01 Introduzzjoni
Fost il-bidla tal-industrija tal-karozzi globali lejn l-elettrifikazzjoni, il-batteriji tal-enerġija, bħala s-sors ewlieni tal-enerġija ta 'vetturi tal-enerġija ġodda, jiddeterminaw il-kompetittività tas-suq tal-vetturi elettriċi permezz tal-prestazzjoni, is-sikurezza u l-ispiża tagħhom. Il-manifattura ta 'batteriji tal-enerġija hija proċess kumpless li jinvolvi għarfien interdixxiplinarju inkluż ix-xjenza tal-materjali, l-elettrokimika u l-inġinerija ta' preċiżjoni. It-teknoloġija ta' konnessjoni ta'-kwalità għolja hija ħolqa kruċjali matul dan il-proċess. Metodi tradizzjonali ta' tgħaqqad, bħall-iwweldjar bir-reżistenza u l-iwweldjar ultrasoniku, dejjem aktar juru limitazzjonijiet-bħal effetti termali kbar, konsistenza fqira, u twieqi tal-parametri tal-proċess dejqa-meta jiffaċċjaw produzzjoni awtomatizzata ta' batteriji tal-enerġija fuq skala kbira- u jimmaniġġjaw materjali ta 'konduttività termali għolja bħar-ram u l-aluminju. It-teknoloġija tal-iwweldjar bil-lejżer, bid-densità għolja tal-enerġija tagħha, l-input tas-sħana kontrollabbli, in-natura mingħajr -kuntatt, u l-faċilità tal-awtomazzjoni, tissodisfa r-rekwiżiti stretti tal-manifattura tal-batterija tal-enerġija għal preċiżjoni, effiċjenza u affidabbiltà, u saret proċess ewlieni matul il-fluss tax-xogħol kollu mill-produzzjoni taċ-ċelluli sal-assemblaġġ tal-pakkett tal-batterija. Dan id-dokument għandu l-għan li juri l-applikazzjonijiet speċifiċi tat-teknoloġija tal-iwweldjar bil-lejżer fi stadji differenti tal-manifattura tal-batteriji tal-enerġija u biex jiġbor fil-qosor ir-rwol sinifikanti tiegħu fil-promozzjoni tal-iżvilupp tal-industrija tal-batterija tal-enerġija.
02 Applikazzjoni fl-Istadju tal-Manifattura taċ-Ċelloli tal-Batterija
Iċ-ċellula tal-batterija hija l-unità fundamentali ta 'batterija tal-enerġija, u l-preċiżjoni u s-siġillar tal-manifattura tagħha huma garanziji essenzjali tas-sigurtà u l-prestazzjoni tal-batterija. L-iwweldjar bil-lejżer jintuża prinċipalment għall-konnessjoni preċiża u s-siġillar finali taċ-ċelloli tal-batterija. L-ewwel, għall-konnessjonijiet elettriċi ġewwa ċ-ċellula tal-batterija, l-iwweldjar bil-lejżer jintuża biex iwweldja t-tabs. Wara li jitlesta l-proċess tal-istralċ jew tal-istivar, huwa meħtieġ li jiġu wweldjati b'mod sod it-tabs tal-elettrodi pożittivi (fojl tal-aluminju) u negattivi (fojl tar-ram), li jistgħu jikkonsistu f'għexieren jew saħansitra mijiet ta 'saffi, flimkien mal-kolletturi tal-kurrent, u jiffurmaw passaġġ elettriku affidabbli mat-terminali esterni jew biċċiet ta' konnessjoni, kif muri fil-Figura 1. li jiffurmaw punti ta 'weldjatura b'reżistenza baxxa u qawwa għolja. Il-vantaġġ tiegħu jinsab fiż-żona minima tas-sħana-affetwata, tevita b'mod effettiv il-ħsara tas-sħana lis-separaturi ġirien u l-materjali attivi, u b'hekk tippreserva l-prestazzjoni elettrokimika taċ-ċellula tal-batterija.
It-tieni nett, fl-istadju finali tal-ippakkjar taċ-ċelloli tal-batterija, l-iwweldjar bil-lejżer huwa wieħed mill-metodi effettivi biex jinkiseb siġillar mitbuq. Fl-istess ħin, l-iwweldjar bil-lejżer jintuża biex jgħaqqad il-qoxra ta 'fuq u l-kisi kemm f'batteriji kwadri tal-qoxra tal-aluminju kif ukoll f'batteriji ċilindriċi tal-qoxra tal-azzar. Billi tikkontrolla b'mod preċiż il-qawwa, il-veloċità u l-pożizzjoni fokali tal-lejżer, tista 'tiġi ffurmata ħjata ta' weldjatura kontinwa, lixxa u densa fuq il-kisi, li tipprevjeni b'mod effettiv it-tnixxija tal-elettroliti u d-dħul ta 'umdità esterna, u tiżgura l-istabbiltà kimika taċ-ċellula tal-batterija tul il-ħajja tagħha. Għaċ-ċelloli tal-borża, l-iwweldjar bil-lejżer jintuża fil-proċessi tas-siġill ta 'fuq u tas-siġill tal-ġenb, iwweldjar tat-tabs li jisporġu 'l barra mal-biċċiet ta' transizzjoni ta 'konnessjoni u protettivi (ġeneralment ram jew aluminju miksi bin-nikil-). In-natura mhux ta'-kuntatt tagħha tiżgura l-effiċjenza tal-ippakkjar u żero ħsara lill-materjal tal-ippakkjar tal-film tal-aluminju-plastik, kif muri fil-Figura 2.
