Analyse du processus de soudage laser des cellules de batterie LiFePO4

Les cellules de batterie de puissance occupent une part de marché élevée sur le marché des batteries au lithium, grâce à la haute ténacité, à la légèreté et aux excellentes performances de sécurité des matériaux de coque en aluminium. Dans le processus de fabrication des batteries carrées, le soudage de la coque et de la plaque de recouvrement est l'un des processus clés qui affecte directement le coût, la qualité, la cohérence et la sécurité de la batterie. Le dessus du boîtier de la batterie est équipé d'une plaque de recouvrement rectangulaire, qui comprend une borne de sortie d'électrode positive. Lors du montage, insérez la plaque de recouvrement dans la coque et alignez-la avec l'ouverture supérieure.

Ensuite, utilisez le soudage au laser pour souder en continu le long de l'espace rectangulaire entre la plaque de recouvrement et la coque afin d'obtenir l'étanchéité.

Ce processus est appelé « soudage par le haut ». Lors du soudage réel, la source de lumière laser peut être fixe et les batteries lithium-ion peuvent être fixées sur l'établi. Une fois le faisceau laser aligné avec le cordon de soudure, l'établi entraîne la batterie à se déplacer le long des coordonnées X et Y sur une trajectoire rectangulaire pour terminer le soudage. Pour les batteries carrées avec des structures d'étanchéité soudées sur le dessus, il n'y a pas d'étape de positionnement précise pour la plaque de recouvrement et des exigences strictes de tolérance de longueur sont imposées, exigeant ainsi une grande précision d'assemblage par soudage.

Pour garantir la qualité du soudage laser-à grande vitesse du couvercle supérieur des cellules de batterie LiFePO4, les conditions techniques suivantes doivent être remplies :

Premièrement, le cordon de soudure doit avoir une largeur suffisante et un rapport d'aspect raisonnable, ce qui nécessite que la source de chaleur laser ait une plage d'action appropriée et que l'énergie de la ligne de soudage soit contrôlée dans une plage raisonnable.

Deuxièmement, la surface du cordon de soudure doit être lisse et un temps de cycle thermique suffisant est nécessaire pendant le processus de soudage pour maintenir une bonne fluidité du bain fondu, qui se solidifie en un cordon de soudure métallique lisse sous l'action du gaz protecteur.

Troisièmement, le cordon de soudure doit avoir une bonne consistance, avec peu de défauts de porosité et de trous. Cela nécessite une action laser stable sur la pièce pendant le processus de soudage, une génération continue de plasma à haute -énergie et une action sur l'intérieur du bain de fusion, formant un « trou de serrure » stable et suffisamment dimensionné. La stabilité du trou de serrure des batteries Lithium Superpack peut empêcher la pulvérisation violente de vapeur métallique et de plasma, qui peuvent faire ressortir des gouttelettes fondues et provoquer des éclaboussures, tout en évitant l'effondrement de la flaque de fusion autour du trou de serrure ou le piégeage de gaz.

Les matériaux de coque comprennent principalement l'alliage d'aluminium et l'acier inoxydable, parmi lesquels l'alliage d'aluminium est le plus largement utilisé, généralement les alliages d'aluminium des séries 1 et 3. Dans la production réelle, il est nécessaire de sélectionner le type de laser approprié et de définir les paramètres du processus de soudage en fonction du type de matériau spécifique, de l'épaisseur de la coque, de la structure de la forme et des exigences de performance en traction de la batterie au lithium, y compris la vitesse de soudage, la forme d'onde du laser, la puissance de crête et l'angle d'inclinaison de la tête de soudage. Ce n'est que grâce à une optimisation systématique des paramètres que l'effet de soudage final peut répondre aux spécifications techniques des fabricants de batteries.

La technologie de soudage au laser a démontré de multiples avantages pour le soudage supérieur et le soudage des composants internes des kits de batteries :

Premièrement, l’énergie laser est principalement concentrée à l’intérieur du trou de serrure dynamique, avec moins d’énergie dispersée vers l’extérieur. Par conséquent, un soudage efficace peut être obtenu avec une puissance laser inférieure, réduisant ainsi l'apport de chaleur d'environ 30 % par rapport aux méthodes de soudage composites et réduisant la consommation d'énergie et les pertes de l'équipement.

Deuxièmement, l'utilisation du soudage swing peut améliorer l'adaptabilité aux erreurs d'assemblage des pièces et réduire efficacement les défauts de soudage causés par les étapes d'assemblage et d'autres problèmes.

Troisièmement, le soudage swing a un fort effet réparateur sur les trous du cordon de soudure et a un bon effet d'application dans la réparation des trous dans le cordon de soudure des cellules de batterie.

Quatrièmement, le soudage au laser peut obtenir un contrôle précis, avec un petit point focalisé et une précision de positionnement élevée, ce qui facilite l'intégration avec des équipements automatisés tels que des bras robotiques, améliore l'efficacité de production des batteries solaires au lithium, réduit les heures et les coûts de main-d'œuvre et dispose d'une structure de système simple pour un débogage et une maintenance faciles.

Si vous avez d'autres exigences ou demandes techniques concernant le processus de soudage au laser deCellules de batterie LiFePO4, n'hésitez pas à nous contacter. Nous vous fournirons des solutions de soudage professionnelles et un support de processus.