چرا تمیز کردن ترمینال قبل از جوشکاری در تولید بسته باتری لیتیومی حیاتی است

در خط مونتاژ باتری لیتیومی PACK، بسیاری از یکپارچه‌سازان بحث می‌کنند که آیا برای کاهش زمان چرخه، از تمیز کردن پایانه خودداری کنند یا خیر. با این حال، با استفاده از خودکاردستگاه شستشوی لیزریقبل از اینکه جوشکاری نقطه ای اختیاری نباشد{0}}این پیش نیاز نهایی برای ایمنی و عملکرد است.

از زمانی که سلول‌ها از کارخانه خارج می‌شوند، از طریق جابجایی، ذخیره‌سازی، و در نهایت وارد خط مونتاژ PACK، سطوح پایانه به ناچار لایه‌های متعددی از آلاینده‌های نامرئی را جمع می‌کنند که با چشم غیرمسلح کاملاً غیرقابل تشخیص هستند. اینها را می توان به سه دسته اصلی تقسیم کرد:

• اول، لایه اکسیدی که به طور طبیعی روی پایانه‌های مسی و آلومینیومی تشکیل شده است-این شایع‌ترین و مضرترین آلاینده است.
• دوم، روغن‌های ارگانیک مانند زنگ زدگی-روغن پیشگیری کننده و عوامل آزادکننده باقی مانده از فرآیند تولید سلول.
• سوم، ناخالصی هایی مانند گرد و غبار، زباله های لاستیکی و الیاف دستکش در حین جابجایی و حمل و نقل جمع می شوند.

اصل اصلی جوشکاری لیزری استفاده از یک پرتو انرژی بالا برای ذوب فلزات و ایجاد پیوند متالورژیکی است. با این حال، لایه‌های اکسید و مواد آلی روی سطح انتهایی به طور مستقیم حوضچه مذاب را بی‌ثبات می‌کنند و منجر به یک سری عیوب جوشکاری می‌شوند:

در دماهای بالا، آلاینده های آلی فوراً تبخیر می شوند و گاز نمی تواند به موقع از آن خارج شود و تخلخل متراکمی را در درز جوش ایجاد می کند. این امر مستقیماً ناحیه همجوشی مؤثر را کاهش می دهد و استحکام جوش را به میزان قابل توجهی تضعیف می کند. پلاسمای تولید شده توسط آلاینده ها همچنین از انرژی لیزر محافظت می کند و اپراتورها را مجبور می کند تا قدرت جوشکاری را برای جبران-افزایش دهند که به نوبه خود می تواند باعث سوختگی-لکه های ترکیدن و پاشش فلز شود.

علاوه بر این، لایه اکسید عایق از همجوشی فلز جلوگیری می‌کند و در نتیجه جوش‌های کاذبی ایجاد می‌شود که از نظر بصری قابل قبول به نظر می‌رسند، اما در واقع اتصالات سرد داخلی هستند-که بازرسی بصری معمولی اصلاً نمی‌تواند آنها را تشخیص دهد.

درز جوش پایانه مسیر رسانای هسته درون یک ماژول باتری است. تمیزی جوش مستقیماً مقاومت تماس را تعیین می کند و همچنین کلیدی برای ثبات عملکرد کلی کل بسته است.

برای پایانه های تمیز نشده، لایه های اکسید باقی مانده و ناخالصی ها در درز جوش می تواند باعث انحراف قابل توجهی در مقاومت تماس اتصالات سری جداگانه شود. تحت شرایط شارژ سریع یا دشارژ با سرعت بالا، جریان فقط می‌تواند در نقاط همجوشی مؤثر موضعی متمرکز شود که منجر به گرمایش غیرعادی در پایانه‌ها می‌شود-با اختلاف دما در نقاط منفرد که احتمالاً بیش از 15 درجه است.

کارکرد طولانی مدت در دماهای بالا، پیری سلول و تجزیه الکترولیت را تسریع می‌کند و مستقیماً عدم تعادل ولتاژ را در بین سلول‌های ماژول افزایش می‌دهد و محو شدن ظرفیت را تشدید می‌کند. با توجه به داده‌های اندازه‌گیری شده تولید، ماژول‌هایی که بدون تمیز کردن قبل از جوش مونتاژ می‌شوند، معمولاً 15% تا 20% کاهش در طول عمر چرخه را نشان می‌دهند و پراکندگی مقاومت داخلی در سراسر بسته بیش از دو برابر می‌شود.

در مقابل، خطوط تولیدی که تمیز کردن استاندارد لیزری را قبل از جوشکاری اجرا می‌کنند، می‌توانند به طور مداوم مقاومت تماس هر اتصال سری را تا 20 μΩ تثبیت کنند، که به طور قابل توجهی قوام ماژول را بهبود می‌بخشد و تخریب زودرس باتری را در منبع کاهش می‌دهد.

هنگام جداسازی تعداد زیادی از موارد خرابی پس از فروش در بسته‌های باتری‌های ذخیره‌سازی انرژی و کششی، آشکار می‌شود که جوشکاری ضعیف ترمینال و گرمای بیش از حد اتصال از شایع‌ترین محرک‌های خرابی هستند.

جوش های سرد مخفی مقاومت تماسی بسیار ناپایدار از خود نشان می دهند. در طول چرخه های شارژ-تخلیه مداوم، گرما به تدریج ایجاد می شود، به تدریج مواد عایق را می سوزاند و پوشش سلول را فرسایش می دهد. در موارد شدید، این می تواند مستقیماً باعث فرار حرارتی شود.

