01. Qu’est-ce que la batterie d’alimentation
L’accord de base de l’industrie mondiale des véhicules électriques: les batteries qui fournissent la puissance motrice des véhicules électriques sont appelées batteries de puissance, y compris les batteries plomb-acide traditionnelles, les batteries nickel-hydrure métallique et les batteries d’alimentation lithium-ion émergentes, qui sont divisées en batteries de puissance de type puissance (véhicules électriques hybrides) et batteries d’alimentation à base d’énergie (véhicules électriques purs).
Comme nous le savons tous, la batterie électrique est le « cœur » des véhicules à énergie nouvelle. Les batteries au lithium de puissance sont principalement des batteries à matériau ternaire et des batteries au lithium fer phosphate, et l’aval est l’application installée de véhicules à énergie nouvelle, qui a une puissance de décharge plus élevée que les batteries ordinaires.
En tant qu’industrie de soutien pour les véhicules à énergie nouvelle, tirée par l’industrie des véhicules à énergie nouvelle au cours des dernières années, l’industrie des batteries de puissance a également inauguré une croissance explosive.
02.Relation entre la batterie de puissance et l’industrie du laser
La batterie de puissance représente 30% à 40% du coût total des véhicules à énergie nouvelle, et c’est la plus grande partie du coût des véhicules à énergie nouvelle. Il est très important pour les indicateurs clés tels que l’autonomie de croisière, la durée de vie des véhicules et la sécurité des véhicules à énergie nouvelle. Par conséquent, l’amélioration des performances des batteries de puissance est la clé pour améliorer la performance globale des véhicules à énergie nouvelle.
Dans le processus de production de batteries de puissance, le soudage est un processus de fabrication très important, de la fabrication des cellules à l’assemblage pack. En particulier, la structure de la batterie de puissance contient une variété de matériaux, tels que l’acier, l’aluminium, le cuivre, le nickel, etc.
Ces métaux peuvent être transformés en électrodes, fils ou boîtiers. Par conséquent, qu’il s’agisse de souder entre un matériau ou entre plusieurs matériaux, des exigences plus élevées sont imposées au processus de soudage.
Soudage laserest d’utiliser l’excellente directionnalité et la densité de puissance élevée du faisceau laser pour travailler. Le faisceau laser est focalisé dans une petite zone à travers le système optique, et une source de chaleur à forte concentration d’énergie est formée à la partie soudée en très peu de temps. , de sorte que le matériau soudé fond et forme un point et une couture de soudage solides.
Dans l’ensemble de la chaîne de l’industrie des batteries de puissance, le soudage laser est principalement utilisé dans la production intermédiaire de batteries au lithium de puissance. En tant que méthode de soudage de haute précision, elle est extrêmement flexible, précise et efficace, et peut répondre aux exigences de performance du processus de production de batteries électriques. C’est le premier choix dans le processus de fabrication de la batterie de puissance et est devenu l’équipement standard de la ligne de production de batteries de puissance.
03. Applications courantes de soudage des batteries de puissance
Les batteries d’alimentation sont divisées en batteries carrées, cylindriques et souples. À l’heure actuelle, dans la production de batteries de puissance, l’utilisation du soudage au laser comprend principalement:
Procédé intermédiaire: soudage des oreilles de poteau (y compris le pré-soudage), soudage par points de bandes de poteaux, pré-soudage de cellules de batterie dans la coque, soudage d’étanchéité du couvercle supérieur de la coque, soudage d’étanchéité des orifices d’injection de liquide, etc.;
Processus back-end: y compris le soudage de la pièce de connexion lorsque la batterie emballe le module, et le soudage de la vanne antidéflagrante sur le couvercle derrière le module, etc.
1. Soudage de vanne antidéflagrante de batterie
La vanne antidéflagrante est un corps de vanne à paroi mince sur la plaque d’étanchéité de la batterie. Lorsque la pression interne de la batterie dépasse la valeur spécifiée, le corps de la vanne antidéflagrante se rompt et se dégonfle d’abord, libérant la pression pour empêcher la batterie d’éclater. La vanne antidéflagrante a une structure ingénieuse et deux feuilles de métal en aluminium d’une certaine forme sont fixées par soudage au laser.
Lorsque la pression interne de la batterie atteint une certaine valeur, la feuille d’aluminium se rompt à partir de la position de rainure prévue, empêchant la batterie de se dilater davantage et provoquant une explosion.
Par conséquent, ce processus a des exigences extrêmement strictes sur le processus de soudage au laser. Il nécessite que le cordon de soudage soit scellé et que l’apport de chaleur soit strictement contrôlé pour s’assurer que la valeur de pression d’endommagement du cordon de soudage est stable dans une certaine plage. S’il est trop grand ou trop petit, il causera de grands dommages à la sécurité des influences de la batterie.
