Legyen szó prizmás cellákról vagy hengeres cellákról, a hegesztés az egyik fontos folyamat az akkumulátorgyártásban. A lítium akkumulátor gyártósoron a hegesztési folyamat gyártási szakasza főként a cellák összeszerelésére és a PACK sorszakaszra koncentrálódik, lásd az alábbi ábrát:
A hegesztési folyamat részleteinek rövid leírása
1. Biztonsági légtelenítő hegesztés
A biztonsági szellőző, más néven nyomáscsökkentő szelep, egy vékony falú szeleptest az akkumulátor felső fedelén. Amikor az akkumulátor belső nyomása meghaladja a megadott értéket, a biztonsági szellőző megreped és kiengedi a nyomást, hogy megakadályozza az akkumulátor szétrepedését. A biztonsági szellőző zseniális felépítésű. Általában lézeres hegesztést használ két bizonyos alakú alumínium fémlemez rögzítésére. Amikor az akkumulátor belső nyomása egy bizonyos értékre emelkedik, az alumíniumlemez kiszakad a tervezett horonyhelyzetből, hogy megakadályozza az akkumulátor további tágulását és felrobbanását. Ezért ez az eljárás rendkívül szigorú követelményeket támaszt a lézeres hegesztési technológiával szemben. A hegesztési varrat tömítése szükséges, és a hőbevitel szigorúan ellenőrzött, hogy a hegesztési varrat sérülési nyomásértéke stabil legyen egy bizonyos tartományon belül (általában 0,4~0,7 MPa) . A túl nagy vagy túl kicsi nagy hatással van az akkumulátor biztonságára.
2. Sorkapocshegesztés
Az akkumulátor fedőlapjának kivezetései pozitív és negatív pólusokra vannak osztva. A sorkapcsok funkciója szintén belső és külső csatlakozásokra oszlik. A belső csatlakozás az akkumulátor füleinek hegesztése a kapcsokhoz. A külső csatlakozás az akkumulátor kivezetéseinek hegesztése az összekötő szalagokon keresztül, hogy soros és párhuzamos áramköröket képezzenek az akkumulátorcsomag kialakításához.
Az akkumulátor kivezetései általában alumíniumot használnak a pozitív elektródához, és rezet a negatív elektródához, és általában szegecselt szerkezetet használnak. A szegecselés befejezése után hegesztést végeznek, általában egy 8 mm átmérőjű kört. Hegesztésnél, amíg a tervezési követelmények húzóerő- és vezetőképessége teljesül, előnyben részesítik a jó sugárminőségű és egyenletes energiaeloszlású szállézereket vagy hibrid hegesztőlézereket. Használjon szálas lézert vagy hibrid hegesztőlézert a hegesztéshez. Megvalósítható az alumínium-alumínium szerkezeti hegesztés és az elektromos csatlakozók réz-réz szerkezeti hegesztésének stabilitása, csökkenti a fröcskölést, és ezáltal javítja a hegesztési hozamot.
3. Fülhosszabbító hegesztés
A fül hosszabbító lap egy kulcsfontosságú elem, amely összeköti az akkumulátorfedelet és az akkumulátorzselés tekercset. Figyelembe kell vennie az akkumulátor túláram-, szilárdsági és alacsony fröcskölési követelményeit is. Ezért a fedéllel végzett hegesztési folyamat során elegendő hegesztési szélességnek kell lennie, és biztosítani kell, hogy az akkumulátor rövidzárlatának elkerülése érdekében ne essen részecskék az akkumulátor zselés tekercsére. A réz, mint negatív elektróda anyaga, nagy fényvisszaverő képességű anyag, alacsony abszorpciós sebességgel, és nagyobb energiasűrűséget igényel a hegesztés során.
4. Kannák tömítőhegesztése
Az akkumulátorok burkolatának anyaga alumíniumötvözet és rozsdamentes acél. Közülük a legtöbb alumíniumötvözetet használják, és néhányan tiszta alumíniumot használnak. A rozsdamentes acél a legjobb lézerhegeszthetőségű anyag, különösen a 304-es rozsdamentes acél. Akár impulzus-, akár folyamatos lézerről van szó, jó megjelenésű és teljesítményű hegesztések érhetők el. A vékonyhéjú lítium akkumulátorok folyamatos lézeres hegesztésével a hatékonyság 5-10-szeresére növelhető, a megjelenés és a tömítési tulajdonságok pedig jobbak. A gyorsabb hegesztési sebesség és az egységesebb megjelenés érdekében a legtöbb vállalat hibrid hegesztést és gyűrű alakú fényfoltot kezdett alkalmazni a korábbi alacsony sebességű egyszálas hegesztés helyett. Jelenleg a legtöbb vállalat tömeggyártó vonalának hegesztési sebessége elérte a 200 mm/s-t. Egyes gyártók kis sebességű száloptikai hegesztősorainál a hegesztési varrat stabilitásának biztosítása érdekében az általános tömeggyártási sebesség 70 mm/s.
5. Tömítő szeghegesztés
A tömítőszegek (kitöltőlyuk-sapkák) is sokféle formában léteznek, formájuk általában 8 mm átmérőjű, körülbelül 0,9 mm vastagságú kerek kupak. A hegesztés alapkövetelménye, hogy az ellenállási nyomás értéke elérje az 1,1 MPa-t, és ne legyenek lyukak, repedések, robbanáspontok. Az akkumulátorcellák hegesztésének utolsó folyamataként különösen fontos a tömítőszeghegesztés hozama. A tömítőszegek hegesztése során visszamaradó elektrolit jelenléte miatt hibák, például robbanáspontok és tűlyukak léphetnek fel. Ezeknek a hibáknak a kiküszöbölésének legfontosabb módja a hőbevitel csökkentése. A lézeres hegesztés használata nagymértékben javíthatja a stabilitást és a kompatibilitást, így nagymértékben javítja a hozamot.
6. PACK Gyűjtősín-hegesztés
Az akkumulátormodul felfogható sorosan és párhuzamosan kapcsolt lítium-ion cellák kombinációjaként, egyetlen akkumulátor-felügyeleti és -kezelő eszközzel. Az akkumulátormodul szerkezeti felépítése gyakran meghatározza az akkumulátorcsomag teljesítményét és biztonságát. Szerkezetének támogatnia, rögzítenie és védenie kell az akkumulátorcellákat. Ugyanakkor a túláram követelményeinek teljesítése, az áram egyenletessége, a cella hőmérsékletének szabályozása, valamint, hogy súlyos rendellenességek esetén lekapcsolható-e az áramellátás a láncreakciók elkerülése érdekében stb. az akkumulátormodulok minősége. Mivel a réz és az alumínium közötti lézeres hegesztés hajlamos törékeny vegyületeket képezni, amelyek nem felelnek meg a használati követelményeknek, általában ultrahangos hegesztést alkalmaznak. Ezenkívül a rezet és a rezet, az alumíniumot és az alumíniumot általában lézerhegesztéssel végzik. Ugyanakkor, mivel mind a réz, mind az alumínium nagyon gyorsan vezeti a hőt, és nagyon magas a lézervisszaverő képessége, valamint a fülhosszabbító lemez vastagsága viszonylag nagy, nagyobb teljesítményű lézer szükséges a hegesztéshez.
