Sejam células prismáticas ou células cilíndricas, a soldagem é um dos processos importantes na produção de baterias. Na linha de produção de baterias de lítio, a seção de produção do processo de soldagem é concentrada principalmente na montagem de células e na seção da linha PACK, veja a figura abaixo:
Breve descrição dos detalhes do processo de soldagem
1. Soldagem de ventilação de segurança
A ventilação de segurança, também conhecida como válvula de alívio de pressão, é um corpo de válvula de parede fina na tampa superior da bateria. Quando a pressão interna da bateria excede o valor especificado, a ventilação de segurança se rompe e libera a pressão para evitar que a bateria estoure. A ventilação de segurança tem uma estrutura engenhosa. Geralmente usa soldagem a laser para fixar duas folhas de metal de alumínio de um determinado formato. Quando a pressão interna da bateria sobe para um determinado valor, a folha de alumínio se rompe da posição da ranhura projetada para evitar que a bateria se expanda e exploda ainda mais. Portanto, esse processo tem requisitos extremamente rigorosos na tecnologia de soldagem a laser. A costura de solda deve ser selada e a entrada de calor é estritamente controlada para garantir que o valor da pressão de dano da costura de solda seja estável dentro de uma determinada faixa (geralmente 0.4~0.7MPa). Muito grande ou muito pequeno terá um grande impacto na segurança da bateria.
2. Soldagem de terminais
Os terminais na placa de cobertura da bateria são divididos em terminais positivos e negativos. A função dos terminais também é dividida em conexões internas e externas. A conexão interna é a soldagem das abas da bateria aos terminais. A conexão externa é a soldagem dos terminais da bateria através das tiras de conexão para formar circuitos em série e paralelos para formar um conjunto de baterias.
Os terminais da bateria geralmente usam alumínio para o eletrodo positivo e cobre para o eletrodo negativo, e geralmente usam uma estrutura rebitada. Após a rebitagem ser concluída, a soldagem é realizada, geralmente um círculo com um diâmetro de 8 mm. Ao soldar, desde que a força de tração e as propriedades condutivas dos requisitos de projeto sejam atendidas, lasers de fibra ou lasers de soldagem híbridos com boa qualidade de feixe e distribuição uniforme de energia são preferidos. Use laser de fibra ou laser de soldagem híbrido para soldagem. Ele pode realizar a estabilidade da soldagem de estrutura de alumínio-alumínio e soldagem de estrutura de cobre-cobre de terminais elétricos, reduzir respingos e, assim, melhorar o rendimento da soldagem.
3. Soldagem de extensão de aba
A folha de extensão da aba é um componente essencial que conecta a tampa da bateria e o rolo de gel da bateria. Ela também deve levar em conta os requisitos de sobrecorrente, resistência e baixa respingos da bateria. Portanto, durante o processo de soldagem com a tampa, é necessário haver largura de solda suficiente, e é necessário garantir que nenhuma partícula caia no rolo de gel da bateria para evitar curto-circuito da bateria. O cobre, como material do eletrodo negativo, é um material altamente reflexivo com baixa taxa de absorção e requer maior densidade de energia durante a soldagem.
4. Soldagem de selagem de latas
Os materiais de revestimento das baterias de energia incluem liga de alumínio e aço inoxidável. Entre eles, a liga de alumínio é a mais usada, e alguns usam alumínio puro. O aço inoxidável é o material com a melhor soldabilidade a laser, especialmente o aço inoxidável 304. Seja usando pulso ou laser contínuo, soldas com boa aparência e desempenho podem ser obtidas. Usar laser contínuo para soldar baterias de lítio de casca fina pode aumentar a eficiência de 5 a 10 vezes, e a aparência e as propriedades de vedação são melhores. Agora, para buscar velocidade de soldagem mais rápida e aparência mais uniforme, a maioria das empresas começou a usar soldagem híbrida e ponto de luz anular para substituir a soldagem de fibra única de baixa velocidade anterior. Atualmente, a velocidade de soldagem da maioria das linhas de produção em massa das empresas atingiu 200 mm/s. Para as linhas de soldagem de fibra óptica de baixa velocidade de alguns fabricantes, a fim de garantir a estabilidade do cordão de solda, a velocidade geral de produção em massa é de 70 mm/s.
5. Soldagem de pregos de vedação
Os pregos de vedação (tampas de orifícios de enchimento) também vêm em muitas formas, e seu formato geralmente é uma tampa redonda com um diâmetro de 8 mm e uma espessura de cerca de 0,9 mm. O requisito básico para soldagem é que o valor da pressão de resistência atinja 1,1 MPa, e não deve haver furos, rachaduras ou pontos de explosão. Como o último processo de soldagem de células de bateria, o rendimento da soldagem de pregos de vedação é particularmente importante. Devido à presença de eletrólito residual durante a soldagem de pregos de vedação, defeitos como pontos de explosão e furos ocorrerão. A principal maneira de suprimir esses defeitos é reduzir a entrada de calor. O uso de soldagem a laser pode melhorar muito a estabilidade e a compatibilidade, melhorando assim muito a taxa de rendimento.
6. PACK Soldagem de barramento
O módulo de bateria pode ser entendido como uma combinação de células de íons de lítio conectadas em série e paralelo, com um único dispositivo de monitoramento e gerenciamento de bateria instalado. O design estrutural do módulo de bateria geralmente determina o desempenho e a segurança de um pacote de bateria. Sua estrutura deve suportar, fixar e proteger as células da bateria. Ao mesmo tempo, como atender aos requisitos de sobrecorrente, uniformidade de corrente, como controlar a temperatura da célula e se a energia pode ser cortada em caso de anormalidades graves para evitar reações em cadeia, etc., serão todos os critérios para julgar a qualidade dos módulos de bateria. Como a soldagem a laser entre cobre e alumínio tende a formar compostos quebradiços que não atendem aos requisitos de uso, a soldagem ultrassônica é geralmente usada. Além disso, cobre e cobre, alumínio e alumínio são geralmente soldados a laser. Ao mesmo tempo, como o cobre e o alumínio conduzem calor muito rapidamente e têm refletividade de laser muito alta, e a espessura da folha de extensão da aba é relativamente grande, um laser de maior potência é necessário para realizar a soldagem.
