Сварочные литиевые аккумуляторы

Литиевые аккумуляторы быстро становятся нормой среди аккумуляторов. Литиевые батареи названы так из-за литиевого анода, используемого в конструкции этих элементов. Литиевые батареи отличаются от других элементов несколькими способами. Во-первых, литиевые элементы имеют высокую плотность разряда и способны очень эффективно заряжаться и разряжаться. Литиевые элементы обычно используются в портативной электронике, радиоуправляемых хобби и электромобилях. Существует 4 основных типа литиевых батарей. Призматические, мешочные, цилиндрические и кнопочные ячейки. Каждая из этих ячеек совместима со сваркой. Ниже мы обсудим каждую из них и сварочные применения каждой из этих ячеек.

Призматические литиевые элементы

Призматические литиевые элементы являются одним из наиболее распространенных типов элементов литиевых батарей. Они обычно используются в сотовых телефонах, планшетах, фотоаппаратах и ​​электромобилях. Призматическая ячейка состоит из анода, катода, сепаратора и электролита, заключенных в металлический контейнер. Каждая призматическая ячейка изготавливается по индивидуальному заказу для каждого приложения, и практически нет перехода от ячейки к ячейке. Призматические элементы, как правило, более безопасны, чем большинство литиевых элементов, и обеспечивают дополнительный уровень защиты, поскольку они запечатаны в металлический корпус.

Сварка призматических ячеек

Существует множество способов сварки призматических ячеек.

• Сварка лепестков и нескольких слоев токосъемников
• Сварка нескольких слоев фольги
• Сварка лепестков вместе для создания сборок аккумуляторов
• герметизация корпусов и крышек.
• Соединение ячеек
• Соединение модулей

Литиевые ячейки

Литиевые ячейки состоят из уложенных друг на друга слоев анодов, сепараторов и катодов, зажатых между слоями ламинированной пленки. Эти ячейки мешочка могут быть созданы в нестандартных размерах и формах. Каждая ячейка Pouch обеспечивает 3-4 вольта. Затем ячейки мешочка соединяются последовательно и параллельно для получения желаемого напряжения и емкости. В конфигурации с ячейками пакета буква S в номере указывает, сколько ячеек находится в серии, а буква P указывает, сколько пакетов в сборе. Например, если у вас есть пакет 4s4p, это будет всего 16 ячеек. 4 пачки по 4 ячейки.

Сварка литиевых ячеек

Литиевые ячейки могут быть сварены несколькими способами, как в процессе создания, так и в процессе сборки.

Applications:

• Hermetic sealing of custom Pouches
• Welding Layers to Lead tabs
• Creating Lead tabs
• Cell to Cell Connections
• Module to module Connections

Lithium Cylindrical Cells

Cylindrical Cells становятся все более и более распространенными, поскольку в различных отраслях промышленности требуются высокие скорости разряда, которые обеспечивают литиевые элементы. Цилиндрические элементы состоят из анода, катода и сепаратора, свёрнутых и запаянных в корпус батареи с электролитом. Эти цилиндрические клетки бывают разных размеров. Система счисления, используемая для классификации батареи, также является размером ячейки. Например, ячейка 18650 имеет размеры 18 мм х 65 мм. Ячейка 26650 имеет размеры 26 мм x 65 мм. Цилиндрические элементы имеют более высокий уровень безопасности, поскольку они обычно имеют положительную и отрицательную клеммы на одной стороне. Сторона банки обычно представляет собой отрицательную клемму, а выступающая часть — положительную, их можно легко закоротить, если упаковка повреждена или удалена.

Сварка цилиндрических литиевых элементов

Компания Sunstone Welders понимает, что будущее аккумуляторов — как в литиевых элементах, так и в высоковольтных аккумуляторных батареях большой емкости. Мы считаем, что лучший способ улучшить аккумуляторные батареи — использовать пластины Cooper вместо традиционного никеля. Медные выступы батареи обеспечивают лучшую производительность батареи, а также более длительный срок службы батареи. Компания Sunstone Welders впервые применила сварочную систему Sunstone Omega PA250i для сварки медных выводов аккумуляторных батарей. Эта система представляет собой экономичную и надежную систему для сварки литиевых цилиндрических элементов.

Рекомендации клиентов с использованием медных вкладок

Литиевые кнопки или монетные элементы

Последний тип литиевых элементов — это литиевые кнопки или монетные элементы. Используется в небольшой электронике, часах, калькуляторах, медицинских устройствах и везде, где требуется небольшая батарея. Кнопочные элементы поставляются как с щелочными, так и с литиевыми батареями.

Сварка литиевых элементов типа «таблетка» или «таблетка»

Литиевый элемент типа «таблетка» или «таблетка» Можно сваривать с использованием традиционной технологии аккумуляторной сварки. Вкладка используется либо для соединения нескольких ячеек, либо для расширения соединения кнопки или монеты. Магнитный провод можно прикрепить к ячейке для создания электрического соединения или для мониторинга.

Вопросы? Обратная связь? на базе программного обеспечения для онлайн-чата Olark

Предметы: 1–2 из 2

Показать: 12

• 12
• 24
• 48
• 96
• 192
• 384
• 768

• Нет в наличии

  Добавить к сравнению

• Нет в наличии

  Добавить к сравнению

Сварка аккумуляторов | ЭБ Индастриз

Современные аккумуляторные системы требуют инновационных сварочных решений. Мы сотрудничаем с нашими покупателями аккумуляторов, чтобы решить их проблемы и помочь им в достижении целей разработки и производства.

Проблемы сварки аккумуляторов

Производство аккумуляторов растет экспоненциально благодаря технологическим достижениям во многих отраслях. Однако наблюдается не только повышенный спрос на предложение. Отрасли промышленности требуют высокой производительности и эффективности аккумуляторных блоков, которые становятся все более компактными, в конфигурациях, которые сложно спроектировать и изготовить. Надежность и безопасность также являются ключевыми факторами при разработке современных аккумуляторов. Для производителей и их поставщиков также существует необходимость соблюдения графиков разработки и производства, а также предоставления экономически эффективного и качественного продукта.

Несмотря на то, что в настоящее время на долю электромобилей приходится всего 3,9% всех продаж автомобилей, отраслевые эксперты ожидают, что электромобили будут доминировать в следующем поколении. С быстрым распространением электрических и гибридных автомобилей произошли соответствующие улучшения в конструкции аккумуляторов, и технология сварки становится все более важной для разработки аккумуляторов, которые успешно уравновешивают требования к пространству, теплу, мощности и безопасности.

