Penerapan Pengelasan Laser di Bidang Baterai Lithium

Penerapan Pengelasan Laser di Bidang Baterai Lithium

Baterai lithium-ion banyak digunakan di berbagai perangkat elektronik (seperti ponsel, komputer notebook, PDA, kamera digital dan camcorder digital, dll.) karena energi spesifiknya yang tinggi, siklus hidup yang panjang, self-discharge yang kecil, tidak ada efek memori. dan tidak ada polusi. Selain transportasi (mobil patroli, sepeda listrik, kendaraan listrik, dll), telah menjadi industri berteknologi tinggi yang didukung oleh bidang energi negara saya.

 

Baterai daya mengacu pada baterai yang digunakan pada kendaraan listrik. Dibandingkan dengan baterai berkapasitas kecil (seperti baterai ponsel, komputer laptop, dll.), baterai ini memiliki kapasitas dan daya keluaran yang lebih besar dan dapat digunakan dalam catu daya penggerak kendaraan listrik dan aplikasi catu daya seluler yang besar. baterai sekunder. Ada banyak proses pembuatan baterai lithium-ion atau kemasan baterai, di antaranya terdapat banyak proses, seperti pengelasan penyegelan katup tahan ledakan, pengelasan tab, pengelasan sambungan lunak, pengelasan titik helm pengaman, pengelasan penyegelan kotak baterai, modul dan PACK pengelasan. Pengelasan laser adalah proses terbaik. Bahan yang digunakan untuk pengelasan baterai listrik terutama meliputi tembaga murni, aluminium, paduan aluminium, baja tahan karat, dll.

 

 

1. Pengelasan katup tahan ledakan baterai
Katup baterai tahan ledakan adalah badan katup berdinding tipis pada pelat penyegel baterai. Ketika tekanan internal baterai melebihi nilai yang ditentukan, badan katup tahan ledakan akan pecah untuk mencegah baterai meledak. Katup pengaman memiliki struktur yang cerdik, dan proses ini memerlukan proses pengelasan laser yang sangat ketat. Sebelum pengelasan laser kontinu digunakan, pengelasan laser pulsa digunakan untuk mengelas katup tahan ledakan baterai. Pengelasan penyegelan berkelanjutan dicapai melalui tumpang tindih dan cakupan sambungan solder. Namun, efisiensi pengelasannya rendah dan kinerja penyegelannya relatif buruk. Pengelasan laser berkelanjutan dapat mencapai pengelasan berkecepatan tinggi dan berkualitas tinggi, dan stabilitas pengelasan, efisiensi pengelasan, dan hasil dapat dijamin.

 

2. Pengelasan tab baterai
Tab biasanya dibagi menjadi tiga bahan. Elektroda positif baterai menggunakan bahan aluminium (Al), dan elektroda negatif menggunakan bahan nikel (Ni) atau bahan nikel berlapis tembaga (Ni-Cu). Dalam proses pembuatan baterai listrik, salah satu langkahnya adalah dengan mengelas tab dan kutub baterai menjadi satu. Dalam produksi baterai sekunder, perlu dilas dengan katup pengaman aluminium lainnya. Pengelasan tidak hanya harus memastikan sambungan yang andal antara tab dan tiang, tetapi juga mengharuskan pengelasan menjadi halus dan indah.

3. Tiang baterai dengan pengelasan titik
Bahan yang digunakan untuk strip tiang baterai antara lain strip aluminium murni, strip nikel, strip komposit aluminium-nikel, dan sejumlah kecil strip tembaga. Pengelasan strip tiang baterai umumnya menggunakan mesin las pulsa. Dengan munculnya laser kuasi-kontinyu QCW IPG, laser ini juga telah banyak digunakan dalam pengelasan strip tiang baterai. Pada saat yang sama, karena kualitas sinarnya yang baik, titik pengelasan bisa sangat kecil. , yang memiliki keunggulan unik dalam menangani pengelasan strip aluminium reflektifitas tinggi, strip tembaga, dan strip tiang baterai pita sempit (lebar strip tiang di bawah 1,5 mm).

 

4. Penyegelan dan pengelasan cangkang baterai daya dan pelat penutup
Bahan cangkang baterai daya termasuk paduan aluminium dan baja tahan karat. Diantaranya yang paling banyak digunakan adalah paduan aluminium, biasanya paduan aluminium 3003, dan sedikit yang menggunakan aluminium murni. Baja tahan karat merupakan material dengan kemampuan las laser terbaik, terutama baja tahan karat 304. Baik menggunakan laser pulsa atau laser kontinu, lasan dengan tampilan dan kinerja yang baik dapat diperoleh.

