Processos de soldagem para baterias de íons de lítio？

Quer sejam células prismáticas ou cilíndricas, a soldagem é um dos processos importantes na produção de baterias. Na linha de produção de baterias de lítio, a seção de produção do processo de soldagem está concentrada principalmente na montagem de células e seção da linha PACK, veja a figura abaixo:

Breve descrição dos detalhes do processo de soldagem

1. Soldagem de ventilação de segurança

A ventilação de segurança, também conhecida como válvula de alívio de pressão, é um corpo de válvula de parede fina localizado na tampa superior da bateria. Quando a pressão interna da bateria excede o valor especificado, a ventilação de segurança se rompe e libera a pressão para evitar que a bateria estoure. A ventilação de segurança possui uma estrutura engenhosa. Geralmente usa soldagem a laser para fixar duas folhas de alumínio de um determinado formato. Quando a pressão interna da bateria sobe para um determinado valor, a folha de alumínio se rompe da posição projetada da ranhura para evitar que a bateria se expanda e exploda ainda mais. Portanto, este processo possui requisitos extremamente rígidos na tecnologia de soldagem a laser. A costura de solda deve ser selada e a entrada de calor é estritamente controlada para garantir que o valor da pressão de dano da costura de solda seja estável dentro de uma certa faixa (geralmente 0,4 ~ 0,7 MPa). Muito grande ou muito pequeno terá um grande impacto na segurança da bateria.

2. Soldagem terminal

Os terminais na tampa da bateria são divididos em terminais positivos e negativos. A função dos terminais também é dividida em conexões internas e externas. A conexão interna é a soldagem das abas da bateria aos terminais. A conexão externa é a soldagem dos terminais da bateria através das tiras de conexão para formar circuitos em série e paralelos para formar uma bateria.

Os terminais da bateria geralmente usam alumínio para o eletrodo positivo e cobre para o eletrodo negativo, e geralmente usam uma estrutura rebitada. Após a conclusão da rebitagem, é realizada a soldagem, geralmente um círculo com diâmetro de 8mm. Ao soldar, desde que a força de tração e as propriedades condutoras dos requisitos do projeto sejam atendidas, são preferidos lasers de fibra ou lasers de soldagem híbridos com boa qualidade de feixe e distribuição uniforme de energia. Use laser de fibra ou laser de soldagem híbrido para soldagem. Ele pode realizar a estabilidade da soldagem de estrutura de alumínio-alumínio e da soldagem de estrutura de cobre-cobre de terminais elétricos, reduzir respingos e, assim, melhorar o rendimento da soldagem.

3. Soldagem de extensão de guia

A folha de extensão da aba é um componente chave que conecta a tampa da bateria e o rolo gelatinoso da bateria. Também deve levar em consideração os requisitos de sobrecorrente, resistência e baixo respingo da bateria. Portanto, durante o processo de soldagem com a tampa, é necessário que haja largura de solda suficiente, sendo necessário garantir que nenhuma partícula caia sobre o rolo de gelatina da bateria para evitar curto-circuito da bateria. O cobre, como material do eletrodo negativo, é um material altamente reflexivo com baixa taxa de absorção e requer maior densidade de energia durante a soldagem.

4. Soldagem de vedação de latas

Os materiais do invólucro das baterias elétricas incluem liga de alumínio e aço inoxidável. Entre eles, a liga de alumínio é a mais utilizada e alguns utilizam alumínio puro. O aço inoxidável é o material com melhor soldabilidade a laser, principalmente o aço inoxidável 304. Seja utilizando laser pulsado ou contínuo, podem ser obtidas soldas com boa aparência e desempenho. O uso de laser contínuo para soldar baterias de lítio de casca fina pode aumentar a eficiência em 5 a 10 vezes, e a aparência e as propriedades de vedação são melhores. Agora, a fim de buscar velocidade de soldagem mais rápida e aparência mais uniforme, a maioria das empresas começou a usar soldagem híbrida e ponto de luz anular para substituir a soldagem anterior de fibra única de baixa velocidade. Atualmente, a velocidade de soldagem das linhas de produção em massa da maioria das empresas atingiu 200 mm/s. Para as linhas de soldagem de fibra óptica de baixa velocidade de alguns fabricantes, a fim de garantir a estabilidade do cordão de solda, a velocidade geral de produção em massa é de 70 mm/s.

5. Soldagem de pregos de vedação

Os pregos de vedação (tampas de preenchimento de orifícios) também vêm em vários formatos, e seu formato geralmente é uma tampa redonda com diâmetro de 8 mm e espessura de cerca de 0,9 mm. O requisito básico para soldagem é que o valor da pressão suportável atinja 1,1 MPa e não haja furos, rachaduras ou pontos de explosão. Como último processo de soldagem de células de bateria, o rendimento da soldagem de pregos de vedação é particularmente importante. Devido à presença de eletrólito residual durante a soldagem dos pregos de vedação, ocorrerão defeitos como pontos de explosão e furos. A principal maneira de suprimir esses defeitos é reduzir a entrada de calor. O uso da soldagem a laser pode melhorar muito a estabilidade e a compatibilidade, melhorando muito a taxa de rendimento.

6. Soldagem de barramento PACK

O módulo de bateria pode ser entendido como uma combinação de células de íons de lítio conectadas em série e paralelo, com um único dispositivo de monitoramento e gerenciamento de bateria instalado. O projeto estrutural do módulo de bateria geralmente determina o desempenho e a segurança de uma bateria. Sua estrutura deve suportar, fixar e proteger as células da bateria. Ao mesmo tempo, como atender aos requisitos de sobrecorrente, uniformidade de corrente, como controlar a temperatura da célula e se a energia pode ser cortada em caso de anormalidades graves para evitar reações em cadeia, etc., serão todos os critérios para julgar o qualidade dos módulos de bateria. Como a soldagem a laser entre cobre e alumínio tende a formar compostos frágeis que não atendem aos requisitos de uso, geralmente é usada a soldagem ultrassônica. Além disso, cobre e cobre, alumínio e alumínio são geralmente soldados a laser. Ao mesmo tempo, como o cobre e o alumínio conduzem o calor muito rapidamente e têm uma refletividade do laser muito alta, e a espessura da folha de extensão da aba é relativamente grande, é necessário um laser de maior potência para obter a soldagem.