Спрос на современные батареи распространяется и на другие отрасли, такие как аэрокосмическая и оборонная промышленность, где такие проекты, как системы питания дронов и оружия, носимые энергоблоки и т. д., нуждаются в узкоспециализированных батареях и массивах конденсаторов. Возобновляемые источники энергии также требуют систем накопления энергии, построенных на батареях, опять же с требованиями к производительности и безопасности, а также с конфигурациями, адаптированными к специфике приложения.

Независимо от емкости или области применения все батареи требуют надежных электрических соединений и соответствующих корпусов/упаковки. Сварка и, возможно, что более важно, технология сварки, имеют важное значение.

Проявление аккумуляторных сварных швов

Свариваемость материалов

Аккумуляторы часто соединяют металлы, которые трудно сварить. Медь, алюминий и никель обычно используются в конструкции аккумуляторов, и, хотя сварка материала сама по себе проста, сварка разнородных комбинаций, таких как медь с никелем, может быть проблематичной.

Медь

Прекрасный электрический проводник, медь часто находится в центре многих конструкций батарей, используемых в клеммах и/или шинах. Высокая теплопроводность меди и низкая температура плавления делают ее очень поддающейся сварке, но если соединение выполняется с металлом с очень разными проводящими и термическими свойствами, например с никелем, для получения качественных сварных швов требуется тщательное проектирование соединения. Конструкция соединения может потребовать теплоотвода или доступа луча к зоне сварки под неортодоксальным углом или даже специальной сварочной головки, чтобы предотвратить «выдувание» медного компонента сварного шва. Существуют также плакированные или легированные медные материалы, которые могут быть экономически выгодными в применении и во многих случаях их легче сваривать.

Алюминий

Алюминий — еще один предпочтительный материал для использования в батареях из-за его низкой стоимости, легкого веса и хорошей проводимости. Однако не все типы алюминия обладают одинаковой свариваемостью. Некоторые алюминиевые серии и сплавы имеют склонность к горячему растрескиванию и очень трудно соединяются. Используемый процесс, электронно-лучевой или лазерный, может стать критическим, и некоторые серии алюминия, такие как 5000-е, всегда дают незначительные результаты. При использовании в производстве аккумуляторов марка алюминия должна быть тщательно отобрана и тщательно проверена, а сварка должна выполняться квалифицированным поставщиком с соответствующим опытом.

Никель

Прочный материал с превосходной коррозионной стойкостью и хорошими электрическими свойствами, никель используется в клеммах аккумуляторов и межсоединениях. Никель прочнее меди и алюминия, а также легче сваривается. Обычно проблема заключается в соединении никеля с медью или алюминием, которые имеют гораздо более низкую температуру плавления. Эти типы соединений должны быть тщательно спроектированы и выполнены с тестированием для обеспечения качества. Как упоминалось выше, существуют плакированные материалы, а также специальные сплавы, которые могут сделать выполнение некоторых из этих сложных комбинаций сварных швов осуществимым и экономически выгодным.

Проблемой всех упомянутых выше материалов является отражательная способность, особенно при лазерной сварке. Когда лазерный луч попадает на материал, часть энергии поглощается, а часть отражается. Медь, никель и алюминий обладают высокой отражательной способностью и требуют более высокой плотности мощности для создания необходимого уплотнения между компонентами. Здесь также играет роль тип сварочного процесса, а также тип и цвет лазера.

Компания EB Industries обладает многолетним опытом сварки металлов, используемых в производстве аккумуляторов. Мы работали с чистым металлом, сплавами и плакированными материалами и успешно соединили некоторые из самых сложных для сварки комбинаций металлов, используя запатентованные процессы и технологии для минимизации подвода тепла, необходимого для получения приемлемого сварного шва.

Лазерная сварка никеля с медью

Выбор процесса сварки аккумулятора

Сварка плавлением с использованием электронных лучей или лазеров — это лучший способ сварки компонентов аккумулятора. Как электронно-лучевая, так и лазерная сварка имеют высокую плотность мощности, высочайшую точность и подходят для автоматизированных сварочных процессов и небольших миниатюрных сварочных работ. Оба процесса делают сварные швы механически прочными и обладают высокой допустимой нагрузкой по току.

Специфика используемого процесса зависит от требований и стандартов, конфигурации задействованных сварных швов, соединяемых материалов и т. д. Как лазерная, так и электронно-лучевая сварка могут быть экономически эффективными, в зависимости от параметров проекта.

Резка и сварка шинных шин

Как правило, шины представляют собой плоские полосы, сплошные металлические стержни или, в некоторых случаях, полые трубы. Однако конфигурации батарейных массивов становятся все более компактными, а конструкции постоянно развиваются. Установки в электромобилях, дронах и устройствах все меньшего размера побудили инженеров разрабатывать аккумуляторные системы со сложными форм-факторами. Чтобы соответствовать требованиям конструкции, шины необходимо сгибать, резать и сваривать в трех измерениях. Чтобы выполнить эти требования, проектировщики ищут поставщиков сварочных материалов, которые могут удовлетворить потребности в форме, предоставить масштабируемое решение и провести испытания для обеспечения безопасности и надежности.

Современные конструкции шин также требуют сварки различных материалов, часто с диаметрально противоположными тепловыми и электрическими свойствами. Это требует балансировки теплопередачи, тепло- и электропроводности, механической прочности и температуры плавления при разработке сварного шва, а затем разработки полного процесса для получения качественных сварных швов с высокой производительностью и рентабельным способом.

Шина, сваренная лазером

Разрывные мембраны

Разрывные мембраны, также известные как предохранительные мембраны давления, разрывные мембраны или разрывные диафрагмы, являются основным элементом безопасности многих батарей.

В основном, разрывная мембрана представляет собой компонент корпуса батареи, который предназначен для механического отказа, если давление в отдельной ячейке батареи достигает небезопасного уровня. «Взрыв» и последующий сброс давления предотвращает безудержный выход из строя всей батареи или массива, что может привести к катастрофическим последствиям.