03 L-applikazzjoni fl-istadju ta 'assemblaġġ ta' moduli ta 'batteriji u pakketti ta' batteriji tinvolvi l-integrazzjoni ta 'ċelloli individwali f'moduli u pakketti ta' batteriji, li jeħtieġu ammont kbir ta 'konnessjonijiet elettriċi u rbit strutturali. Dan huwa l-istadju fejn l-iwweldjar bil-lejżer huwa l-aktar ikkonċentrat u teknikament ta 'sfida. F'termini ta 'konnessjonijiet elettriċi, l-applikazzjoni ewlenija hija s-serje u l-iwweldjar parallel bejn iċ-ċelloli. Billi tgħaqqad il-busbars (ġeneralment vireg tal-aluminju jew tar-ram) mat-terminali taċ-ċelluli, tinbena s-sistema taċ-ċirkwit elettriku tal-pakkett kollu tal-batterija.
Id-diffikultajiet f'dan il-proċess jinsabu fi: 1) sfidi tal-karatteristiċi tal-materjal-ram u aluminju għandhom riflessjoni għolja għal lasers infra-aħmar użati b'mod komuni u konduttività termali għolja, li jagħmlu l-iwweldjar diffiċli; 2) li tgħaqqad materjali differenti, bħall-konnessjoni bejn busbars tar-ram u terminali tal-aluminju, li hija suxxettibbli li tifforma komposti intermetalliċi fraġli (IMCs) li jaffettwaw l-affidabbiltà fit-tul-tal-konnessjoni. Biex tindirizza dawn l-isfidi, l-industrija żviluppat proċessi avvanzati bħall-iwweldjar bil-lejżer oxxillanti, l-iwweldjar ibridu (eż., laser-arc), u l-użu ta' lasers wavelength ġodda bħal lejżers ħodor jew blu. Dawn it-teknoloġiji jrażżnu b'mod effettiv id-difetti bħal spatter u porożità u jikkontrollaw il-ħxuna tas-saff IMC billi jespandu l-pool imdewweb, itejbu t-taħwid, u jżidu l-assorbiment tal-enerġija, u b'hekk jiksbu konnessjonijiet elettriċi. F'termini ta 'konnessjonijiet strutturali, l-iwweldjar bil-lejżer għandu wkoll rwol importanti. Pereżempju, jista 'jintuża għal komponenti strutturali bħal pjanċi tal-ġenb tal-modulu u pjanċi tat-tarf li jassiguraw iċ-ċelloli, kif ukoll biex jgħaqqdu l-kisi u l-għatu tal-pakkett tal-batterija. Meta mqabbel ma 'konnessjonijiet tradizzjonali bil-kamin jew irbattuti, l-iwweldjar bil-lejżer jista' jikseb grad ogħla ta 'integrazzjoni u saħħa strutturali, li jgħin biex itejjeb ir-reżistenza tal-pakkett tal-batteriji għall-vibrazzjoni u l-impatt. Barra minn hekk, weldjaturi ċkejkna fiċ-ċirkwiti ta 'akkwist ta' sensuri tal-vultaġġ u tat-temperatura fis-sistemi ta 'ġestjoni tal-batteriji qed isiru dejjem aktar bl-użu tal-iwweldjar bil-lejżer biex jiżguraw stabbiltà fit-tul-u affidabbiltà tal-akkwist tas-sinjal.
04 Sommarju It-teknoloġija tal-iwweldjar bil-laser, bil-preċiżjoni, il-veloċità u l-affidabbiltà għolja tagħha, ġiet integrata f'kull pass tal-manifattura tal-batterija tal-enerġija. Mill-iwweldjar ta 'tab taċ-ċelluli mikroskala għal konnessjonijiet strutturali ta' pakkett ta 'batteriji makroscale, minn ippakkjar mitbuq li jiżgura s-sigurtà taċ-ċelluli għal konnessjonijiet elettriċi ta' reżistenza baxxa-li jiddeterminaw il-prestazzjoni tal-batterija, l-iwweldjar bil-lejżer għandu rwol ewlieni insostitwibbli. Mhux biss issolvi b'mod effettiv l-isfidi tal-ipproċessar ta' materjali diffiċli- biex-iwweldjati bħar-ram u l-aluminju, li jissodisfaw ir-rekwiżiti ta 'effiċjenza u konsistenza ta' produzzjoni awtomatizzata fuq skala kbira-, iżda wkoll timmassimizza l-protezzjoni tal-prestazzjoni elettrokimika tal-batterija permezz ta 'kontroll preċiż tas-sħana tal-iwweldjar. Il-maturazzjoni u l-iżvilupp tat-teknoloġija tal-iwweldjar bil-lejżer saru magna teknoloġika ewlenija li tmexxi żidiet fid-densità tal-enerġija tal-batterija tal-enerġija, tnaqqis fl-ispejjeż tal-manifattura, u titjib fil-prestazzjoni tas-sikurezza, li jipprovdu pedament sod tal-manifattura għall-iżvilupp mgħaġġel tal-industrija globali tal-vetturi tal-enerġija ġdida.
