動力電池模組連接片的四種焊接方法介紹
來源:尚拓激光 日期:2022/05/10
動力電池電芯單體與模組母排之間的連接方式,不僅影響動力電池的制造效率,還決定動力電池生產(chǎn)是否可以實現(xiàn)自動化,其對動力電池模組裝車以后的性能表現(xiàn)同樣有不容忽視的影響。動力電池廠家在選擇電池模組連接片焊接時有多種方式,下面跟著尚拓激光小編一起來了解一下四種常見的焊接方法。
銅連接片
鍍鎳連接片
動力電池模組連接片的焊接方法主要有:
1)電阻焊。
電阻焊是以電阻熱為能源的一類焊接方法,電阻焊利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng)將其加熱到熔化或塑性狀態(tài),同時加壓使之形成金屬結(jié)合的一種焊接的方法。
電阻焊在焊接時,不需要填充金屬,生產(chǎn)率高,焊件變形小,容易實現(xiàn)自動化。為了防止在接觸面上發(fā)生電弧并且為了鍛壓焊縫金屬,焊接過程中始終要施加壓力。
電阻焊在焊接時,被焊工件的接觸表面對于獲得穩(wěn)定的焊接質(zhì)量是頭等重要的。因此,焊前必須將電極與工件以及工件與工件間的接觸表面進行清理。
在動力電池的成組工藝中,電阻焊作為一種比較成熟的工藝,應(yīng)用于動力電池單體與母排的焊接,動力電池極耳與并聯(lián)導(dǎo)電條的連接等。由于設(shè)備簡單,成本較低,在動力電池行業(yè)發(fā)展早期,應(yīng)用比較多,近年有逐步被更先進的激光焊接和超聲波焊接替代趨勢。
2)激光焊接。
激光焊接效率高,易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。在不斷改進焊接工藝,限制成型過程中的熱影響以后,在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來越多,激光焊接配合工業(yè)機器人正在逐步成為自動化動力電池模組生產(chǎn)線的主力。
激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法,激光焊接主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,激光焊接過程屬熱傳導(dǎo)型,即激光輻射加熱工件表面,表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴散,通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù),使工件熔化,形成特定的熔池。
激光焊接可以采用連續(xù)或脈沖激光束加以實現(xiàn),激光焊接的原理可分為熱傳導(dǎo)型焊接和激光深熔焊接。
功率密度小于104~105W/cm2為熱傳導(dǎo)焊,此時熔深淺、焊接速度慢;功率密度大于105~107W/cm2時,金屬表面受熱作用下凹成“孔穴”,形成深熔焊,具有焊接速度快、深寬比大的特點。
3)高分子擴散焊。
高分子擴散焊是在真空環(huán)境下,一定溫度和壓力下將種待焊物質(zhì)的焊接表面相互接觸,通過微觀塑性變形或通過焊接面產(chǎn)生微量液相而擴大待焊表面的物理接觸,
使之距離達(1~5)×10-8cm以內(nèi)(這樣原子間的引力起作用,才可能形成金屬鍵),再經(jīng)較長時間的原子相互間的不斷擴散,相互滲透,實現(xiàn)冶金結(jié)合的一種焊接方法。
高分子擴散焊是一種特殊的焊接工藝,能使用不同強度的銅箔在特定的區(qū)域焊接在一起,這種焊接工藝不需要使用任何形式的助焊劑,可實現(xiàn)完美的分子連接性,主要原用于動力電池的軟連接。
安裝接觸面可以承受任何形式的擠壓、彎曲、或者碰撞。由于安裝接觸面是定制的,所以它可以安裝到只有2mm的空間內(nèi)。
4)超聲波焊接。
超聲波焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面,在加壓的情況下,使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。通過超聲波發(fā)生器將50/60 Hz交流電轉(zhuǎn)換成15、20、30或40 kHz 高頻電能。
被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機械運動,隨后機械運動通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部,在該區(qū)域,振動能量被通過摩擦方式轉(zhuǎn)換成熱能,將金屬熔化。
對比以上四種焊接方式,隨著激光焊接技術(shù)的成熟,越來越多動力電池廠商選擇激光焊接,激光焊接具有速度快、深度大、變形小、精度高等優(yōu)點。焊接時,工件變形小,性能變化更穩(wěn)定,焊接質(zhì)量更高。此外,激光焊接還具有焊接材料損耗少、自動化程度高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。并且激光焊接設(shè)備可以做到多變,可以結(jié)合客戶的焊接要求定制自動化激光焊接設(shè)備。
尚拓激光生產(chǎn)的鋰電池激光焊接設(shè)備主要應(yīng)用于適用于新能源電池銅鋁連接片、極耳、極柱、防爆片、匯流排連接片、電池殼體以及聚合物轉(zhuǎn)鎳,動力鋰電池PACK模組的焊接。
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