Разрывные мембраны все чаще используются в миниатюрных батареях, поэтому соединение разрывных мембран с остальной частью корпуса элемента требует высокой точности с воспроизводимой точностью. Процессы сварки плавлением, такие как электронно-лучевая и лазерная сварка, хорошо подходят для таких применений. В обоих процессах луч может обеспечить превосходную плотность мощности при любом размере и геометрии. Кроме того, полностью автоматизированные сварочные системы обеспечивают необходимую точность при сохранении высокой производительности.

Герметизация корпуса батареи

Создание прочного, герметичного и надежного контейнера для батарей привело к использованию технологий из других областей. Лазерная герметичная герметизация, десятилетиями используемая в аэрокосмической и оборонной промышленности, обеспечивает надежную и относительно простую безопасную упаковку, в которой нуждаются эти компоненты. По мере того, как геометрия становится меньше и сложнее, технология Laser Hermetic Sealing доказала свою гибкость и прочность, а также снижение веса, что делает ее эффективной для компактных конструкций.

Массивы конденсаторов

Массивы ультраконденсаторов аналогичны батареям, основное отличие заключается в механизме накопления энергии. Батареи накапливают энергию посредством химических реакций, а ультраконденсаторы используют электрические поля — емкость. Ультраконденсаторы имеют некоторые преимущества перед батареями: более быстрые циклы разрядки и перезарядки, более длительный срок службы и постоянная мощность на протяжении всего срока службы. Для сварки массивов ультраконденсаторов могут потребоваться специальные схемы заземления для обеспечения качества сварных швов и безопасности оператора.

Наши клиенты рассказывают нашу историю

Их технические навыки — это то, что отличает их от других. С ними легко работать, и у них хорошая техническая команда.

NP

Технический директор крупного производителя аэрокосмической/оборонной продукции

Их главная сила — это приверженность делу доставки. Они всегда соответствуют нашим требованиям доставки. Мы использовали нескольких поставщиков, но мы постоянно используем этого, потому что они постоянно соблюдают сроки своих обязательств, что имеет решающее значение как для нас, так и для наших клиентов.

Боб

Директор по производству и контролю качества производителя микроволновых и радиочастотных устройств

Мы очень довольны качеством работы. Они действительно знают, что делают.

Рената

Агент по закупкам в цехе точной обработки для OEM-производителей аэрокосмической и медицинской техники.

Хорошие коммуникаторы, очень надежные, доставка своевременная. Они редко пропускают дату, на которую согласились.

Марианна

Агент по закупкам на заводе-изготовителе деталей, используемых OEM-производителями аэрокосмической отрасли

Они всегда доступны, когда нам нужна сварка. Их объекты могут удовлетворить наши потребности, и это уникально для них.

Фрэнк

Агент по закупкам в компании Aerojet Rocketdyne

Люди, которые там работают, исключительны. Они делают вещи для нас своевременно.

Майк

Старший закупщик производителя аэрокосмических компонентов

Наши заказчики аккумуляторной сварки

U.S. Аппарат для точечной сварки с твердой батареей — Аппарат для точечной сварки с накопителем энергии мощностью 11,6 кВт для блока литиевых аккумуляторов 18650, 14500 Building

Описание продукта

Недавно разработанный в США аппарат для точечной сварки на твердом аккумуляторе оснащен двумя суперконденсаторами для накопления энергии и источником питания для импульсной сварки. По сравнению с традиционным аппаратом для точечной сварки на переменном токе, он не мешает работе электрической цепи, что означает отсутствие проблем с отключением. Импульсная технология сверхмощного накопления энергии в сочетании с максимальной мощностью сварки 11,6 кВт обеспечивает надежный сварочный эффект.

Небольшой размер и малый вес сварочного аппарата делают его более портативным по сравнению с громоздким традиционным аппаратом для точечной сварки. Корпус из алюминиевого сплава также обеспечивает более мощную и надежную машину.

Оснащенный ручкой для точечной сварки раздельного типа на 70 А и режимом автоматической сварки «AT», этот аппарат позволяет вам работать легко и эффективно. Технология низкого энергопотребления позволяет эффективно использовать машину в течение 12 часов без проблем с нагревом.

Импульсная мощность сварки отображается на светодиодном экране и регулируется двумя регулировочными кнопками (диапазон 0-99). Никелированный 0,3 мм и чистый никель 0,25 мм можно легко сваривать с максимальной энергией 60 Дж.

Параметры продукта:

Упаковочный лист:

• Основная машина x 1
• Адаптер питания x 1
• 70A Сварочная ручка раздельного типа x 1
• Головка для стыковой сварки квадратной формы для 70A x 1
• Замена сварочных штифтов для 70A x 1 пара
• Маленький гаечный ключ x 1
• Зажим для шестиэлементной батареи x 1
• Никелевые полоски x 100 шт.

Сравнительная таблица:

Руководство по инструкции

Пользовательский поле

Google Product Category. продуктов PST)

Ник Флаэрти объясняет преимущества и недостатки различных методов сварки для соединения элементов в аккумуляторные блоки.

Сеанс соединения

Аккумуляторная батарея в электромобиле состоит из большого количества отдельных аккумуляторных элементов, которые механически удерживаются вместе и соединяются электрически. Выполнение этих механических и электрических соединений сопряжено с рядом проблем, включая соединение нескольких тонких материалов с высокой проводимостью различной толщины и потенциальное повреждение в результате теплового или механического удара.

Эти факторы определяют ряд методов изготовления аккумуляторных батарей, от резистивной и ультразвуковой сварки до микродуговых сварщиков, мощных лазеров и даже сильных магнитных полей.

Выбор также зависит от типа ячейки, будь то цилиндрическая, пакетная или призматическая. Различные типы ячеек имеют разные механические требования, но все они должны быть защищены от высоких температур в процессе строительства.

Электрические проблемы

Основной целью электрических соединений является создание соединения с низким электрическим сопротивлением для уменьшения потерь энергии из-за сопротивления и теплового нагрева и, таким образом, поддержания эффективности батареи. Это также помогает поддерживать как можно более низкую температуру батареи во время работы.

Высокотемпературный процесс, такой как резистивная сварка, может подвергнуть ячейку воздействию тепла, достаточного для расплавления или нарушения предохранительного клапана, нарушения уплотнений или вызвать внутреннее короткое замыкание в ячейке. Это также может создать дополнительную усталость в ячейке, что ставит под угрозу надежность в долгосрочной перспективе.

