مقدمة عن طرق وعمليات لحام بطارية الليثيوم أيون

سيؤثر الاختيار المعقول لطرق وعمليات اللحام أثناء عملية تصنيع بطاريات الليثيوم الكهربائية بشكل مباشر على تكلفة البطارية وجودتها وسلامتها واتساقها.

1. مبدأ اللحام بالليزر

تستخدم آلة لحام الألياف الليزرية الاتجاهية الممتازة وكثافة الطاقة العالية لشعاع الليزر للعمل. يتم تركيز شعاع الليزر على مساحة صغيرة من خلال النظام البصري، مما يشكل مصدر حرارة عالي التركيز في المنطقة الملحومة في وقت قصير جدًا. المنطقة، بحيث يذوب الجسم المراد لحامه ويشكل نقطة لحام قوية ودرز لحام.

2. نوع اللحام بالليزر

اللحام بالتوصيل الحراري واللحام بالاختراق العميق

كثافة طاقة الليزر هي 105~106w/㎝² لتشكيل لحام التوصيل الحراري بالليزر، وكثافة طاقة الليزر هي 105~106w/ ㎝² لتشكيل لحام اختراق عميق بالليزر.

الاختراق واللحام

لحام الاختراق، لا تحتاج قطعة التوصيل إلى الثقب، والمعالجة بسيطة نسبيًا. يتطلب اللحام بالاختراق جهاز لحام ليزر أكثر قوة. عمق اختراق لحام الاختراق أقل من لحام التماس، وموثوقيته ضعيفة نسبيًا.

بالمقارنة مع لحام الاختراق، يتطلب لحام التماس قوة لحام ليزر أصغر. عمق اختراق لحام التماس أعلى من لحام الاختراق، وموثوقيته جيدة نسبيًا. ومع ذلك، فإن قطعة التوصيل تحتاج إلى التثقيب، وهو أمر صعب نسبيًا في المعالجة.

اللحام النبضي واللحام المستمر

1) اللحام بوضع النبض

يجب اختيار أشكال موجية مناسبة للحام أثناء اللحام بالليزر. تشمل الأشكال الموجية النبضية شائعة الاستخدام الموجات المربعة، وموجات الذروة، وموجات الذروة المزدوجة، وما إلى ذلك. إن انعكاس سطح سبائك الألومنيوم للضوء مرتفع جدًا. عندما يضرب شعاع الليزر عالي الكثافة سطح المادة، فإن السطح المعدني سيفقد 60%-98% من طاقة الليزر بسبب الانعكاس، وتتغير الانعكاسية مع درجة حرارة السطح. بشكل عام، عند لحام سبائك الألومنيوم، فمن الأفضل اختيار الموجات المدببة والموجات ذات الذروة المزدوجة. عرض النبض للجزء البطيء خلف هذا النوع من شكل موجة اللحام أطول، مما يمكن أن يقلل بشكل فعال من حدوث المسام والشقوق.

عينات اللحام بالليزر النبضي

نظرًا للانعكاسية العالية لسبائك الألومنيوم على الليزر، من أجل منع شعاع الليزر من التعرض عموديًا والتسبب في انعكاس رأسي وإتلاف مرآة تركيز الليزر، فإن رأس اللحام عادةً ما ينحرف بزاوية معينة أثناء عملية اللحام. يزداد قطر وصلة اللحام وقطر سطح المفصل الفعال بزيادة زاوية ميل الليزر. عندما تكون زاوية ميل الليزر 40 درجة، يتم الحصول على أكبر وصلة لحام وسطح مفصل فعال. يتناقص اختراق نقطة اللحام والاختراق الفعال مع زاوية ميل الليزر. عندما يكون أكبر من 60، ينخفض ​​اختراق اللحام الفعال إلى الصفر. لذلك، عن طريق إمالة وصلة اللحام إلى زاوية معينة، يمكن زيادة عمق اختراق اللحام وعرضه بشكل مناسب.

بالإضافة إلى ذلك، أثناء اللحام، مع وجود خط اللحام كحدود، يجب أن يتم لحام 65% من لوحة الغطاء الجزئي لبقعة اللحام بالليزر و35% من الغلاف، مما يمكن أن يقلل بشكل فعال من الانفجارات الناتجة عن مشاكل إغلاق الغطاء.

