Phân tích quy trình sản xuất pin điện: Ứng dụng và phát triển công nghệ hàn Laser

Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp lưu trữ năng lượng và phương tiện sử dụng năng lượng mới, pin điện, với vai trò là thành phần cốt lõi, phải đối mặt với những thách thức đáng kể về độ chính xác trong sản xuất và chất lượng hàn, ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn hệ thống, vòng đời và mật độ năng lượng. Với việc áp dụng rộng rãi các công nghệ tế bào lăng trụ, hình trụ và túi, hàn laser, với hiệu suất cao, độ chính xác cao và tác động nhiệt thấp, đã trở thành một bước không thể thiếu và quan trọng trong sản xuất pin điện.

 

 

 

Từ tế bào, mô-đun đến gói, mọi quy trình sản xuất trong hệ thống pin điện đều bao gồm các quy trình nối vật liệu phức tạp. Hàn laser chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực sau:

 

Hàn các tab và tab tế bào;

-hàn trước các tế bào vào vỏ và bịt kín vỏ;

Hàn nắp trên của tấm nắp pin nguồn và bịt kín van chống cháy nổ-;

Hàn các đầu nối và các bộ phận kết cấu trong các giai đoạn đóng gói và mô-đun pin.

 

Những mối hàn này bao gồm các thành phần cấu trúc chính như tấm nhôm che pin, nắp trên của pin lithium và tấm lưỡng cực đồng và nhôm. Những mối hàn này đặt ra yêu cầu cực kỳ cao về hàn laser để kiểm soát nhiệt, mật độ năng lượng và độ chính xác.

 

 

Vỏ và vỏ pin nguồn thường được làm bằng hợp kim nhôm (chẳng hạn như Al3003). Chức năng chính của chúng là bao bọc chất điện phân và cung cấp hỗ trợ cấu trúc cho các tấm điện cực.

Hiệu suất bịt kín của mối hàn quyết định trực tiếp đến độ kín khí, cường độ nén và độ ổn định lâu dài của pin.

 

Trong sản xuất pin lăng trụ, các cấu trúc phổ biến bao gồm:

Nắp pin lithium hình lăng trụ

Mái che pin lithium hình lăng trụ

Phụ kiện pin lithium hình lăng trụ

 

Quá trình hàn thường được chia thành hàn bên và hàn đỉnh:

Hàn bên:Ngăn chặn hiệu quả các tia bắn vào tế bào pin nhưng yêu cầu độ sạch bề mặt vật liệu cao và độ ổn định của tia laser.

Hàn đỉnh:Hiệu suất sản xuất cao và dễ dàng tích hợp tự động, nhưng yêu cầu kiểm soát chặt chẽ nguồn nhiệt đầu vào và hình thái bể hàn để tránh ô nhiễm tế bào.

 

Việc áp dụng tia laser lai màu xanh lam hoặc xanh lục mới đã cải thiện đáng kể tốc độ hấp thụ của hàn hợp kim nhôm, giảm hiệu quả độ xốp và độ xuyên thấu không hoàn toàn, đồng thời nâng hiệu suất hàn của vỏ pin nhôm và vỏ hộp pin nhôm lên trên 95%.
 

 

 

 

1. Hàn đầu cuối

Các cực của pin nguồn thường bao gồm nhôm dương và đồng âm, đóng vai trò là cầu nối quan trọng cho sự dẫn truyền dòng điện. Quá trình hàn phải đồng thời đáp ứng yêu cầu về độ dẫn điện và độ bền cao.

Bằng cách kết hợp công nghệ dập tiếp xúc điện với hàn chính xác bằng laser, có thể đạt được độ bền kéo cuối cùng Lớn hơn hoặc bằng 500 MPa, ngăn ngừa "lỗ nổ" do lỗ chân lông hoặc tạp chất gây ra.

 

2. Hàn van chống cháy nổ-

Van chống cháy nổ-là một cấu trúc có thành-mỏng trên tấm nắp pin, đóng vai trò như một van giảm áp. Khi áp suất bên trong pin vượt quá mức an toàn, van sẽ vỡ để tránh nổ.

 

Hàn laser yêu cầu mối hàn kín hoàn toàn trên tấm nhôm dày 8 mm, với áp suất đứt được duy trì trong khoảng 0,4 đến 0,7 MPa. Quá trình này đặt ra yêu cầu cực kỳ cao về kiểm soát năng lượng, các vùng-bị ảnh hưởng bởi nhiệt và tính nhất quán của mối hàn.

 

 

Bộ điều hợp và đầu nối linh hoạt là những thành phần chính kết nối các tế bào, vỏ và thiết bị đầu cuối của pin. Hàn laze đảm bảo đường dẫn điện trở suất thấp và không bị bắn tóe-, đặc biệt là trong các bộ phận có tính dẫn điện cao như các bộ phận dập bằng đồng có các điểm tiếp xúc bằng đinh tán bằng bạc hoặc các bộ phận dập bằng đồng có đinh tán có tiếp xúc bằng bạc.

 

Trong quá trình lắp ráp ở cấp độ mô-đun-, các cấu trúc hỗn hợp như các bộ phận dập bằng đồng với các điểm tiếp xúc bằng bạc có đinh tán và các bộ phận được ép bằng đồng yêu cầu hàn xuyên qua tia laser công suất-cao để đảm bảo liên kết ổn định giữa các đầu nối bằng đồng và nhôm dày 2mm-và đáp ứng các yêu cầu về tải dòng điện cao ở cấp độ gói.

 

 

Sự đổi mới liên tục trong công nghệ hàn laser đã tạo ra bước nhảy vọt về chất lượng trong sản xuất pin điện về độ an toàn, độ tin cậy và mật độ năng lượng.

Từ nắp trên của pin hình lăng trụ, tấm đậy pin lithium{0}}ion cho đến tấm đậy pin và cấu trúc tấm đậy bằng hợp kim nhôm liên quan, hàn laze đã trở thành một quy trình sản xuất quan trọng để đảm bảo tính nhất quán của sản phẩm và hiệu suất cao.

 

Trong tương lai, với những đột phá liên tục về thiết bị hàn thông minh và sản xuất trong nước, việc sản xuất vỏ, vỏ và thiết bị đầu cuối pin điện sẽ tiếp tục tiến tới độ chính xác cao, độ tin cậy cao và thân thiện với môi trường, mang lại động lực mạnh mẽ hơn cho ngành công nghiệp xe năng lượng mới.