Проблемы с материалами

В аккумуляторном блоке должны использоваться разные материалы, и это создает проблемы при соединении разнородных материалов. Он может создавать хрупкие интерметаллические слои с более высоким электрическим сопротивлением и хрупкостью по сравнению с исходными материалами. Поверхности с высокой отражающей способностью могут быть проблемой для таких процессов, как лазерная сварка, в то время как поверхностные покрытия или оксидные слои могут быть проблемой для резистивной или ультразвуковой сварки.

Прочность соединения, конечно же, жизненно важна, и для создания более прочного соединения требуется больше времени с помощью многих методов. Однако соединение должно быть создано с минимальной вибрацией, которая может быть передана клеткам, что является ключевой задачей для ультразвуковых систем.

Ультразвуковая сварка

Тем не менее, ультразвуковая сварка металлов является одним из наиболее часто используемых методов. Он использовался для различных электромобилей, включая Nissan Leaf и Chevrolet-Volt, Spark и Bolt от GM, говорит Абхишек Дас, старший научный сотрудник Warwick Manufacturing Group (WMG) Университета Уорика в Великобритании.

В этом методе используется высокочастотная ультразвуковая вибрация, обычно от 20 до 60 кГц, для соединения материалов подложки путем создания твердотельных связей при зажиме. Высокочастотные вибрации создают прогрессивный сдвиг и пластическую деформацию между металлическими поверхностями, создавая атомную связь.

Однако зажим требует доступа с обеих сторон соединения, с сонотродом, который создает ультразвуковые колебания, с одной стороны, пропуская ультразвуковую энергию через соединение.

Ультразвуковая сварка может использоваться для нескольких тонких фольг, разнородных материалов или материалов с высокой проводимостью, таких как алюминий или медь, особенно для ячеек мешков. Однако он может не подходить для соединений клеммы с шиной цилиндрических или призматических ячеек, так как вибрация под давлением может привести к повреждению.

Ультразвуковая сварка чаще всего используется для соединения проводов со склеиваемыми поверхностями, изготовленными из электролитического никеля, алюминия и ENIG или ENEPIG (иммерсионное золото, полученное химическим никелем, и иммерсионное золото, полученное методом химического восстановления из никеля и палладия). Например, в аккумуляторной батарее автомобиля Tesla каждая ячейка имеет два провода, которые действуют как предохранители (по одному для анода и катода) и соединяются с помощью ультразвукового клинового соединения.

Для призматических применений проводное соединение является распространенным методом подключения для сигнала измерения напряжения. Обычно это от шины к печатной плате. Металлизация шин обычно выполнена из алюминия марки 3003, а для печатных плат используется ENIG или ENEPIG.

Алюминий для коллекторных пластин и шин обычно имеет качество серии 3000. Для цилиндрических элементов, таких как 18650 или 21700, склеиваемая поверхность обычно представляет собой электролитический никель.

Круглая проволока обычно используется для цилиндрических элементов, но для призматических элементов ленточное соединение может быть более выгодным, говорит Дирк Зипе, руководитель отдела технологии производства ультразвукового оборудования Hesse Mechatronics. Склеивание алюминиевой лентой является более надежным процессом не только с точки зрения допустимого тока, но и с точки зрения механической стабильности и теплопроводности.

Алюминиевая лента является гораздо более прочным методом соединения при соединении призматической ячейки с шиной. Если к сборной шине необходимо подключить алюминиевый язычок, устройство для соединения проводов можно использовать в качестве ультразвукового соединительного устройства, в котором нет проволоки или ленты под инструментом для соединения — оно соединяет два металла вместе с помощью ультразвука.

После завершения проволочных соединений они подвергаются различным испытаниям. Наиболее распространенные из них, испытание на растяжение и испытание на сдвиг, являются разрушительными.

Для испытания на растяжение крюк помещают посередине между двумя соединениями и тянут до тех пор, пока проволока не порвется. Оптимальный сценарий – обрыв провода в середине пролета. Вторым лучшим сценарием является разрыв провода на любой связи. Нежелателен подъем, при котором вся соединительная проволока отрывается от поверхности.

Основными причинами проведения разрушающего испытания на растяжение являются проверка адгезии, прочности пятки, высоты петли, правильного диаметра проволоки и обнаружения загрязнения. Для испытаний на сдвиг связи это испытание предназначено для проволоки диаметром более 100 микрон.

Основная концепция заключается в том, что срезной инструмент проталкивает соединение сбоку, пока не удалит его с поверхности. Сила оценивается, как и остаток. Общее эмпирическое правило заключается в том, что минимальная сила сдвига соединения равна пределу прочности проволоки на растяжение и составляет не менее 25% остатка, но предпочтительно более 50%.

Основной целью испытания на сдвиг является измерение сцепления проволоки с поверхностью. Другие элементы, для которых полезно испытание на сдвиг склеивания, — это обнаружение загрязнения и образования кратеров.

Компания Hesse запатентовала систему контроля качества для ультразвуковых сварочных аппаратов, которая называется Process Integrated Quality Control, говорит Зипе. При этом рассчитывается индекс качества для каждого соединения на основе сигналов обратной связи в реальном времени о механических колебаниях инструмента для соединения, трении на поверхности соединения, токе преобразователя, ультразвуковой частоте и деформации соединения.

Если соединение не соответствует или превышает пороговое значение качества, можно настроить устройство для сварки проволоки на проведение неразрушающего испытания на растяжение этого конкретного соединения, остановить машину или пометить эту деталь для дальнейшей оценки.

Точечная сварка сопротивлением

Точечная сварка сопротивлением (RSW) использует электрическое сопротивление на сопрягаемых поверхностях при прохождении через них сильного тока для локального нагрева и плавления материалов под давлением. Его можно использовать для соединения различных материалов с выступами толщиной до 0,4 мм, включая сталь, никель, медь и алюминий. Совместное использование алюминия и меди может быть затруднено из-за их высокой электро- и теплопроводности и оксидного слоя на поверхности алюминия.

Вариант, называемый рельефной сваркой, использует выступы на выступах, которые действуют как концентраторы энергии для сварки, а также значительно увеличивают срок службы электрода, поскольку вместо куполообразного электрода RSW можно использовать плоский конец.

Несмотря на простую автоматизацию и хороший контроль качества, RSW сталкивается с проблемами, связанными с различными температурами плавления материалов и выделением тепла, особенно с материалами с высокой проводимостью.

Процесс сборки цилиндрических элементов требует методов соединения на двух уровнях: соединение электродной фольги с язычком и приварка выводов от язычка к корпусу.

