نحوه عملکرد جوش لیزری در تولید باتری‌های لیتیوم{0}}

باتری‌های برقی که برای وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی سیار در مقیاس بزرگ طراحی شده‌اند، به ظرفیت، توان خروجی و یکپارچگی ساختاری بسیار بالایی نیاز دارند. در مونتاژ باتری‌های لیتیوم{2}، جوشکاری لیزری کارآمدترین، دقیق‌ترین و قابل اعتمادترین روش است. از آب بندی سلول تا یکپارچه سازی بسته، جوش لیزری به طور مستقیم ایمنی، رسانایی و طول عمر باتری را تعیین می کند.

این راهنمای جامع کاربردهای جوشکاری لیزری حیاتی را در سراسر فرآیند تولید باتری تجزیه می‌کند و تجهیزات ایده‌آل را برای هر مرحله برجسته می‌کند.

1. انفجار باتری-آب بندی سوپاپ

دریچه ضد انفجار{0}}یک مکانیسم ایمنی با دیواره نازک{{1} بسیار مهم بر روی صفحه پوشش باتری است. هنگامی که فشار داخلی افزایش می یابد، دریچه به طور ایمن پاره می شود تا از فرار حرارتی یا انفجار جلوگیری شود.

چالش:این فرآیند مستلزم سفتی مطلق هوا و انحراف حرارتی صفر بر روی دیوارهای بسیار نازک-است.

تکامل:جوشکاری لیزری پالسی سنتی آب‌بندی را از طریق نقاط همپوشانی به دست می‌آورد که منجر به راندمان پایین‌تر و سازگاری زیر{0}}بهینه می‌شود. امروزه، جوشکاری لیزری با موج پیوسته (CW) سرعت بالا و درزهای یکنواخت را ارائه می‌کند و قابلیت اطمینان آب بند و بازده تولید را به شدت بهبود می‌بخشد.

2. جوشکاری زبانه و لوله باتری

زبانه های باتری (لوگ ها) الکترودهای داخلی را به پایانه های خارجی متصل می کنند. به طور معمول، ترمینال مثبت از آلومینیوم (Al) استفاده می کند در حالی که ترمینال منفی از نیکل (Ni) یا نیکل{1}}روکش مس (Ni-Cu) استفاده می کند.

چالش:جوشکاری این مواد بسیار رسانا و غیر مشابه نیاز به پیوند مکانیکی قوی و حداقل مقاومت الکتریکی بدون آسیب رساندن به جداکننده زیرین دارد. جوشکاری لیزری پیوسته اتصالات صاف، قابل اعتماد و زیبایی را تضمین می کند.

3. جوش نقطه ای باند قطب ترمینال

اتصال نوارهای الکترود (نوارهای آلومینیوم خالص، نیکل یا کامپوزیت) اغلب شامل جوشکاری باندهای باریک-با قابلیت انعکاس بالا (اغلب کمتر از 1.5 میلی متر عرض) است.

راه حل:در حالی که لیزرهای پالسی از لحاظ تاریخی رایج بوده اند، لیزرهای فیبر موج پیوسته (QCW) به استاندارد صنعتی تبدیل شده اند. کیفیت پرتو استثنایی و نقطه کانونی فوق-کوچک آنها مزایای منحصر به فردی را در هنگام برخورد با آلومینیوم یا مس{3}}با انعکاس بالا در فضاهای بسیار محدود ارائه می دهد.

4. مورد-به-درزبندی پوشش (آلیاژ آب بندی)

محفظه های باتری بیشتر از آلیاژ آلومینیوم 3003، آلومینیوم خالص یا فولاد ضد زنگ 304 ساخته شده اند.

فولاد ضد زنگ جوش پذیری عالی را تحت لیزرهای پالسی و پیوسته ارائه می دهد.

برای آلیاژهای آلومینیوم، لیزرهای فیبر پیوسته انتخاب برتر هستند. آنها حساسیت ترک جوش را سرکوب می کنند و نفوذ صاف را ارائه می دهند. برای پوسته های آلومینیومی نازک (~0.25 میلی متر)، استفاده از جوش لیزری پیوسته به جای سیستم های پالسی، راندمان تولید را 5 تا 10 برابر افزایش می دهد و در عین حال زیبایی بسیار عالی و آب بندی هرمتیک را ارائه می دهد.

5. یکپارچه سازی ماژول و بسته باتری

برای دستیابی به ولتاژ و ظرفیت مورد نظر، سلول های جداگانه با استفاده از شینه ها (قطعات اتصال) به صورت سری یا موازی به هم متصل می شوند.

تقاضای برق بالا:-شینه ها ضخیم تر هستند و گرما را بسیار سریع انتقال می دهند. به دلیل انعکاس بالای مس و آلومینیوم، لیزرهای فیبر{1} با قدرت بالا برای اطمینان از نفوذ عمیق، استحکام ساختاری قابل اعتماد و حداقل مقاومت الکتریکی در کل بسته باتری الزامی هستند.

برای برآورده کردن این استانداردهای صنعتی دقیق، لیزر ووهان کینگ سیستم‌های لیزری با کارایی بالا{{0} طراحی شده برای خطوط تولید باتری خودکار ارائه می‌دهد.

راه حل الف: دستگاه جوش لیزری فیبر QCW

بهترین برای:جوشکاری زبانه/لوگ باتری، جوش نقطه باند قطب، و اجزای دقیق باریک-.

مزیت اصلی:دارای قطر نقطه متمرکزی است که تنها 1/3 لیزرهای سنتی YAG است. اوج قدرت بالایی را با حداقل گرمای ورودی ارائه می‌کند و برای فلزات{3} با قابلیت بازتاب بالا (مس/آلومینیوم) عالی است.

راه حل B: دستگاه جوش خودکار لیزر فیبر پیوسته

بهترین برای:کیس-برای-پوشش آب‌بندی، ضد انفجار-جوشکاری مداوم شیر و بسته‌بندی یکپارچه‌سازی شینه.

مزیت اصلی:به راحتی به فلزات با ضخامت بیش از 2 میلی متر نفوذ می کند. مجهز به منبع لیزر فیبر نسل بعدی و سر جوش تابدار پیشرفته، تحمل درز جوش را به طور قابل توجهی افزایش می دهد و تخلخل را از بین می برد.

از ساخت تک سلولی گرفته تا بسته‌های باتری سنگین-، کیفیت جوش همه چیز را تعیین می‌کند. رسانایی، استحکام کششی، آب بندی هرمتیک، خستگی فلز و مقاومت در برابر خوردگی معیارهای اصلی یک باتری ممتاز هستند. جوشکاری لیزری به طور جهانی به استاندارد طلایی در خطوط باتری EV تبدیل شده است زیرا دقت بی‌نظیری، سرعت خودکار، تخریب تماس صفر و ردپای سازگار با محیط زیست را ارائه می‌کند.