전원 배터리의 레이저 용접 공정을 알고 계십니까?

지난 2년 동안 신에너지 자동차의 폭발적인 발전은 소비에 미치는 영향뿐만 아니라 산업 현장에서도 신에너지 자동차가 주도하는 기술 트렌드로 인해 외부 세계로부터 점점 더 많은 관심을 끌었습니다. 무시할 수 없는 강력한 힘. 오늘은 신에너지 자동차의 동력핵인 배터리에 적용되는 레이저 용접 공정에 대해 이야기해보겠습니다.

신에너지 자동차의 판매가 증가함에 따라 파워 배터리의 탑재 용량도 빠르게 성장했습니다. 데이터에 따르면 2021년 중국 신에너지 자동차 판매량은 352.1만 대에 달해 157.5% 증가했다. 파워 배터리 탑재 용량은 154.5GWh로 142.8% 증가했다. 배터리 제조업체는 생산 능력을 확장했다고 전기 자동차 100 전문가의 Ouyang Minggao 학자는 2025년까지 중국의 전원 배터리 생산 능력이 3000GWh에 도달할 것이라고 말했습니다. 동력 배터리 제조 과정에서 저비용, 고품질, 고효율은 제조 기업이 추구하는 세 가지 주요 목표이므로 배터리 제조업체는 이러한 세 가지 목표를 달성할 수 있는 기술 프로세스와 지능형 장비를 선호합니다.

파워 배터리 내부도 배터리 셀, 배터리 모듈, 배터리 팩 등 제조 공정을 거쳐 최종적으로 파워 배터리 시스템 전체로 조립되는 전체 복합 시스템입니다. 그 중 소재와 소재, 모듈과 모듈, 배터리 팩 구조의 연결에는 매우 까다로운 용접 공정이 필요합니다.레이저 용접.

동력 배터리 제조 공정에서 용접 방법 및 공정의 합리적인 선택은 배터리의 비용, 품질, 안전성 및 일관성에 직접적인 영향을 미칩니다. 다음으로 파워배터리 용접 내용을 정리합니다.

전원 배터리는 정사각형, 원통형 및 소프트 팩 배터리로 구분됩니다. 현재 파워 배터리 생산 시 레이저 용접의 사용은 주로 다음과 같습니다.

중간 과정:폴 이어 용접(사전 용접 포함), 폴 벨트 점 용접, 배터리를 쉘에 사전 용접, 쉘 상단 덮개 밀봉 용접, 액체 주입구 밀봉 용접 등

프로세스 후:Battery PACK 모듈 연결판 용접, 모듈 후면 덮개판 방폭 밸브 용접 등을 포함합니다.

전원 배터리의 외피와 커버 플레이트는 전해질을 캡슐화하고 전극 재료를 지지하는 역할을 하며 전기 에너지의 저장 및 방출을 위한 안정적인 폐쇄 환경을 제공하며 용접 품질은 배터리의 견고성과 압축 강도를 직접적으로 결정합니다. 따라서 배터리의 수명과 안전 성능에 영향을 미칩니다. 배터리 쉘은 주로 Al3003 알루미늄 합금으로 만들어지며 두께는 일반적으로 0.6~0.8mm이며 일반적으로 저전력 펄스 레이저 용접이 사용됩니다. 쉘과 커버 플레이트의 연결 위치가 그림에 표시되어 있으며, 레이저 용접의 주요 품질 문제는 비침투, 다공성 및 베드이므로 배터리의 견고성을 감소시킵니다.

배터리의 극은 배터리의 양극 및 음극 접촉 판입니다. 일반적으로 양극은 알루미늄을 사용하고 음극은 구리를 사용하며 그 역할은 연결 시트를 통해 배터리 극을 용접하여 시리즈를 형성하는 것입니다. 배터리 모듈을 형성하는 병렬 회로.

방폭 밸브는 배터리 밀봉판에 있는 얇은 벽의 밸브 본체입니다. 배터리의 내부 압력이 지정된 값을 초과하면 방폭 밸브 몸체가 먼저 파손되고 수축되어 압력이 해제되어 배터리 파열을 방지합니다. 방폭 밸브의 구조는 독창적이며 특정 모양의 두 개의 알루미늄 금속 시트가 레이저 용접으로 단단히 용접됩니다. 배터리 내부의 압력이 일정 수준 이상 상승하면 알루미늄 시트가 설계된 홈 위치에서 벗어나 배터리가 더 이상 팽창하여 폭발하는 것을 방지합니다. 따라서 이 공정은 레이저 용접 공정에 대한 매우 엄격한 요구 사항을 가지고 있으며, 용접 밀봉이 필요하고 열 입력을 엄격하게 제어하며 용접 손상 압력 값이 특정 범위(일반적으로 0) 내에서 안정적으로 유지되도록 보장합니다. 4~0.7MPa), 너무 크거나 너무 작으면 배터리의 안전성에 큰 영향을 미칩니다.