Наряду с ультразвуковыми методами для обоих этих способов обычно используется контактная сварка, хотя лазерная сварка становится все более популярной для соединений фольги с язычком. Сварка клемм может быть менее распространена, если линия обзора закрыта из-за конструкции упаковки.

Внешние токосъемники добавляются для соединения цилиндрических элементов с пакетом, и они могут уменьшить площадь контакта, что приводит к более концентрированному выделению тепла и позволяет выполнять более быструю сварку при более низком токе по сравнению с точечной сваркой.

Более стабильные высокочастотные источники питания с более точным управлением позволяют использовать сварку вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), также известную как microTIG, в качестве еще одного варианта. Более стабильная дуга в системах micro-TIG позволяет выполнять более тонкую импульсную дуговую сварку для соединения меди с медью.

Ячейки-мешочки

В ячейках-мешочках внутренний блок электродов заключен в упаковку из мягкого пластика и алюминиевого ламината. Токосъемники приварены внутри к клеммным выступам, выступающим через уплотнения, что обеспечивает внешнее подключение. Использование металлопластиковых ламинатов для упаковки ячеек уменьшает количество упаковки, но требует более сложной модульной структуры для ограничения ячеек.

При изготовлении карманных элементов токосъемники электродов соединяются с выводами положительной и отрицательной клемм и с корпусом. Сварные швы между электродом и выводом обычно выполняются с использованием ультразвуковой технологии из-за необходимости создания соединения через стопку фольги, и RSW не подходит, поскольку электроды RSW склонны захватывать высокопроводящие материалы клемм / электродов и выводов ячейки, говорит Дас на WMG.

Тем не менее, технология лазерной сварки может использоваться для ячеек мешков, если фольга находится в тесном контакте и используется импульсный лазер, чтобы избежать перегрева. В случае герметизации корпусов ячеек обычно используется компактный термосварщик для герметизации алюминиево-полимерных ламинированных пленок.

На уровне упаковки модульные конструкции обычно располагают положительные и отрицательные клеммы либо на противоположных концах, либо на одном конце ячейки в соответствии с требованиями последовательного или параллельного соединения. Это означает, что ячейки соединяются либо соединениями «вывод-вывод», либо «вывод-шина», что подходит для ультразвуковой сварки. Здесь также можно использовать рельефную сварку RSW или импульсную дуговую сварку micro-TIG.

Именно в этой области можно использовать магнитную сварку или электромагнитную импульсную сварку для соединения язычка с язычком или язычка с шиной без нагревания или вибрации.

Призматические элементы

Все больше производителей аккумуляторных батарей стремятся использовать призматические элементы, которые имеют более сложную структуру, чем пакетные элементы, и больше, чем цилиндрические элементы. Металлический корпус ячейки обеспечивает стабильность конструкции, механическую прочность и влагозащиту.

Кроме того, он позволяет использовать функции безопасности, такие как вентиляционные отверстия для сброса давления, которые невозможны в ячейках мешка. В некоторых случаях призматические элементы могут обеспечить более эффективную упаковку, чем цилиндрические элементы

Соединения для призматических элементов аналогичны цилиндрическим элементам — между выводами токосъемника и электродной фольгой с помощью ультразвуковой сварки, выводом коллектора и клеммой аккумулятора с помощью RSW, а корпус — с помощью RSW или лазерной сварки.

Соединение модулей и пакетов осуществляется в основном с помощью механических гаек и болтов или клипс. Их можно легко разобрать, и они имеют более высокую прочность соединения по сравнению с другими методами соединения, но могут возникнуть проблемы с высоким контактным сопротивлением и максимальным крутящим моментом на гайках и болтах, чтобы избежать внутренних повреждений.

В некоторых случаях лазерная сварка также использовалась для соединения клемм ячеек с шинами. Для призматических элементов могут быть применимы ультразвуковая клиновидная сварка и микро-TIG между клеммой и шиной.

Однако, возможно, придется изменить конструкцию призматического блока, если будет выбрано ультразвуковое соединение, так как клеммы ячейки не соединены напрямую с шинами.

Точечная сварка полос и лепестков на батареях для соединения батарей и создания более крупных батарейных блоков является обычной производственной технологией. Как правило, соединения аккумуляторов изготавливаются из никелевых полос, часто с разрезами и выступами, которые затем свариваются контактной сваркой с использованием методов сварки с параллельным зазором или ступенчатой ​​сварки.

Для получения наилучших и воспроизводимых результатов такие методы зависят от качества сварочных головок, электродов и источника питания.

Производители аккумуляторных батарей ищут способы подключения более проводящих межсоединений, таких как алюминий и медь, пытаясь снизить затраты за счет упрощения конструкции межсоединений. Такие требования означают, что сварку сопротивлением нельзя использовать, так как соединение просто слишком проводящее.

TIG

Сварка Micro-TIG — это высокоэффективный бесконтактный метод локального выделения тепла. Как и при сварке сопротивлением, контролируемый и, следовательно, легко контролируемый ток пропускается через свариваемые элементы.

В отличие от сварки сопротивлением, выделяемое тепло возникает из-за сопротивления электрической дуги и связанного с ней тока и, следовательно, не зависит от проводимости продукта и более локализовано. Таким образом, это обеспечивает строго контролируемый метод создания локальных температур сварки, подходящих для соединения материалов толщиной до 0,5 мм с токопроводящими аккумуляторными батареями.

Процесс сварки аккумуляторов TIG был протестирован и проверен на ряде конструкций аккумуляторных блоков с использованием пластин из никеля, алюминия и меди. Высокая степень контроля, обеспечиваемая источником питания, позволяет оптимизировать размеры получаемых точечных сварных швов, сводя при этом к минимуму проникновение тепла в аккумуляторную батарею.

Прецизионная микросварка TIG требует подачи регулируемого тока в электрическую дугу. Эффект нагрева прямо пропорционален току и сопротивлению дуги, которое в свою очередь зависит от дугового промежутка. При фиксированном зазоре сопротивление дуги создает на нем напряжение за счет сварочного тока. Затем это можно использовать в качестве переменной мониторинга процесса.

Компания MacGregor Welding Systems, например, предлагает ряд сварочных аппаратов для микро-TIG с регулируемым током с замкнутым контуром, которые подходят для сварки токопроводящих материалов с аккумуляторными блоками.