در حال حاضر، استانداردهای فرآیند OEM های پیشرو خودرو و ادغام کننده های ذخیره انرژی سطح بالا به طور یکسان مشخص کرده اند که تمیز کردن پایانه قبل از جوشکاری یک مرحله اجباری است. به ویژه، سلول‌هایی که بیش از 72 ساعت ذخیره شده‌اند یا در کارگاه‌های با رطوبت بالا نگهداری می‌شوند، ضخیم شدن سریع لایه اکسید روی پایانه‌ها را تجربه می‌کنند. نادیده گرفتن این مرحله نه تنها صدور گواهینامه های ایمنی معتبر را برای محصولات دشوار می کند، بلکه هزینه های بعدی خدمات پس از فروش دسته ای و یادآوری آن بسیار بیشتر از سرمایه گذاری در فرآیند تمیز کردن است.

بسیاری از کارخانه‌ها از اجرای مرحله تمیز کردن مقاومت می‌کنند، عمدتاً به دلیل نگرانی در مورد افزایش هزینه‌های تجهیزات و کاهش زمان تاکت تولید. با این حال، داده‌های تولید در دنیای واقعی داستان مخالف را نشان می‌دهد.

در خطوط تولید بدون تمیز کردن قبل از جوش، میزان عیب جوش لیزری معمولاً از 0.8٪ بیشتر می شود. حجم بالای کار مجدد مورد نیاز برای اتصالات سرد، تخلخل و نقاط ترکیدگی نه تنها سلول ها و مواد شینه را هدر می دهد، بلکه کار و ساعات کار قابل توجهی را نیز مصرف می کند. پس از افزودن ایستگاه تمیز کردن لیزری خودکار، بازده جوش را می توان به طور پایدار بالای 99.5٪ حفظ کرد و هزینه های دوباره کاری به شدت کاهش یافت.

در عین حال، پایانه های تمیز راندمان کوپلینگ انرژی لیزری بالاتری را ارائه می دهند و نیاز به کارکرد طولانی مدت اضافه بار با توان بالا را از بین می برند. این به طور موثر طول عمر قطعات اصلی مانند لیزر و گالوانومتر را افزایش می دهد و در عین حال هزینه های تعمیر و نگهداری تجهیزات را کاهش می دهد. علاوه بر این، تمیز کردن لیزری یک فرآیند بدون تماس و بدون مصرف است، با چرخه تمیز کردن هر سلول در عرض 2 ثانیه کنترل می شود. می توان آن را به طور یکپارچه با ایستگاه جوشکاری ادغام کرد بدون اینکه بر راندمان کلی خط تولید تأثیر بگذارد.

اکسیدها و باقی مانده های عایق روی پایانه های باتری به طور مستقیم بر یکپارچگی مفصل تأثیر می گذارد. حذف این آلاینده ها قبل از جوشکاری یکی از موثرترین راه هاستحل 70 درصد عیوب جوشکاریدر خطوط اتصال خودکار برای درک اینکه چگونه آماده سازی سطح در مراحل تولید قبلی قرار می گیرد، راهنمای ما را بخوانیدتمیز کردن الکترود باتری لیتیومییا در مورد آن بیشتر بدانیدبه حداکثر رساندن کارایی با تمیز کردن لیزردر سراسر خط

در مرحله اول، دوره اعتبار تمیز کردن را به شدت کنترل کنید. پس از تمیز کردن، پایانه های در معرض هوا به سرعت یک لایه اکسید تشکیل می دهند. در محیط های با رطوبت بالا، تمیز کردن موثر پنجره تنها 1 تا 2 ساعت است. در صورت تجاوز از این زمان، تمیز کردن مجدد اجباری است-جوش مستقیم مجاز نیست.

در مرحله دوم، محدوده تمیز کردن را استاندارد کنید. فقط ناحیه جوشکاری که در آن شینه تماس برقرار می کند باید تمیز شود. نیازی به تمیز کردن فضای وسیع نیست. این از آسیب رساندن به لایه غیرفعال سازی بومی روی پایانه ها جلوگیری می کند و در نتیجه قابلیت اطمینان جوش را با مقاومت درازمدت خوردگی متعادل می کند.

سطوح ترمینال نیاز به کنترل پالس ظریفی برای حذف بقایای عایق بدون تغییر لایه رسانای مس/آلومینیوم زیرین دارند. درباره دقیق ما بیشتر بیاموزیددستگاه های تمیز کننده لیزر پالسیبهینه شده برای تماس های الکترونیکی حساس

تمیز کردن پایانه قبل از جوش هرگز یک مرحله اضافی غیر ضروری نیست که صرفاً پولیش را اضافه می کند-این یک فرآیند اساسی است که بازده جوش را تثبیت می کند، عملکرد باتری را تضمین می کند و ایمنی محصول را تضمین می کند.

بزرگترین دام در فرآیندهای تولید انبوه، «پس انداز کمی پول در حالی که ریسک بزرگی را انجام می دهید» است. به نظر می رسد حذف کورکورانه مرحله تمیز کردن استاندارد باعث افزایش توان عملیاتی کوتاه مدت و کاهش هزینه ها می شود، اما در واقعیت، این امر به قیمت قابل اعتماد بودن و ایمنی محصول{1}}معادل است که به سادگی نتیجه نمی دهد.