 

Kinerja pengelasan laser pada aluminium dan paduan aluminium sedikit berbeda tergantung pada metode pengelasan yang digunakan. Kecuali aluminium murni dan paduan aluminium seri 3, tidak ada masalah dengan pengelasan pulsa atau pengelasan kontinu. Untuk paduan aluminium seri lainnya, pengelasan laser kontinu adalah pilihan terbaik untuk mengurangi sensitivitas retak. Pada saat yang sama, pilih laser dengan daya yang sesuai dengan ketebalan wadah baterai daya. Umumnya, bila ketebalan casing kurang dari 1 mm, Anda dapat mempertimbangkan untuk menggunakan laser mode tunggal dalam jarak 1000W. Jika ketebalannya lebih dari 1mm, Anda perlu menggunakan laser mode tunggal atau multi-mode dengan daya lebih dari 1000W.

 

Baterai litium berkapasitas kecil sering kali menggunakan cangkang aluminium yang relatif tipis (ketebalannya sekitar 00,25 mm), dan beberapa, seperti 18650, menggunakan cangkang baja. Karena ketebalan casingnya, laser berdaya rendah umumnya digunakan untuk mengelas baterai jenis ini. Menggunakan laser terus menerus untuk mengelas baterai litium cangkang tipis, efisiensinya dapat ditingkatkan 5 hingga 10 kali lipat, dan tampilan serta penyegelannya lebih baik. Oleh karena itu, terdapat kecenderungan untuk secara bertahap menggantikan laser berdenyut dalam bidang aplikasi ini.

 

5. Modul baterai daya dan pengelasan paket
Sambungan seri dan paralel antara baterai daya umumnya diselesaikan dengan mengelas bagian penghubung ke baterai tunggal. Bahan elektroda positif dan negatif berbeda, umumnya tembaga dan aluminium. Karena tembaga dan aluminium membentuk senyawa rapuh setelah pengelasan laser, maka keduanya tidak dapat memenuhi persyaratan penggunaan. Selain pengelasan ultrasonik, tembaga dan tembaga, aluminium dan aluminium umumnya dilas dengan laser. Pada saat yang sama, karena tembaga dan aluminium menghantarkan panas dengan sangat cepat dan memiliki reflektifitas laser yang sangat tinggi, serta ketebalan bagian penghubungnya relatif besar, diperlukan laser berkekuatan lebih tinggi untuk mencapai pengelasan.

 

 

Karakteristik baterai lithium pengelasan laser
Dari pembuatan sel baterai litium hingga perakitan paket baterai, pengelasan merupakan proses produksi yang sangat penting. Konduktivitas, kekuatan, kedap udara, kelelahan logam, dan ketahanan korosi baterai litium merupakan standar evaluasi kualitas pengelasan baterai yang khas. . Pemilihan metode pengelasan dan proses pengelasan akan secara langsung mempengaruhi biaya, kualitas, keamanan dan konsistensi baterai. Pengelasan laser telah menjadi solusi pilihan untuk banyak tugas pengelasan karena keunggulannya seperti pengelasan yang aman dan andal, teknologi presisi, dan perlindungan lingkungan.

 

Keuntungan Pengelasan Laser
1.	Pengelasan laser adalah proses manufaktur terintegrasi yang memecah bahan mentah seperti bahan elektroda positif dan negatif, pemisah, dan elektrolit menjadi seluruh bagian. Semua bahan baku dilas ke dalam sel baterai atau modul PACK, yang dapat langsung digunakan di bidang otomotif.
2.	Bahan baku baterai biasa menyumbang proporsi biaya yang semakin meningkat dan dibeli dalam jumlah besar dalam ton. Peralatan las laser pada dasarnya menghemat biaya dengan membeli bahan mentah sekaligus.
3.	Pengelasan laser dapat sangat meningkatkan keamanan, keandalan, dan masa pakai baterai daya mobil, dengan kualitas pengelasan dan otomatisasi yang tinggi: Pengelasan laser memiliki kepadatan energi yang tinggi, deformasi pengelasan yang kecil, dan zona yang terkena panas kecil, yang secara efektif dapat meningkatkan keakuratan komponen. Lasannya halus, bebas pengotor, seragam dan padat, serta tidak memerlukan pekerjaan penggilingan tambahan. Pengelasan laser dapat dikontrol secara tepat, dengan titik cahaya kecil yang terfokus dan posisi Akurat yang tinggi, otomatisasi yang mudah diwujudkan dengan lengan robot, kinerja peralatan yang stabil dan pengoperasian yang mudah, meningkatkan efisiensi pengelasan, mengurangi jam kerja, dan mengurangi biaya. Saat mengelas pelat tipis atau kabel berdiameter tipis dengan laser, pelat tersebut tidak akan mudah meleleh seperti pengelasan busur.