어댑터 플레이트와 소프트 연결부는 배터리 커버 플레이트와 배터리 셀을 연결하는 핵심 구성 요소입니다. 또한 배터리의 과전류, 강도 및 낮은 스플래시 요구 사항을 고려해야 하므로 커버 플레이트와의 용접 공정에서 용접 폭이 충분해야 하며 배터리 부족을 방지하기 위해 배터리에 입자가 떨어지지 않아야 합니다. 회로. 음극 소재인 구리는 흡수율이 낮은 고역성 재료로 용접 시 용접 시 더 높은 에너지 밀도가 필요하며 최신 청색광 복합 레이저는 고역성, 스패터 등 기존 공정 문제를 해결할 수 있습니다.

배터리 커버 플레이트의 극은 내부 배터리와 외부 배터리 연결로 구분됩니다. 배터리의 내부 연결은 셀 극과 커버 극의 용접입니다. 배터리의 외부 연결은 배터리 극이 연결 시트를 통해 용접되어 직렬 및 병렬 회로를 형성하여 배터리 모듈을 형성한다는 것입니다.

배터리 레이저 용접의 가장 큰 문제점 역시 홀 불량인데 그 이유는 방폭 밸브와 비슷하다. 폴 용접은 본질적으로 알루미늄 트랜스퍼 블록과 폴의 결합 표면이며 알루미늄 블록 구멍의 직경은 약 6mm에 불과하므로 스탬핑 오일 및 세척제와 같은 불순물을 유지하기가 매우 쉽습니다. 에너지 밀도가 높은 레이저 광은 용접물의 온도를 급격하게 상승시켜 극에 남아 있는 불순물이 급속히 기화되고, 기포가 빠져나와 용접풀의 표면 장력을 극복하여 용접풀을 떠나 구멍이 발생하게 됩니다. 결함. 이 과정에서 펄스 레이저 출력의 급격한 변화는 분사 구멍을 형성하는 경향을 더욱 증가시킵니다. 따라서 용접 전 세척을 강화하는 것 외에도 레이저 출력 변화를 최적화하여 구멍 결함을 줄일 수도 있습니다.

배터리 모듈은 리튬이온 셀을 직렬 및 병렬로 결합한 것으로 이해될 수 있으며 단일 배터리 모니터링 및 관리 장치가 장착되어 있습니다. 배터리 모듈의 구조적 설계는 배터리 팩의 성능과 안전성을 결정하는 경우가 많습니다. 그 구조는 세포를 지지하고, 고정하고, 보호해야 합니다. 동시에 과전류, 전류 균일성 요구 사항을 충족하는 방법, 셀 온도 제어를 충족하는 방법, 심각한 이상이 차단될 수 있는지 여부, 연쇄 반응 등을 방지하는 방법이 중요합니다. 배터리 모듈의 장점을 판단하는 기준.

동시에 구리와 알루미늄의 열 전달이 매우 빠르고 레이저의 반사율이 매우 높기 때문에 연결 시트의 두께가 상대적으로 두껍기 때문에 더 높은 출력의 레이저를 사용해야 합니다. 용접.

현재 파워 배터리의 레이저 용접의 주요 문제점은 기공, 균열, 불량한 성형 및 폭파 구멍과 같은 용접 결함입니다. 이러한 결함으로 인해 배터리 강도, 견고성, 전도성이 저하되어 배터리 폭발, 누출, 발열 등 일련의 안전 문제가 발생합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구가 공정 최적화에 중점을 두고 있으며, 레이저 용접 전력, 펄스 폭, 용접 속도, 디포커싱 양 및 기타 매개변수를 조정하면 결함을 효과적으로 줄일 수 있습니다.

파워 배터리 용접 공정이 정밀한 작업임을 확인하는 것은 어렵지 않으며 작은 문제라도 후속 완성된 파워 배터리의 성능과 안전성에 영향을 미칠 것입니다. 따라서 고품질 재료와 고품질 레이저 용접 장비는 용접 공정의 성공을 보장하는 기초입니다. 레이저 용접 경로 계획, 용접 식별, 결함 식별, 품질 모니터링 등으로 대표되는 지능형 기술도 미래 연구 핫스팟 중 하나입니다.

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