האם אתה מכיר את תהליך ריתוך הלייזר של סוללות חשמל

פיתוח הפיצוץ של רכבי אנרגיה חדשים בשנתיים האחרונות משך יותר ויותר תשומת לב מהעולם החיצון, לא רק השפעת הצריכה, אלא גם בתחום התעשייתי, המגמה הטכנולוגית שמובילה רכבי אנרגיה חדשים גדלה גם היא ל- כוח חזק שאי אפשר להתעלם ממנו. היום אנחנו הולכים לדבר על תהליך ריתוך הלייזר המופעל על הסוללה, ליבת הכוח של רכבי אנרגיה חדשים.

עם הגידול במכירות של רכבי אנרגיה חדשים, גם הקיבולת המותקנת של סוללות חשמל גדלה במהירות. נתונים מראים כי בשנת 2021, מכירות רכב האנרגיה החדש של סין של 3.521 מיליון, עלייה של 157.5%; הקיבולת המותקנת של סוללות החשמל הגיעה ל-154.5GWh, גידול של 142.8%. יצרני סוללות הרחיבו את כושר הייצור, אקדמאי Ouyang Minggao ב-100 מומחים לרכב החשמלי אמר שעד 2025, כושר ייצור סוללות החשמל של סין יגיע ל-3000GWh. בתהליך של ייצור סוללות כוח, עלות נמוכה, איכות גבוהה ויעילות גבוהה הם שלושת המטרות העיקריות שאחריהן מפעלי ייצור, לכן, התהליך הטכני והציוד החכם שיכול להשיג את שלושת המטרות הללו מועדפים על ידי יצרני הסוללות.

החלק הפנימי של סוללת החשמל הוא גם מערכת מורכבת שלמה, מתא הסוללה, מודול הסוללה ומארז הסוללות, לאחר תהליך ייצור, ולבסוף מורכבת למערכת סוללות כוח שלמה. ביניהם, החיבור בין חומרים וחומרים, מודולים ומודולים, ומבני מארז סוללות כרוך בתהליך ריתוך תובעני ביותר -ריתוך לייזר.

הבחירה הסבירה של שיטות ותהליכי ריתוך בתהליך הייצור של סוללות כוח ישפיעו ישירות על העלות, האיכות, הבטיחות והעקביות של הסוללה. לאחר מכן, למיין את התוכן של ריתוך סוללה כוח.

סוללת החשמל מחולקת לסוללות מרובעות, גליליות וסוללות רך. כיום, בייצור סוללות כוח, השימוש בריתוך לייזר כולל בעיקר:

תהליך אמצע:ריתוך אוזן המוט (כולל מראש ריתוך), ריתוך נקודתי של חגורת המוט, ריתוך מראש של הסוללה לתוך המעטפת, ריתוך איטום של המכסה העליון של המעטפת, ריתוך איטום של פתח הזרקת נוזלים וכו'.

לאחר תהליך:כולל ריתוך לוחית חיבור מודול סוללה PACK, כמו גם לוחית הכיסוי האחורי של המודול על ריתוך השסתום חסין התפוצצות.

המעטפת ולוחית הכיסוי של סוללת החשמל ממלאים את התפקיד של מעטפת האלקטרוליט וחומרי האלקטרודה התומכים, מספקים סביבה סגורה יציבה לאחסון ושחרור אנרגיה חשמלית, ואיכות הריתוך קובעת ישירות את אטימות וחוזק הלחיצה של הסוללה, ובכך להשפיע על החיים וביצועי הבטיחות של הסוללה. מעטפת הסוללה עשויה בעיקר מסגסוגת אלומיניום Al3003, שעוביה הוא בדרך כלל בין 0.6 ל-0.8 מ"מ, ובדרך כלל נעשה שימוש בריתוך לייזר פועם בעוצמה נמוכה. מיקום החיבור של המעטפת וצלחת הכיסוי מוצג באיור, כאשר בעיות האיכות העיקריות של ריתוך הלייזר הן אי-חדירה, נקבוביות ומיטה, מה שיפחית את אטימות הסוללה.

הקוטב של הסוללה הוא לוח המגע החיובי והשלילי של הסוללה, באופן כללי, האלקטרודה החיובית משתמשת באלומיניום, והאלקטרודה השלילית משתמשת בנחושת, ותפקידה להפוך את קוטב הסוללה למרותך דרך יריעת החיבור ליצירת סדרה ומעגל מקביל ליצירת מודול סוללה.

השסתום חסין הפיצוץ הוא גוף שסתום בעל דופן דקה על לוחית האיטום של הסוללה. כאשר הלחץ הפנימי של הסוללה חורג מהערך שצוין, גוף השסתום חסין הפיצוץ נשבר ומתרוקן תחילה כדי לשחרר את הלחץ ולמנוע את התפוצצות הסוללה. המבנה של השסתום חסין הפיצוץ הוא גאוני, ושתי יריעות מתכת האלומיניום בעלות צורה מסוימת מרותכות היטב באמצעות ריתוך לייזר. כאשר הלחץ בתוך המצבר עולה לערך מסוים, יריעת האלומיניום נשברת ממצב החריץ המיועד, ומונעת מהסוללה להתרחב נוספת ולגרום לפיצוץ. לכן, לתהליך זה יש דרישות מחמירות מאוד לתהליך ריתוך בלייזר, המחייבות איטום של הריתוך, שליטה קפדנית על כניסת החום והבטחה שערך לחץ הנזק של הריתוך יציב בטווח מסוים (בדרך כלל 0). 4~0.7MPa), גדול מדי או קטן מדי ישפיע רבות על בטיחות הסוללה.

