パワーバッテリーセルのレーザー溶接の原理とプロセス分析

レーザー溶接技術はリチウムイオン電池の製造および組み立てプロセスで広く使用されており、一般的な手順としては、電池セルのソフト接続とカバー プレートの溶接、カバー プレートのシール溶接、シール ネイルの溶接などが挙げられます。レーザー溶接が角形電源電池の主な溶接方法となっている理由は、高いエネルギー密度、良好な出力安定性、高い溶接精度、容易なシステム統合などの優れた利点によるものです。角型アルミシェルリチウム電池の製造工程において、かけがえのない役割を果たしています。

市場開発の観点から見ると、リチウム電池のアルミニウムシェルの市場シェアは、主にアルミニウムシェルの高硬度、軽量、優れた安全性により、スチールシェルよりも高くなります。 Lifepo4 パワーセルは製品サイズに応じてカスタマイズでき、市場には多くのモデルと仕様があるため、プロセスの標準化も困難です。将来的には角形電池の標準化が重要なトレンドとなり、グループ生産やその後のメンテナンスに積極的な意味を持ちます。

パワーバッテリーセルシェルのカバープレートの溶接は、主に上部溶接と側面溶接の2つの方法に分けられます。上部溶接プロセスでは、バッテリーシェルの上部に正極取り出し端子を備えた長方形のカバープレートがあります。組み立てる際は、カバープレートをアウターシェルに挿入し、上部開口部と面一になるようにしてください。次に、レーザーを使用して、連続的なレーザー プロセスを繰り返して、カバー プレートとアウター シェルの間の長方形の隙間に沿ってシールと溶接を行います。

実際の生産では、上部溶接ではレーザー ビームを固定し、バッテリーを作業台に固定し、レーザー ビームを溶接シームに位置合わせし、バッテリーを X および Y 座標に沿って駆動して溶接シームと同じ長方形の軌道をたどることができます。リチウムスーパーパック電池が上部溶接シール構造を採用する場合、カバープレートを配置する場所に位置決めステップがなく、長さの寸法公差要件が厳しいため、溶接アセンブリの精度に高い要求が課されることに注意する必要があります。

リチウム バッテリー パックのレーザー溶接では、高エネルギー密度のレーザー パルスを利用して材料の狭い領域を局所的に加熱します。{0}レーザーによって放射されたエネルギーは熱伝導によって材料内に拡散し、材料が溶融して特定の溶融池が形成されます。この技術は主に薄肉材料や微細部品の溶接に適しており、スポット溶接、突合せ溶接、肉盛溶接、シーリング溶接などさまざまな形状を実現できます。{3}アスペクト比が高く、溶接幅が小さく、熱影響部が小さく、変形が小さく、溶接速度が速く、溶接が滑らかで美しく、溶接後の処理が不要または簡単で、気孔がなく溶接品質が高いという利点があります。一方、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、精密に制御できるため、自動化が容易です。

レーザー溶接はパルスまたは連続レーザービームを使用して実現でき、原理に基づいて熱伝導溶接とレーザー深溶け込み溶接の 2 つのモードに分類できます。リチウム-イオン電池セルにおける熱伝導溶接の動作原理は、レーザー放射が加工対象の表面を加熱し、その表面熱が熱伝導によって内部に誘導されて拡散するというものです。レーザーパルスの幅、エネルギー、ピークパワー、繰り返し周波数などのパラメーターを制御することにより、ワークピースが溶融して特定の溶融池が形成されます。

このモードでは、レーザー出力密度は約 10 5 W/cm 2 で、溶接深さは通常 2.5 mm 未満で、最大溶接深さと幅の比は 3:1 に達することがあります。深溶け込み溶接では、通常、材料の接続を完了するために連続レーザービームが使用され、そのエネルギー変換メカニズムは「小さな穴」構造によって実現されます。レーザー照射後、材料が蒸発して小さな穴が形成され、入射ビームのエネルギーがすべて吸収されます。局所的な温度は約 25000 度に達する可能性があり、穴キャビティの周囲の金属が溶けて、バッテリー パック キットの深部溶接が実現します。

レーザー溶接プロセスに関するさらなる技術相談または機器の選択要件がある場合は、パワーバッテリーセル、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。