LiFePO4 バッテリーセルのレーザー溶接プロセスの分析

動力用電池セルは、アルミニウム外装材の高靭性、軽量性、優れた安全性能により、リチウム電池市場で高いシェアを占めています。角形電池の製造プロセスにおいて、シェルとカバープレートの溶接は、電池のコスト、品質、一貫性、安全性に直接影響する重要なプロセスの 1 つです。電池ケースの上部には、正極取り出し端子を備えた長方形のカバープレートが取り付けられています。組み立て中に、カバー プレートをシェルに埋め込み、上部の開口部と位置を合わせます。

次に、レーザー溶接を使用して、カバー プレートとシェルの間の長方形の隙間に沿って連続的に溶接し、シールを実現します。

この工程を「トップ溶接」といいます。実際の溶接では、レーザー光源を固定し、リチウムイオン電池を作業台にクランプして使用します。レーザー ビームが溶接シームと位置合わせされた後、ワークベンチはバッテリーを駆動して X 座標と Y 座標に沿って長方形の軌道を移動させ、溶接を完了します。上部溶接シール構造を備えた角形電池の場合、カバー プレートの正確な位置決めステップがなく、厳格な長さの公差要件が課されるため、高い溶接アセンブリ精度が必要です。

LiFePO4 バッテリー セルのトップ カバーの高速レーザー溶接の品質を確保するには、次の技術条件を満たす必要があります。{0}

まず、溶接シームには十分な幅と適切なアスペクト比が必要です。そのためには、レーザー熱源が適切な範囲で動作し、溶接線のエネルギーが適切な範囲内に制御される必要があります。

第二に、溶接シームの表面は滑らかである必要があり、溶融池の良好な流動性を維持するために溶接プロセス中に十分な熱サイクル時間が必要です。溶融池は保護ガスの作用下で凝固して滑らかな金属溶接シームになります。

第三に、溶接シームは良好な一貫性を持ち、気孔や穴の欠陥がほとんどない必要があります。これには、溶接プロセス中のワークピースに対する安定したレーザー アクション、高エネルギー プラズマの継続的な生成、および安定した十分なサイズの「キーホール」を形成する溶融池の内部に対するアクションが必要です。-リチウムスーパーパックバッテリーのキーホールの安定性により、キーホール周囲の溶融池の崩壊やガスの閉じ込めを回避しながら、溶融液滴を引き出して飛沫を引き起こす可能性のある金属蒸気やプラズマの激しい噴霧を防ぐことができます。

シェルの材質には主にアルミニウム合金とステンレス鋼が含まれますが、その中でアルミニウム合金が最も広く使用されており、一般的には1シリーズと3シリーズのアルミニウム合金です。実際の生産では、特定の材料の種類、シェルの厚さ、形状構造、および溶接速度、レーザー波形、ピーク出力、溶接ヘッドの傾斜角などのリチウム電池パックの引張性能要件に基づいて、適切なレーザーの種類を選択し、溶接プロセスのパラメーターを設定する必要があります。体系的なパラメータの最適化を通じてのみ、最終的な溶接効果がバッテリーメーカーの技術仕様を満たすことができます。

レーザー溶接技術は、バッテリー パック キットの上部溶接と内部コンポーネントの溶接に複数の利点があることが実証されています。

まず、レーザー エネルギーは主にダイナミック キーホールの内部に集中し、外部へのエネルギーの散乱は少なくなります。そのため、より低いレーザー出力で効果的な溶接を実現でき、複合溶接法と比較して入熱量が約30%削減され、設備のエネルギー消費と損失が低減されます。

第二に、スイング溶接を使用することで、ワークの組み立て誤差への適応性が向上し、組み立て工程などに起因する溶接欠陥を効果的に削減できます。

第三に、スイング溶接は溶接シームの穴に対して強い修復効果があり、バッテリーセルの溶接シームの穴の修復に優れた適用効果があります。

第四に、レーザー溶接は、集光スポットが小さく位置決め精度が高く、正確な制御が可能であるため、ロボットアームなどの自動化機器との統合が容易であり、リチウム太陽電池の生産効率が向上し、労働時間とコストが削減され、システム構成がシンプルでデバッグやメンテナンスが容易です。

レーザー溶接プロセスに関するさらなる要件や技術的なお問い合わせがある場合は、LiFePO4 バッテリーセル、お気軽にお問い合わせください。私たちは、プロフェッショナルな溶接ソリューションとプロセスサポートを提供します。