2) اللحام بالوضع المستمر

نظرًا لأن عملية تسخين اللحام بالليزر المستمر لا تشبه التبريد والتسخين المفاجئ لآلات النبض، فإن ميل الشقوق أثناء اللحام ليس واضحًا جدًا. من أجل تحسين جودة اللحام، يتم استخدام اللحام بالليزر المستمر. سطح اللحام أملس وموحد، بدون تناثر أو عيوب أو عيوب داخل اللحام. لم يتم العثور على الشقوق. في لحام سبائك الألومنيوم، تكون مزايا الليزر المستمر واضحة. بالمقارنة مع طرق اللحام التقليدية، فإن كفاءة الإنتاج عالية ولا حاجة إلى تعبئة الأسلاك. بالمقارنة مع اللحام بالليزر النبضي، فإنه يمكن أن يحل العيوب التي تحدث بعد اللحام، مثل الشقوق، والمسامية، والترشيش، وما إلى ذلك. التأكد من أن سبائك الألومنيوم لها خصائص ميكانيكية جيدة بعد اللحام؛ لن تكون هناك خدوش بعد اللحام، ويتم تقليل كمية التلميع والتلميع بعد اللحام، مما يوفر تكاليف الإنتاج. ومع ذلك، نظرًا لأن نقطة الليزر المستمر صغيرة نسبيًا، فإن دقة تجميع قطعة العمل ليست متطلبات أعلى.

3. مزايا اللحام بالليزر

• إن آلة اللحام بالليزر CNC الأوتوماتيكية مع مولد ليزر الألياف لديها طاقة مركزة، وكفاءة لحام عالية، ودقة معالجة عالية، ونسبة كبيرة من عمق اللحام إلى العرض. من السهل تركيز شعاع الليزر ومحاذاته وتوجيهه بواسطة الأجهزة البصرية. يمكن وضعها على مسافة مناسبة من قطعة الشغل ويمكن إعادة توجيهها بين التركيبات أو العوائق حول قطعة الشغل. لا يمكن استخدام طرق اللحام الأخرى بسبب قيود المساحة المذكورة أعلاه.
• مدخلات الحرارة صغيرة، والمنطقة المتضررة بالحرارة صغيرة، والضغط المتبقي وتشوه الشغل صغير؛ يمكن التحكم بدقة في طاقة اللحام، وتأثير اللحام مستقر، ومظهر اللحام جيد؛
• اللحام بدون تلامس، ونقل الألياف الضوئية، وإمكانية الوصول الجيدة، ودرجة عالية من الأتمتة. عند لحام المواد الرقيقة أو الأسلاك ذات القطر الدقيق، لا توجد مشكلة انصهار مثل اللحام بالقوس الكهربائي. نظرًا لأن الخلايا المستخدمة في بطاريات الليثيوم تتبع مبدأ كونها خفيفة الوزن، فهي عادةً ما تكون مصنوعة من الألومنيوم الأخف وتكون أرق. بشكل عام، يجب أن يكون الغلاف والغطاء والقاع أقل من 1.0 مم. المواد الأساسية الحالية للمصنعين الرئيسيين يبلغ سمكها حوالي 0.8 مم.
• يمكن أن يوفر لحامًا عالي القوة لمجموعات المواد المختلفة، خاصة عند لحام مواد النحاس ومواد الألومنيوم. وهذه أيضًا هي التقنية الوحيدة التي يمكنها لحام النيكل المطلي بالكهرباء بمواد النحاس.

4. صعوبات في عملية اللحام بالليزر

1. في الوقت الحاضر، تمثل أغلفة البطاريات المصنوعة من سبائك الألومنيوم أكثر من 90% من إجمالي طاقة بطارية الليثيوم. تكمن صعوبة اللحام في الانعكاسية العالية للغاية لسبائك الألومنيوم لليزر والحساسية العالية للمسام أثناء عملية اللحام. حتماً ستحدث بعض المشاكل والعيوب أثناء اللحام وأهمها المسام والشقوق الساخنة والانفجارات.
2. أثناء عملية اللحام بالليزر لسبائك الألومنيوم، تكون المسام عرضة للظهور. هناك نوعان رئيسيان: المسام الهيدروجينية والمسام الناتجة عن انفجار الفقاعات. ونظرًا لأن معدل تبريد اللحام بالليزر سريع جدًا، فإن مشكلة ثقوب الهيدروجين تكون أكثر خطورة، وهناك نوع إضافي من الثقوب يظهر بسبب انهيار الثقوب الصغيرة في اللحام بالليزر.
3. مشكلة التكسير الحراري. سبائك الألومنيوم هي سبيكة سهلة الانصهار نموذجية. وهو عرضة للشقوق الساخنة أثناء اللحام، بما في ذلك شقوق كريستال اللحام وشقوق التسييل HAZ. بسبب فصل المكونات في منطقة اللحام، سيحدث فصل سهل الانصهار وسيحدث ذوبان حدود الحبوب. تحت الضغط، سوف تتشكل شقوق التسييل عند حدود الحبوب، مما يقلل من أداء الوصلات الملحومة.
4. مشكلة الانفجار (المعروف أيضًا باسم البداية). هناك العديد من العوامل التي تسبب الانفجارات مثل نظافة المادة ونقاء المادة نفسها وخصائص المادة نفسها وغيرها، والعامل الحاسم هو ثبات الليزر. انتفاخات سطحية، مسام، فقاعات داخلية. السبب الرئيسي هو أن قطر قلب الألياف صغير جدًا أو أن إعداد طاقة الليزر مرتفع جدًا. ليس الأمر أنه كلما كانت جودة الشعاع أفضل، كان تأثير اللحام أفضل كما يروج بعض موردي معدات الليزر. جودة الشعاع الجيدة مناسبة للحام التراكب بعمق اختراق أكبر. العثور على معلمات العملية الصحيحة هو مفتاح حل المشكلة.