לוחית המתאם והחיבור הרך הם מרכיבי המפתח לחיבור לוחית כיסוי הסוללה ותא הסוללה. זה חייב לקחת בחשבון גם את דרישות זרם היתר, החוזק וההתזה הנמוכה של הסוללה, לכן צריך להיות מספיק רוחב ריתוך בתהליך הריתוך עם לוחית הכיסוי, ולא צריכים להיות חלקיקים שנפלו על הסוללה כדי למנוע קצר בסוללה מעגלים. כחומר אלקטרודה שלילי, נחושת היא חומר הפוך גבוה עם קצב ספיגה נמוך, הדורש צפיפות אנרגיה גבוהה יותר לריתוך בעת ריתוך והלייזר המרוכב האור הכחול העדכני ביותר יכול לפתור את בעיות התהליך המסורתיות כגון הפוך גבוה ונתזים.

המוט על לוחית כיסוי הסוללה מחולק לסוללה פנימית וחיבור סוללה חיצונית. החיבור הפנימי של הסוללה הוא הריתוך של עמוד התא ומוט הכיסוי; החיבור החיצוני של הסוללה הוא שקוטב הסוללה מרותך דרך יריעת החיבור ליצירת מעגל סדרתי ומקביל ליצירת מודול הסוללה.

הבעיה העיקרית של ריתוך לייזר בסוללה היא גם פגם החור, והסיבה דומה לשסתום חסין פיצוץ. ריתוך המוט הוא בעצם משטח ההזדווגות של בלוק העברת האלומיניום והמוט, וקוטר חור בלוק האלומיניום הוא רק כ-6 מ"מ, מה שמקל מאוד על שמירת זיהומים כמו הטבעה של שמן וחומר ניקוי. אור הלייזר בעל צפיפות האנרגיה הגבוהה גורם לטמפרטורת הריתוך לעלות, וכתוצאה מכך לאידוי מהיר של שאר הזיהומים בקוטב, והבועות בורחות ומתגברות על מתח הפנים של בריכת הריתוך כדי לצאת מבריכת הריתוך, וכתוצאה מכך נוצר חור. פגמים. בתהליך זה, השינוי המהיר של עוצמת הלייזר הדופק מגביר עוד יותר את הנטייה ליצור חורים פיצוץ. לכן, בנוסף לשיפור הניקוי לפני הריתוך, ניתן להפחית פגמי חורים על ידי אופטימיזציה של וריאציה של כוח הלייזר.

ניתן להבין את מודול הסוללה כשילוב של תאי ליתיום-יון בסדרות ובמקבילים והוא מצויד במכשיר יחיד לניטור וניהול סוללה. העיצוב המבני של מודול הסוללה קובע לעתים קרובות את הביצועים והבטיחות של ערכת סוללות. המבנה שלו חייב לתמוך, לתקן ולהגן על התא. יחד עם זאת, כיצד לעמוד בדרישות של זרם יתר, אחידות זרם, כיצד לעמוד בשליטה על טמפרטורת התא, והאם יש חריגות חמורות ניתן לנתק, כדי למנוע תגובות שרשרת וכו'. קריטריונים לשיפוט היתרונות של מודול הסוללה.

יחד עם זאת, מכיוון שהעברת החום של נחושת ואלומיניום היא מהירה מאוד, והרפלקטיביות של הלייזר גבוהה מאוד, עובי הגיליון המחבר גדול יחסית, ולכן יש צורך להשתמש בלייזר בעל הספק גבוה יותר כדי להשיג הַלחָמָה.

כיום, הבעיות העיקריות של ריתוך לייזר בסוללות חשמל הן ליקויי ריתוך כגון נקבוביות, סדקים, יצירה לקויה ופיצוץ חורים. פגמים אלו מובילים להפחתת חוזק הסוללה, אטימות ומוליכות, וכתוצאה מכך שורה של בעיות בטיחות כגון פיצוץ סוללה, דליפה וחימום. כדי לפתור בעיות אלו, מספר רב של מחקרים מתמקדים באופטימיזציה של תהליך, התאמת כוח ריתוך הלייזר, רוחב הדופק, מהירות הריתוך, כמות ביטול המיקוד ופרמטרים נוספים יכולים להפחית ביעילות את הפגמים.

לא קשה לראות שתהליך ריתוך סוללת החשמל הוא עבודה מצוינת, וכל בעיה קטנה תשפיע על הביצועים והבטיחות של סוללת החשמל המוגמרת לאחר מכן. לכן, חומרים איכותיים ומכשירי ריתוך לייזר איכותיים הם הבסיס להבטחת הצלחת תהליך הריתוך. טכנולוגיה חכמה המיוצגת על ידי תכנון נתיב ריתוך בלייזר, זיהוי ריתוך, זיהוי פגמים, ניטור איכות וכו', היא גם אחת ממוקדי המחקר העתידיים.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd היא מיזם היי-טק המתמחה במו"פ, ייצור ומכירה של מכונת חיפוי לייזר אוטומטית, מכונת חיפוי לייזר במהירות גבוהה, מכונת מרווה בלייזר, מכונת ריתוך לייזר וציוד הדפסת לייזר תלת מימדית. המוצרים שלנו חסכוניים ונמכרים בארץ ובחו"ל. אם אתה מעוניין במוצרים שלנו, אנא צור איתנו קשר בכתובת bob@gshenglaser.com.