В сочетании со специальными горелками для сварки TIG с электрическими обратными контактами и защитой от дуги эти устройства легко настраиваются для ручной сборки или многоточечной сборки больших объемов с автоматическим поэтапным позиционированием горелки.

Сварка аккумуляторных батарей с медными пластинами

Например, 250i2 EV от Sunstone представляет собой сварочный аппарат для аккумуляторных батарей с медными пластинами и моторизованной сварочной головкой. Это позволяет выполнять соединения без пайки, когда металлы сплавляются друг с другом в месте сварки для обеспечения непрерывного соединения и отсутствия падения напряжения.

В процессе сварки поверхностные загрязняющие вещества выгорают, что позволяет получить прочные и чистые сварные швы, а зона термического влияния очень мала и локализована, чтобы предотвратить разрушение аккумулятора.

Для никелевых язычков используется аппарат для точечной сварки Sunstone CD400DP в сочетании с головкой для параллельной сварки Wh3125. Первый импульс нагревает поверхность сварного шва, удаляя загрязнения и фиксируя кончики сварочных электродов. Затем второй импульс выполняет сильную точечную сварку. Этот процесс разработан специально для точечной сварки батарейных блоков.

Аппараты для точечной сварки обеспечивают возможность точной настройки энергии для приваривания никелевых выводов к батареям, а также обеспечивают достаточную мощность для приваривания более толстых выводов. Wh3125 обеспечивает точную регулировку давления сварки от 3 до 15 фунтов. Давление каждого электрода можно регулировать индивидуально.

Лазерная сварка

Лазерные процессы могут быть адаптированы к большинству задач соединения ячеек, модулей или пакетов. Лазерная сварка используется для соединения одинаковых или разных материалов без необходимости использования присадочного материала, например, алюминия с алюминием для герметизации призматических ячеек или меди с алюминием для соединения выступов ячеек с клеммой упаковки. Дополнительный наполнитель может быть полезен при создании каркасов батарей.

Серьезной проблемой для литий-ионных аккумуляторов для электромобилей является сложность их производства. Это не отдельная батарея, а набор отдельных элементов, которые электрически и конструктивно соединены с рядом различных металлов. Это влияет на методы строительства, которые можно использовать.

Высокоточные лазерные обрабатывающие головки могут ускорить процесс резки, сварки и пайки для ряда операций с минимальным механическим или термическим воздействием на материал или ячейки. Сварка аккумуляторов с помощью лазера выполняется намного быстрее, чем с помощью обычных сварочных инструментов, таких как контактная точечная сварка или ультразвуковая сварка.

Этот процесс является бесконтактным и, в отличие от контактной точечной сварки, требует доступа только к одной стороне детали, что обеспечивает большую гибкость, меньшую стоимость и более простые и быстрые методы зажима деталей.

Основным преимуществом лазерной сварки является то, что распределением температуры процесса на заготовке можно очень точно управлять с помощью профилей мощности лазера и интенсивности луча, что позволяет сваривать листы различной толщины и материалов, в том числе разнородных материалов.

Лазерные головки имеют ряд лазеров в зависимости от применения, и ключ заключается в оптике и системе управления для сварочной головки, чтобы выдерживать нагревательный эффект мощных лазеров.

Удаленная обрабатывающая головка HIGHmotion 2D от II-VI, например, имеет номинальную мощность 6 кВт для непрерывного лазера для сварки алюминия с алюминием и алюминия с медью, где обратные отражения, которые являются обычное явление при сварке материалов с высокой отражающей способностью может быть проблемой.

В результате головка может использоваться для резки анодной или катодной фольги и герметизации призматической или цилиндрической ячейки с помощью отслеживания швов или распознавания изображений. Его также можно использовать для приваривания фольги к клеммам к шинам, шин к шинам и крышки к аккумулятору.

В системе используется отражающая оптика на основе сульфида цинка и плавленого кварца для сварки и резки. Сульфид цинка обладает высокой теплопроводностью для уменьшения смещения теплового фокуса и относительно высоким показателем преломления, что снижает количество необходимой оптики.

Магнитная сварка

Новый подход — магнитная сварка. При этом используется магнитная сила больших электрических катушек, разряжающих очень большой ток за очень короткое время, для создания магнитного поля. Конденсаторы, управляющие катушками, заряжаются до 16-25 кВ и разряжаются за 25 мкс на сварочные инструменты, создавая мощность в несколько гигаватт для деформации и сварки металлов.

Эта сварка холодным прессованием отличается от термической сварки тем, что не индуцируется тепло, хотя в аккумуляторном блоке могут индуцироваться вихревые токи. Размер сварного шва обычно составляет 10-20 мм в ширину с перекрытием 5 мм, но характер сварки означает, что вся длина сварного шва должна быть рассчитана на инструмент, поскольку он применяется в магнитном импульсе 25 мкс.

Для типичного сварного шва диаметром 20 мм инструмент будет, возможно, размером 300 x 300 мм и высотой 400-500 мм, так как зона сварки небольшая, говорит Оливер Маршнер, технический менеджер по продажам PST Products. Затем головку подключают к генератору импульсов, который работает на напряжении 16-25 кВ.

Этот метод также можно использовать для придания металлу упаковки формы с очень четко очерченными краями, что невозможно иначе. Это может позволить упаковке более плотно вписаться в пространство в транспортном средстве, устраняя пустоты и максимально увеличивая количество ячеек, которые могут быть размещены.

Производитель упаковки BYD, например, использует технологию сварки шин, сочетая алюминий с медью. Это позволяет избежать образования интерметаллических фаз с различной тепло- и электропроводностью.

Другая область, в которой магнитная сварка является преимуществом, — это обжим кабеля, который также зависит от электромобильности. По мере того, как диаметр кабелей становится все больше и больше, механические усилия, необходимые для обжима, создают проблемы для клемм, которые обычно имеют шестигранную форму. Использование магнитного поля создает однородную круглую форму без воздушного зазора для обжима больших жгутов кабелей.

Заключение

Существует множество возможных методов изготовления аккумуляторной батареи. Создание надежного и эффективного блока без создания электрических, механических или тепловых проблем в ячейках является серьезной проблемой, которую можно решить различными способами.

Содержимое упаковки — будь то цилиндрические, пакетные или призматические ячейки — оказывает существенное влияние на выбор технологии склеивания, а это, в свою очередь, влияет на дизайн упаковки. Новые методы, такие как электромагнитные импульсы, все чаще применяются наряду с ультразвуковой, резистивной и лазерной сваркой, где это уместно.