صعوبات أخرى

1. يتطلب لحام الألسنة الناعمة أدوات لحام عالية. يجب الضغط على الألسنة بقوة لضمان فجوة اللحام. يمكنها تحقيق اللحام عالي السرعة للمسارات المعقدة مثل الأشكال على شكل S والأشكال الحلزونية، مما يزيد من مساحة مفصل اللحام ويقوي قوة اللحام.
2. يتم استخدام لحام نوى البطارية الأسطوانية بشكل أساسي في لحام القطب الموجب. نظرًا لأن غلاف القطب السالب رقيق، فمن السهل جدًا اللحام من خلاله. على سبيل المثال، تستخدم بعض الشركات المصنعة حاليًا عملية خالية من اللحام للقطب السالب، بينما يتم استخدام اللحام بالليزر للقطب الموجب.
3. عندما يتم لحام مجموعة البطاريات المربعة، فإن الأعمدة أو قطع التوصيل تكون ملوثة بشكل كبير. عندما يتم لحام قطع التوصيل، تتحلل الملوثات وتشكل بسهولة نقاط انفجار وفتحات اللحام. من السهل لحام البطاريات ذات الأعمدة الرفيعة والأجزاء الهيكلية البلاستيكية أو الخزفية الموجودة تحتها. يرتدي. عندما يكون العمود صغيرًا، فمن السهل لحامه لدرجة أن البلاستيك يحترق، مما يشكل نقطة انفجار. لا تستخدم أوراق ربط متعددة الطبقات. توجد ثقوب بين الطبقات ويصعب لحامها بإحكام.
4. أهم عملية في عملية لحام البطاريات المربعة هي تغليف غطاء القشرة الذي ينقسم إلى لحام الغطاء العلوي والغطاء السفلي حسب المواضع المختلفة. نظرًا لأن البطاريات التي تنتجها صغيرة الحجم، فإن بعض الشركات المصنعة للبطاريات تستخدم عملية سحب عميقة لتصنيع غلاف البطارية، وتحتاج فقط إلى لحام الغطاء العلوي.

5. العوامل المؤثرة على جودة اللحام

يعد اللحام بالليزر حاليًا طريقة مهمة موصى بها لحام البطاريات المتطورة. اللحام بالليزر هو عملية يقوم فيها شعاع ليزر عالي الطاقة بإشعاع قطعة العمل، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة العمل بشكل حاد، مما يؤدي إلى ذوبان قطعة العمل وإعادة الاتصال لتشكيل اتصال دائم. قوة القص ومقاومة التمزق لللحام بالليزر جيدة نسبيًا. تعد الموصلية والقوة وضيق الهواء والتعب المعدني ومقاومة التآكل لحام البطارية من معايير تقييم جودة اللحام النموذجية.

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على جودة اللحام بالليزر. بعضها متقلب للغاية ويعاني من قدر كبير من عدم الاستقرار. كيفية ضبط هذه المعلمات والتحكم فيها بشكل صحيح بحيث يتم التحكم فيها ضمن نطاق مناسب أثناء اللحام بالليزر عالي السرعة والمستمر لضمان جودة اللحام. تعد موثوقية واستقرار تشكيل التماس اللحام من القضايا المهمة المتعلقة بالتطبيق العملي لتكنولوجيا اللحام بالليزر وتصنيعها. تنقسم العوامل المهمة التي تؤثر على جودة اللحام بالليزر إلى ثلاثة جوانب: معدات اللحام وحالة قطعة العمل ومعلمات العملية.

Acey new Energy هي مورد محترف متخصص في آلة تجميع حزمة بطارية الليثيوم، مثل آلة تصنيف سعة البطارية، آلة لصق ورق عزل البطارية، آلة فرز البطارية، اختبار BMS، آلة لحام نقطي البطارية، آلة لحام الليزر، آلة ربط الأسلاك بالموجات فوق الصوتية ، البطارية جهاز اختبار شامل، جهاز اختبار تقادم شحن وتفريغ حزمة البطارية، وما إلى ذلك، ونحن نقدم حلاً شاملاً لخط تجميع حزمة البطارية. إذا كان أي مهتم، فلا تتردد في الاتصال بنا.