіючу сталь, серед яких алюмінієвий сплав є найбільш широко використовуваним, як правило, алюмінієві сплави серії 1 і 3 серії. У реальному виробництві необхідно вибрати відповідний тип лазера та встановити параметри зварювального процесу на основі конкретного типу матеріалу, товщини оболонки, структури форми та вимог до продуктивності літієвої батареї, включаючи швидкість зварювання, форму хвилі лазера, пікову потужність і кут нахилу зварювальної головки. Тільки шляхом систематичної оптимізації параметрів кінцевий ефект зварювання може відповідати технічним вимогам виробників акумуляторів.

Технологія лазерного зварювання продемонструвала численні переваги для верхнього зварювання та зварювання внутрішніх компонентів комплектів акумуляторних батарей:

По-перше, лазерна енергія в основному зосереджена всередині динамічної замкової щілини, з меншою кількістю енергії, розсіяної назовні. Таким чином, ефективне зварювання може бути досягнуто за допомогою меншої потужності лазера, зниження підведення тепла приблизно на 30% порівняно з методами композитного зварювання, а також зниження споживання енергії та втрат обладнання.

По-друге, використання поворотного зварювання може покращити адаптацію до помилок складання заготовок і ефективно зменшити зварювальні дефекти, викликані етапами складання та іншими проблемами.

По-третє, поворотне зварювання має сильний ефект ремонту отворів у зварювальному шві та має хороший ефект застосування при ремонті отворів у зварному шві елемента батареї.

По-четверте, лазерне зварювання може досягти точного керування з невеликою точкою фокусування та високою точністю позиціонування, що полегшує інтеграцію з автоматизованим обладнанням, таким як роботизовані руки, покращує ефективність виробництва літієвих сонячних батарей, скорочує робочі години та витрати, а також має просту структуру системи для легкого налагодження та обслуговування.

Якщо у вас є додаткові вимоги або технічні запити щодо процесу лазерного зварюванняАкумуляторні елементи LiFePO4, зв’яжіться з нами. Ми надамо вам професійні рішення зі зварювання та підтримку процесу.