Как заменить аккумулятор в сварочном шлеме — 9 простых шагов

Последнее обновление 19 июля 2022 г.

Хотя это и не , все сварочные маски имеют аккумуляторы, но многие новые сварочные маски имеют их. Большинство новых моделей имеют функцию автоматического затемнения. Это избавляет вас от необходимости снимать шлем из-за меняющихся условий освещения, повышая безопасность. Однако для этой функции требуются батарейки, поэтому вам придется время от времени их менять.

К счастью, замена батареи в сварочном шлеме не представляет особой сложности. Это относительно легко, если вы знаете правильные шаги. Мы рассмотрим все шаги, которые вам нужно знать, и развеем некоторые распространенные заблуждения, связанные с батареями и сварочными масками.

У всех шлемов есть свои инструкции по замене батареек. Шаги могут несколько отличаться, но вот стандартная процедура замены батарей в сварочной маске:

9 шагов по замене батарей в сварочной маске

шлем, вам нужно убедиться, что батареи должны быть заменены в первую очередь. Хотя разряженные батареи являются распространенной причиной, по которой эти шлемы перестают работать, другие вещи могут пойти не так.

Есть несколько способов проверить батареи перед тем, как приступить к их замене. Выполнение этих предварительных шагов в первую очередь может помешать вам пройти весь процесс изменения без какой-либо причины. То, как вы можете это сделать, зависит от вашей конкретной модели шлема.

• Проверить предупреждение. Некоторые каски оснащены световым сигналом, сообщающим о необходимости замены батареи. Если это происходит, ваша батарея, вероятно, нуждается в замене. Однако, если это не так, и ваша модель имеет эту функцию, дисфункция вашего шлема может быть еще одной причиной.
• Проверьте свой шлем. Если ваша каска оснащена функцией автоматического затемнения, попробуйте сварку с разной интенсивностью. Если кажется, что ваш шлем не регулируется должным образом, возможно, ваши батареи разряжены.
• Вынесите шлем наружу. Простой способ проверить функцию автоматического затемнения — надеть шлем снаружи. Если шлем темнеет должным образом, то, вероятно, у вас нет проблем с батареями. Однако, если разница между внутренним и внешним пространством незначительна, вам необходимо проверить аккумуляторы.

Изображение предоставлено Томом Блаха, Wikimedia Commons. Это ускорит выполнение остальных шагов и предотвратит случайное забвение чего-либо. При замене батареек вам, скорее всего, понадобятся следующие материалы.

• Прочный клей
• Отвертка
• Четыре батареи — точный тип зависит от шлема и шлема
• Паяльник
• Инструмент Dremel
• Держатели кювет (3 В постоянного тока являются стандартной опцией)

После того, как вы все собрали, пришло время выяснить, где батареи. В некоторых руководствах пользователя указывается расположение батареи. Однако не у всех есть руководство пользователя, и не каждое руководство содержит эту информацию.

Аккумуляторы часто находятся на передней части корпуса. Глядя на переднюю часть корпуса рядом с объективом, можно заметить солнечный элемент. Во многих случаях эта ячейка не создает никакой энергии. Тем не менее, это один из блоков, который обнаруживает разницу в освещении и сообщает шлему, насколько темно должно быть. Батарея обычно располагается где-то вокруг этого солнечного элемента.

После того, как вы обнаружите эту область, вам нужно будет раскопать ее с помощью инструмента Dremel.

После того, как вы точно определите, где находится батарея, вам нужно будет вырезать область вокруг нее. Эта область, вероятно, относительно невелика — размером с почтовую марку. Он может отличаться от окружающего пластика. Вам нужно будет отрезать этот пластиковый кусок, так как батарея находится под ним.

После того, как вы удалите пластиковую часть, закрывающую батарею, вы должны сфотографировать батареи и их установку. Это поможет вам понять, как установить новые батареи позже. Вы не забудете, каким способом устанавливать батарейки, если сфотографировали оригинал.

Это, вероятно, самый сложный шаг, требующий максимальной точности. Там должно быть несколько выступов, которые удерживают батареи на месте. Вы должны быть в состоянии ослабить выступы с помощью кончика отвертки или прецизионных кусачек — в зависимости от того, что у вас есть под рукой. После того, как штыри будут согнуты, вы сможете осторожно извлечь батареи.

Поскольку это важные детали, щипцы не должны ломаться. Вы должны быть очень осторожны, так как они очень легко ломаются. Мышцы здесь не обязательно правильный вариант.

После извлечения старых батарей вы можете заменить их новой батареей. Обязательно подключите правильную полярность к правильному концу батареи. Если вы сделали снимок раньше, вы должны хорошо понимать, какой конец куда идет?

Вам нужно будет припаять новые провода к новой батарее. Теперь батареи заменены, но вам еще предстоит немного поработать.

Часто где-то на шлеме находится еще один аккумулятор. Иногда это рядом с местом в качестве первой батареи. Иногда это не так. В любом случае вам нужно будет найти его и выполнить те же предыдущие шаги, чтобы изменить его.

Ваш шлем может иметь или не иметь второй аккумулятор. Разобраться в этом можно, прочитав инструкцию по эксплуатации. Если у вас нет руководства или в нем не сказано, вы можете выяснить, есть ли у вас вторая батарея, протестировав шлем, о чем мы вскоре поговорим.

На этом этапе вы, вероятно, серьезно повредили свой шлем. Теперь нужно собрать все обратно. Вы можете использовать свой клей для этой части. Многие люди используют суперклей, но эпоксидная смола также подойдет, если у вас есть время и терпение для процесса отверждения. Он немного более термостойкий, что делает его более подходящим для таких ситуаций.

Не то чтобы вы меняли батарейки, вам нужно проверить свой шлем. Вы можете сделать это, используя многие из способов, которые мы обсуждали ранее. Вынести его на солнце — самый простой способ сделать это, и он очень безопасен. Хотя вы можете просто надеть шлем и начать его использовать, вы не хотите быть посреди сварки и выяснять, что ваш шлем не затемняется должным образом.

Часто задаваемые вопросы

Теперь, когда мы рассмотрели шаги, необходимые для замены батарей в вашей сварочной маске, давайте рассмотрим некоторые из наиболее распространенных вопросов, связанных с этим процессом.

