리튬 이온 배터리의 용접 공정?

각형 셀이든 원통형 셀이든 용접은 배터리 생산에서 중요한 공정 중 하나입니다. 리튬 배터리 생산 라인에서 용접 공정의 생산 섹션은 주로 셀 조립 및 PACK 라인 섹션에 집중되어 있습니다. 아래 그림을 참조하십시오.

용접 공정 세부 사항에 대한 간략한 설명

1. 안전 벤트 용접

압력 릴리프 밸브라고도 알려진 안전 통풍구는 배터리 상단 덮개에 있는 얇은 벽의 밸브 본체입니다. 배터리 내부 압력이 규정값을 초과하면 안전벤트가 터져 압력이 방출되어 배터리 폭발을 방지합니다. 안전 통풍구는 독창적인 구조를 가지고 있습니다. 일반적으로 레이저 용접을 사용하여 특정 모양의 두 개의 알루미늄 금속 시트를 고정합니다. 배터리의 내부 압력이 특정 값까지 상승하면 알루미늄 시트가 설계된 홈 위치에서 부러져 배터리가 더 이상 팽창하거나 폭발하는 것을 방지합니다. 따라서 이 공정에는 레이저 용접 기술에 대한 요구 사항이 매우 엄격합니다. 용접 이음매는 밀봉되어야 하며 열 입력은 용접 이음매의 손상 압력 값이 특정 범위(일반적으로 0.4~0.7MPa) 내에서 안정적으로 유지되도록 엄격하게 제어됩니다. 너무 크거나 너무 작으면 배터리 안전에 큰 영향을 미칩니다.

2. 단자용접

배터리 덮개판의 단자는 양극 단자와 음극 단자로 구분됩니다. 단자의 기능도 내부 연결과 외부 연결로 구분됩니다. 내부 연결은 배터리 탭을 단자에 용접하는 것입니다. 외부 연결은 연결 스트립을 통해 배터리 단자를 용접하여 직렬 및 병렬 회로를 형성하여 배터리 팩을 형성하는 것입니다.

배터리 단자는 일반적으로 양극에 알루미늄, 음극에 구리를 사용하며, 리벳 구조를 사용하는 것이 일반적이다. 리벳팅이 완료된 후 용접이 수행되며 일반적으로 직경 8mm의 원형입니다. 용접 시 설계 요구 사항의 인장력과 전도 특성이 충족되는 한 빔 품질이 좋고 에너지 분포가 균일한 파이버 레이저 또는 하이브리드 용접 레이저가 선호됩니다. 용접에는 파이버 레이저 또는 하이브리드 용접 레이저를 사용하십시오. 전기 단자의 알루미늄-알루미늄 구조 용접 및 구리-구리 구조 용접의 안정성을 구현하고 스패터를 감소시켜 용접 수율을 향상시킬 수 있습니다.

3. 탭 연장 용접

탭 확장 시트는 배터리 커버와 배터리 젤리롤을 연결하는 핵심 부품입니다. 또한 배터리의 과전류, 강도 및 낮은 스패터 요구 사항도 고려해야 합니다. 따라서 커버를 사용한 용접 공정에서는 용접 폭이 충분해야 하며 배터리 단락을 방지하기 위해 배터리 젤리 롤에 입자가 떨어지지 않도록 해야 합니다. 음극 소재인 구리는 반사율이 높고 흡수율이 낮아 용접 시 더 높은 에너지 밀도가 요구되는 소재입니다.

4. 캔 밀봉 용접

전원 배터리의 케이스 재질에는 알루미늄 합금과 스테인레스 스틸이 포함됩니다. 그 중 알루미늄 합금이 가장 많이 사용되며 순수 알루미늄을 사용하는 경우도 있습니다. 스테인레스강은 레이저 용접성이 가장 좋은 재료이며, 특히 304 스테인레스강은 더욱 그렇습니다. 펄스 레이저를 사용하든 연속 레이저를 사용하든 외관과 성능이 좋은 용접을 얻을 수 있습니다. 연속 레이저를 사용하여 얇은 쉘 리튬 배터리를 용접하면 효율이 5~10배 증가할 수 있으며 외관과 밀봉 특성이 더 좋습니다. 이제 더 빠른 용접 속도와 보다 균일한 외관을 추구하기 위해 대부분의 회사에서는 이전의 저속 단일 섬유 용접을 대체하기 위해 하이브리드 용접과 환형 광점을 사용하기 시작했습니다. 현재 대부분 기업의 양산라인 용접속도는 200mm/s에 도달했다. 일부 제조업체의 저속 광섬유 용접 라인의 경우 용접 비드의 안정성을 보장하기 위해 일반적인 대량 생산 속도는 70mm/s입니다.

5. 씰링 네일 용접

밀봉못(채움 구멍 캡)도 다양한 형태로 나오며, 그 모양은 일반적으로 직경 8mm, 두께 0.9mm 정도의 둥근 캡입니다. 용접의 기본 요구 사항은 내압 값이 1.1MPa에 도달하고 핀홀, 균열 또는 폭발 지점이 없어야 한다는 것입니다. 배터리 셀 용접의 마지막 공정으로 실링네일 용접의 수율이 특히 중요합니다. 씰링 못 용접 시 잔류 전해액으로 인해 폭발점, 핀홀 등의 결함이 발생합니다. 이러한 결함을 억제하는 핵심 방법은 열 입력을 줄이는 것입니다. 레이저 용접을 사용하면 안정성과 호환성이 크게 향상되어 수율이 크게 향상됩니다.

6. PACK 부스바 용접

배터리 모듈은 단일 배터리 모니터링 및 관리 장치가 설치된 리튬 이온 셀을 직렬 및 병렬로 연결한 조합으로 이해될 수 있습니다. 배터리 모듈의 구조적 설계는 배터리 팩의 성능과 안전성을 결정하는 경우가 많습니다. 그 구조는 배터리 셀을 지지하고 고정하며 보호해야 합니다. 동시에 과전류 요구 사항을 충족하는 방법, 전류 균일성, 셀 온도를 제어하는 ​​방법, 심각한 이상이 있을 경우 연쇄 반응을 피하기 위해 전원을 차단할 수 있는지 여부 등이 모두 판단 기준이 됩니다. 배터리 모듈의 품질. 구리와 알루미늄 사이의 레이저 용접은 사용 요구 사항을 충족할 수 없는 부서지기 쉬운 화합물을 형성하는 경향이 있으므로 일반적으로 초음파 용접이 사용됩니다. 또한 구리와 구리, 알루미늄 및 알루미늄은 일반적으로 레이저 용접됩니다. 동시에 구리와 알루미늄 모두 열을 매우 빠르게 전도하고 레이저 반사율이 매우 높으며 탭 확장 시트의 두께가 상대적으로 두껍기 때문에 용접을 위해서는 더 높은 출력의 레이저가 필요합니다.