Análisis de principios y procesos de soldadura láser de celdas de baterías de potencia.

La tecnología de soldadura láser se utiliza ampliamente en el proceso de fabricación y ensamblaje de baterías de iones de litio-, con pasos típicos que incluyen la soldadura de conexiones blandas y placas de cubierta de celdas de batería, soldadura de sellado de placas de cubierta y soldadura de clavos de sellado. La razón por la cual la soldadura láser se ha convertido en el principal método de soldadura para baterías de potencia cuadrada se debe a sus destacadas ventajas, como alta densidad de energía, buena estabilidad de potencia, alta precisión de soldadura y fácil integración sistemática. Desempeña un papel insustituible en el proceso de producción de baterías de litio con carcasa de aluminio cuadrada.

Desde la perspectiva del desarrollo del mercado, la cuota de mercado de las carcasas de aluminio para baterías de litio es mayor que la de las carcasas de acero, principalmente debido a la alta dureza, el peso ligero y la excelente seguridad de las carcasas de aluminio. Las celdas de energía Lifepo4 se pueden personalizar según el tamaño del producto y existen muchos modelos y especificaciones en el mercado, lo que también dificulta la estandarización del proceso. La estandarización de las baterías cuadradas en el futuro será una tendencia importante, lo que tendrá un significado positivo para la producción del grupo y su posterior mantenimiento.

La soldadura de la placa de cubierta de la carcasa de la celda de la batería Power se divide principalmente en dos métodos: soldadura superior y soldadura lateral. En el proceso de soldadura superior, hay una placa de cubierta rectangular en la parte superior de la carcasa de la batería, que tiene un terminal de salida del electrodo positivo. Al realizar el montaje, inserte la placa de cubierta en la carcasa exterior y ajústela al ras con la abertura superior. Luego, use un láser para sellar y soldar a lo largo del espacio rectangular entre la placa de cubierta y la cubierta exterior en un proceso láser continuo repetido.

En la producción real, la soldadura superior puede fijar el rayo láser de manera estacionaria, sujetar la batería al banco de trabajo, alinear el rayo láser con la costura de soldadura y conducir la batería a lo largo de las coordenadas X e Y para seguir la misma trayectoria rectangular que la costura de soldadura. Cabe señalar que cuando las baterías de litio adoptan una estructura de sellado de soldadura superior, no hay paso de posicionamiento en el lugar donde se coloca la placa de cubierta, y los requisitos de tolerancia de dimensión de longitud son estrictos, lo que impone altas exigencias a la precisión del conjunto de soldadura.

La soldadura láser del paquete de baterías de litio utiliza pulsos láser de alta-densidad de energía para calentar localmente pequeñas áreas del material. La energía irradiada por el láser se difunde a través del material mediante conducción térmica, lo que hace que el material se derrita y forme un charco fundido específico. Esta tecnología es adecuada principalmente para soldar materiales de paredes delgadas-y piezas finas, y puede lograr diversas formas, como soldadura por puntos, soldadura a tope, soldadura de superposición y soldadura de sellado. Tiene las ventajas de una alta relación de aspecto, un ancho de soldadura pequeño, una zona pequeña afectada por el calor, una deformación pequeña, una velocidad de soldadura rápida, una soldadura suave y hermosa, ningún tratamiento o solo un tratamiento simple después de la soldadura y una alta calidad de soldadura sin poros. Mientras tanto, la soldadura láser se puede controlar con precisión, con un pequeño punto enfocado y una alta precisión de posicionamiento, lo que facilita la automatización.

La soldadura láser se puede lograr utilizando rayos láser pulsados ​​o continuos y se puede dividir en dos modos según el principio: soldadura por conducción de calor y soldadura láser de penetración profunda. El principio de funcionamiento de la soldadura por conducción térmica en celdas de baterías de iones de litio-es: la radiación láser calienta la superficie que se va a procesar y el calor de la superficie se guía hacia el interior para su difusión a través de la conducción térmica. Al controlar parámetros como el ancho, la energía, la potencia máxima y la frecuencia de repetición del pulso láser, la pieza de trabajo se funde para formar un baño fundido específico.

En este modo, la densidad de potencia del láser es de aproximadamente 10 ⁵ W/cm ², la profundidad de la soldadura es generalmente inferior a 2,5 mm y la relación máxima entre profundidad y ancho de la soldadura puede alcanzar 3:1. La soldadura de penetración profunda generalmente utiliza un rayo láser continuo para completar la conexión del material, y su mecanismo de conversión de energía se logra a través de una estructura de "pequeño orificio". Después de la irradiación láser, el material se evapora y forma pequeños agujeros que absorben toda la energía del rayo incidente. La temperatura local puede alcanzar aproximadamente 25000 grados, lo que hace que el metal que rodea la cavidad del orificio se derrita, logrando así una soldadura profunda del kit de batería.

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