パワーバッテリーとは、電気自動車に適用されるバッテリーのことで、小型バッテリー(携帯電話、ノートパソコンのバッテリーなど)に比べて大容量で出力電力が高く、電気自動車の駆動用電源や大型モバイル電源用途の分野で二次電池として使用できます。リチウムイオン電池または電池パックには多くの製造プロセスがあり、その中でレーザー溶接は、防爆バルブシール溶接、極性ラグ溶接、ソフト接続溶接、安全ヘルメットスポット溶接、バッテリーシェルシーリング溶接、モジュールおよびパック溶接など、最良のプロセスです。溶接に使用されるパワーバッテリーの材質は、主に純銅、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼などです。
1. 電池防爆弁の溶接
電池の防爆弁は、電池封口板上の薄肉弁体である。バッテリーの内圧が規定値を超えると、バッテリーの破裂を防ぐために防爆バルブ本体が破裂します。安全弁の構造は独創的であり、このプロセスはレーザー溶接プロセスで非常に厳しいです。連続レーザー溶接の前に、電池防爆弁の溶接はパルスレーザー溶接により行った。連続シーリング溶接は、溶接箇所を重ねて覆うことで実現したが、溶接効率が低く、シール性能が比較的悪かった。連続レーザー溶接は、高速かつ高品質の溶接を実現することができ、溶接安定性、溶接効率、歩留まりを保証することができます。
2.バッテリーラグ溶接
電極ラグは、通常、3つの材料に分けられる。電池の正極はアルミニウム(AL)材料を使用し、負極はニッケル(Ni)材料またはニッケルメッキ銅(Ni Cu)材料を使用する。パワーバッテリの製造工程において、リンクの1つは、バッテリラグとポールを一緒に溶接することです。二次電池の製造においては、別のアルミニウム安全弁と溶接する必要がある。溶接は、ポールラグとポール間の信頼性の高い接続を保証するだけでなく、滑らかで美しい溶接も必要とします。
3.バッテリーポールバンドスポット溶接
電池用電極ストリップに用いられる材料としては、純アルミニウムストリップ、ニッケルストリップ、アルミニウムニッケル複合ストリップ、少量の銅ストリップなどが挙げられる。パルス型レーザー溶接機は、一般に電池ポールバンドの溶接に使用されます。QCW準連続レーザーの出現により、バッテリーポールバンドの溶接にも広く使用されています。同時に、その良好なビーム品質と小さな溶接スポットのために、それは高反射率アルミニウムストリップ、銅ストリップ、および狭帯域電池ポールバンド(ポールバンドの幅は1.5mm未満)の溶接を扱う上でユニークな利点を有する。
QCWファイバーレーザー溶接機
QCWレーザー溶接機は、光源として(QCW)ファイバーレーザーを使用するファイバーレーザー溶接装置の一種です。装置の最小フォーカススポット直径は、従来のYAGレーザー溶接機のわずか1/3であり、4.パワーバッテリーシェルとカバープレートのシーリング溶接
パワーバッテリーのシェル材料には、アルミニウム合金が最も多いアルミニウム合金とステンレス鋼、一般的に3003アルミニウム合金、および少数の純アルミニウムが含まれます。ステンレス鋼は、最高のレーザー溶接性、特に304ステンレス鋼を備えた材料であり、パルスレーザーであろうと連続レーザーであろうと、良好な外観と性能を備えた溶接を得ることができます。
アルミニウムおよびアルミニウム合金のレーザー溶接性能は、異なる溶接方法に応じてわずかに異なる。純アルミニウムと3シリーズアルミニウム合金を除き、パルス溶接、連続溶接では問題ありません。連続レーザー溶接は、亀裂感度を低減するために、他のシリーズのアルミニウム合金に最適です。同時に、電源電池シェルの厚さに応じて適切な電力を有するレーザーが選択される。一般に、シェルの厚さが1mm未満の場合、1000W未満のシングルモードレーザが考えられる。厚さが1mmを超える場合は、1000Wを超えるシングルモードまたはマルチモードレーザーを使用する必要があります。
自動連続ファイバーレーザー溶接機
連続ファイバーレーザー溶接機は、2mm以上の浸透で金属材料を簡単に溶接することができます。ぐらつき溶接ヘッドを装備した新世代のファイバーレーザーを使用して...
小容量リチウム電池には薄いアルミシェル(厚さ約0.25mm)がよく使われ、18650などの電池にはスチールシェルも使われています。シェルの厚さのために、この種の電池の溶接は一般に低出力レーザーを採用する。連続レーザー溶接薄型シェルリチウム電池を使用すると、効率を5〜10倍に高めることができ、外観効果とシール性能が向上します。そのため、この応用分野ではパルスレーザを徐々に置き換えていく傾向にあります。
5.パワーバッテリーモジュールとパック溶接
電源電池間の直列および並列接続は、一般に、接続片と単電池を溶接することによって完了する。正極と負極の材質は異なり、一般的に銅とアルミニウムの2種類の材質があります。銅とアルミニウムとのレーザー溶接後に形成される脆性化合物は使用要件を満たすことができないため、超音波溶接が通常用いられる。さらに、レーザー溶接は、一般的に銅と銅、アルミニウムとアルミニウムに使用されます。同時に、銅とアルミニウムの急速な熱伝達、レーザーの非常に高い反射率、および接続ピースの比較的大きな厚さのために、溶接を実現するために高出力レーザーを使用する必要があります。
レーザー溶接リチウム電池の利点
リチウム電池セルの製造から電池パックのグループ化まで、溶接は非常に重要な製造プロセスです。リチウム電池の導電性、強度、気密性、金属疲労、耐食性は、一般的な電池溶接品質評価基準です。溶接方法と溶接プロセスの選択は、バッテリーのコスト、品質、安全性、一貫性に直接影響します。レーザー溶接は、安全で信頼性の高い溶接、精密技術、および環境保護の利点のために、多くの溶接作業の最初の選択肢となっています。