Principe- en procesanalyse van Power-batterijcellaserlassen

Laserlastechnologie wordt veel gebruikt in het productie- en assemblageproces van lithium-ionbatterijen, met typische stappen zoals het lassen van zachte verbindingen en afdekplaten van batterijcellen, afdichtlassen van afdekplaten en het lassen van afdichtspijkers. De reden waarom laserlassen de belangrijkste lasmethode voor vierkante batterijen is geworden, is te danken aan de uitstekende voordelen ervan, zoals een hoge energiedichtheid, goede vermogensstabiliteit, hoge lasnauwkeurigheid en eenvoudige systematische integratie. Het speelt een onvervangbare rol in het productieproces van lithiumbatterijen met vierkante aluminium behuizing.

Vanuit het perspectief van marktontwikkeling is het marktaandeel van aluminium schalen met lithiumbatterijen hoger dan dat van stalen schalen, voornamelijk vanwege de hoge hardheid, het lichte gewicht en de uitstekende veiligheid van aluminium schalen. Lifepo4-krachtcellen kunnen worden aangepast aan de productgrootte, en er zijn veel modellen en specificaties op de markt, wat het ook moeilijk maakt om het proces te standaardiseren. De standaardisatie van vierkante batterijen zal in de toekomst een belangrijke trend worden, die een positieve betekenis heeft voor de groepsproductie en het latere onderhoud.

Het lassen van de afdekplaat van de Power-batterijcelomhulling is hoofdzakelijk verdeeld in twee methoden: bovenlassen en zijlassen. Bij het bovenste lasproces bevindt zich een rechthoekige afdekplaat aan de bovenkant van de batterijbehuizing, die een positieve elektrode-uitgang heeft. Bij de montage de afdekplaat in de buitenschaal steken en gelijk laten liggen met de bovenste opening. Gebruik vervolgens een laser om de rechthoekige opening tussen de afdekplaat en de buitenschaal af te dichten en te lassen in een herhaald continu laserproces.

Bij de daadwerkelijke productie kan bovenlassen de laserstraal stationair fixeren, de batterij op de werkbank klemmen, de laserstraal uitlijnen met de lasnaad en de batterij langs de X- en Y-coördinaten aandrijven om hetzelfde rechthoekige traject te volgen als de lasnaad. Er moet op worden gewezen dat wanneer lithium-superpack-batterijen een lasafdichtingsstructuur aan de bovenkant aannemen, er geen positioneringsstap is op de plaats waar de afdekplaat wordt geplaatst en dat de tolerantie-eisen voor de lengteafmetingen streng zijn, waardoor hoge eisen worden gesteld aan de nauwkeurigheid van de lasassemblage.

Bij het laserlassen van lithiumbatterijen wordt gebruik gemaakt van laserpulsen met hoge-energiedichtheid om kleine delen van het materiaal plaatselijk te verwarmen. De door de laser uitgestraalde energie diffundeert door het materiaal door thermische geleiding, waardoor het materiaal smelt en een specifiek gesmolten bad vormt. Deze technologie is vooral geschikt voor het lassen van dun-wandige materialen en fijne onderdelen, en kan verschillende vormen bereiken, zoals puntlassen, stomplassen, overlay-lassen en afdichtingslassen. Het heeft de voordelen van een hoge aspectverhouding, een kleine lasbreedte, een kleine door hitte beïnvloede zone, kleine vervorming, hoge lassnelheid, een gladde en mooie las, geen of slechts een eenvoudige behandeling na het lassen en een hoge laskwaliteit zonder poriën. Ondertussen kan laserlassen nauwkeurig worden gecontroleerd, met een klein scherp punt en een hoge positioneringsnauwkeurigheid, waardoor automatisering eenvoudig kan worden gerealiseerd.

Laserlassen kan worden uitgevoerd met behulp van gepulseerde of continue laserstralen en kan worden onderverdeeld in twee modi op basis van het principe: warmtegeleidingslassen en laserdieppenetratielassen. Het werkingsprincipe van thermisch geleidend lassen in lithium-ionbatterijcellen is: laserstraling verwarmt het te bewerken oppervlak en de oppervlaktewarmte wordt naar binnen geleid voor diffusie door thermische geleiding. Door parameters zoals de breedte, energie, piekvermogen en herhalingsfrequentie van de laserpuls te controleren, wordt het werkstuk gesmolten om een ​​specifiek gesmolten bad te vormen.

In deze modus is de laservermogensdichtheid ongeveer 10 ⁵ W/cm², is de lasdiepte over het algemeen minder dan 2,5 mm en kan de maximale lasdiepte-breedteverhouding 3:1 bereiken. Bij dieppenetratielassen wordt meestal een continue laserstraal gebruikt om de materiaalverbinding te voltooien, en het energieconversiemechanisme wordt bereikt via een "kleine gaten" -structuur. Na laserbestraling verdampt het materiaal en vormt het kleine gaatjes, die alle energie van de invallende straal absorberen. De lokale temperatuur kan ongeveer 25.000 graden bereiken, waardoor het metaal rondom de gatholte smelt, waardoor dieplassen van de batterijset wordt bereikt.

Als u verder technisch advies of apparatuurselectievereisten heeft voor het laserlasprocesBatterijcellen van stroom voorzienNeem dan gerust contact met ons op. Wij bieden u professionele lasoplossingen en procesondersteuning.