Par conséquent, la vanne antidéflagrante adopte généralement le soudage bout à bout. Après beaucoup de pratique, il a été prouvé que le soudage à grande vitesse et de haute qualité peut être obtenu en utilisantHGLASERlaser de soudage hybride, et la stabilité de soudage, l’efficacité de soudage et le taux de rendement peuvent être garantis.
2. Soudage de poteaux
Les poteaux sur le couvercle de la batterie sont divisés en connexions internes et externes de la batterie. La connexion interne de la batterie est le soudage des pattes d’électrode du noyau de la batterie et des pôles de la plaque de couverture; la connexion externe de la batterie est le soudage des pôles de la batterie à travers la pièce de connexion pour former un circuit en série et parallèle pour former un module de batterie.
Les pôles de la batterie sont les électrodes positives et négatives de la batterie. Généralement, l’électrode positive est en aluminium et l’électrode négative est en cuivre. La structure couramment utilisée est la structure de rivetage, qui est entièrement soudée une fois le rivetage terminé, et sa taille est généralement un cercle d’un diamètre de. Lors du soudage, dans le cas de la satisfaction de la force de traction et de la conductivité électrique requises par la conception, le laser à fibre ou le laser de soudage composé avec une bonne qualité de faisceau et une distribution d’énergie uniforme est préféré. Soudage de structure en aluminium, stabilité de soudage de structure cuivre-cuivre, réduction des éclaboussures et amélioration du rendement de soudage.
3. Soudage par adaptateur
L’adaptateur et la connexion logicielle sont les composants clés pour connecter le couvercle de la batterie et la cellule. Il doit également prendre en compte les exigences de surintensité, de résistance et de faible éclaboussure de la batterie, de sorte que pendant le processus de soudage avec la plaque de couverture, il doit y avoir suffisamment de largeur de cordon de soudage et il est nécessaire de s’assurer qu’aucune pièce ne tombe sur la cellule pour éviter l’apparition d’un court-circuit de la batterie.
Le cuivre, qui est utilisé comme matériau d’électrode négative, est un matériau à haute réflexion avec un faible taux d’absorption et nécessite une densité d’énergie plus élevée pour souder pendant le soudage.
4. Soudage d’étanchéité de coque
Les matériaux de coque de la batterie de puissance sont l’alliage d’aluminium et l’acier inoxydable, parmi lesquels l’alliage d’aluminium est le plus utilisé, et quelques-uns utilisent de l’aluminium pur. L’acier inoxydable est le meilleur matériau pour la soudabilité au laser, en particulier l’acier inoxydable 304, qu’il soit pulsé ou continu, peut obtenir des soudures avec une bonne apparence et de bonnes performances.
5. Soudage des clous d’étanchéité (orifice d’injection d’électrolyte)
Il existe également de nombreuses formes de clous d’étanchéité (bouchons de trous d’injection de liquide). La forme est généralement un capuchon circulaire d’un diamètre de 8 mm et d’une épaisseur d’environ 0,9 mm. Les exigences de base pour son soudage sont que la valeur de résistance à la pression atteigne 1,1 MPa et qu’il soit scellé sans trous d’épingle. , la présence de fissures et d’éclats.
En tant que dernier procédé de soudage cellulaire, le rendement du soudage par clous d’étanchéité est particulièrement important. En raison de l’existence d’électrolyte résiduel lors du soudage des clous d’étanchéité, il existe des défauts tels que des points d’explosion et des trous d’épingle, et le principal moyen de supprimer ces défauts est de réduire l’apport de chaleur.
6. Module de batterie d’alimentation et soudage PACK
Le module de batterie peut être compris comme la combinaison de cellules lithium-ion en série et en parallèle, et l’ajout d’un seul dispositif de surveillance et de gestion de la batterie. La conception structurelle du module de batterie peut souvent déterminer les performances et la sécurité d’un bloc-batterie.
Sa structure doit soutenir, fixer et protéger la cellule. Dans le même temps, comment répondre aux exigences de surintensité, l’uniformité du courant, comment répondre au contrôle de la température des cellules de la batterie, et si elle peut être éteinte en cas d’anomalie grave, pour éviter les réactions en chaîne, etc., seront tous les critères pour juger de la qualité des modules de batterie.
Parce que le composé fragile se forme facilement après le soudage au laser entre le cuivre et l’aluminium, qui ne peut pas répondre aux exigences d’utilisation, généralement le cuivre et le cuivre, l’aluminium et l’aluminium sont généralement soudés au laser, à l’exception du soudage par ultrasons. Dans le même temps, en raison du transfert de chaleur rapide du cuivre et de l’aluminium et de la réflectivité élevée du laser, l’épaisseur de la pièce de connexion est relativement grande, il est donc nécessaire d’utiliser un laser de plus grande puissance pour réaliser le soudage.