Да. Однако тип батареи будет отличаться. Некоторые питаются от внутренних незаменяемых литиевых батарей с солнечной батареей. Сменные батареи питают другие. Мы рекомендуем сменные модели вместо тех, которые не подлежат замене, так как это увеличивает общий срок службы вашего шлема.

Есть несколько причин, по которым ваш шлем с автоматическим затемнением может не работать. Одной из самых распространенных и легкоустранимых причин является неработающая батарея. Если вам нужно переключить аккумулятор, эта статья для вас!

Конечно, есть и другие причины. Одной из наиболее распространенных причин является неправильный уровень чувствительности, который обычно можно отрегулировать на шлеме. Иногда шлем может быть недостаточно тугим, что также может вызывать трудности. Большинство проблем, характерных для сварочных масок, можно решить, внеся несколько корректировок с вашей стороны.

Самый простой способ определить, работает ли ваш шлем, — это надеть его, находясь внутри, и выйти на улицу. Снаружи должно (надеюсь) быть ярче, чем внутри. Поэтому шлем должен темнеть, когда вы выходите на улицу. Если это не так, то ваш шлем не работает. Скорее всего, ему нужны новые батареи, именно это мы и поможем вам сделать в этой статье.

Не Все сварочные маски нуждаются в батареях. Многим батарейки вообще не нужны. Однако, если у них есть функция автоматического затемнения, то, скорее всего, им нужны батарейки. Это необходимо для включения автоматического затемнения, которое защищает ваши глаза и избавляет вас от необходимости натягивать шлем, чтобы постоянно проверять сварной шов. Вместо этого шлем светлеет и темнеет по мере изменения уровня освещенности перед вами. Для этого требуется питание, поэтому для некоторых шлемов нужны батареи.

• 9 шагов по замене батареек в сварочной маске
  • 1. Проверьте текущие батареи
  • 2. Получите все, что вам нужно
  • 3. Выясните, где батареи
  • 4. Вырежьте пластиковую часть
  • 5. Извлеките батарею
  • 6. Вставьте Новая батарея
  • 7. Повторите все заново
  • 8. Соберите маску
  • 9. Проверьте маску
• Часто задаваемые вопросы
  • Все ли сварочные маски с автоматическим затемнением оснащены батареями?
  • Почему моя сварочная маска с автоматическим затемнением не работает?
  • Как узнать, работает ли мой шлем с автоматическим затемнением?
  • Зачем сварочным маскам нужны батареи?

Аккумуляторная сварка — руководство по выбору

Аккумуляторы и аккумуляторные блоки стали неотъемлемой частью повседневной жизни в ответ на постоянно растущий спрос на портативные электронные устройства, беспроводные электроинструменты, накопители энергии, гибридные и электромобили. машины. Это, в свою очередь, приводит к необходимости производить батареи и аккумуляторные блоки, отвечающие требованиям к качеству и производству этих продуктов.

Существует ряд требований к соединению материалов для изготовления аккумуляторов в зависимости от конкретного типа, размера и емкости аккумулятора. Внутренние клеммные соединения, герметизация аккумуляторной батареи и заливной пробки, соединения лепестков с клеммами и внешние электрические соединения являются несколькими ключевыми примерами.

Для каждого из этих требований можно рассмотреть несколько вариантов соединения, включая контактную, ультразвуковую, микро-TIG и лазерную сварку, включая новейшие варианты волоконного лазера. Решение об использовании того или иного метода, как правило, диктуется конкретным типом требуемого сварного шва и производственными требованиями.

Ультразвуковая сварка обычно используется для соединения материалов внутренних электродов батареи, которые обычно изготавливаются из тонкой фольги алюминия и меди. Остальные требования к соединению, включая соединения внутри банки и соединения с наружными выводами, хорошо подходят для сварки сопротивлением, microTIG и лазерной сварки. Для сварки банок и пробок (герметизация швов) предпочтительной технологией соединения является лазерная сварка.

Advertisement

Ниже приводится обзор технологий сварки сопротивлением, microTIG и лазерной сварки, а также примеры приложений для соединения аккумуляторов с подробным описанием того, когда и где использовать каждую технологию.

Сопротивление, microTIG, лазерная сварка

Сварка сопротивлением уже более 40 лет является признанной технологией соединения и почти столько же лет используется в аккумуляторной промышленности. С тех пор постоянный поток достижений в области систем контактной сварки предоставил пользователям значительно улучшенные возможности управления различными аспектами процесса. Например, введение инверторных источников питания постоянного тока с основными электрическими режимами с обратной связью обеспечивает возможность учета изменений во вторичной цепи (электрическая петля от кабельного соединения на отрицательной стороне источника питания или трансформатора, через сварочную головку и части, возвращающиеся к положительной стороне), чтобы специально устранить сопротивление части.

Кроме того, переключение полярности для источников емкостного разряда, позволяющее сбалансировать сварные швы, а в последнее время добавление измерения смещения и усилия на электроде предоставляет производителям больше инструментов для обеспечения качества сварки.

Подобно сварке сопротивлением, сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), также известная как дуговая сварка вольфрамовым электродом, используется в производстве на протяжении многих десятилетий и традиционно используется для более сложных операций сварки цветных металлов. Достижения в области высокочастотных источников питания улучшили управление низким током и стабильность дуги, что позволило сделать сварку более тонкой. Этот процесс стал известен как микро-TIG, как правило, бесконтактный процесс, который обеспечивает соединение меди, предлагая при этом довольно мягкое окно процесса в отношении подгонки деталей и допусков позиционирования электрода на деталях.

Лазерная сварка — это новая технология, появившаяся на рынке в середине 1980-х годов. По мере развития лазерной технологии и распространения информации о ее преимуществах она стала устоявшимся процессом. Сегодня это просто еще один инструмент в наборе инструментов инженера-технолога, который можно использовать и внедрять по мере необходимости.

Лазер представляет собой источник света высокой интенсивности, который можно сфокусировать до очень малых диаметров (0,01 дюйма). Концентрация световой энергии достаточна для быстрого плавления металлов, образуя мгновенный сварочный самородок. Этот процесс является бесконтактным, не требует расходных материалов, предлагает мгновенную сварку после позиционирования в месте сварки, обеспечивает достаточный контроль над процессом для определения размера сварного шва в соответствии с требованиями и предоставляет ряд методов реализации, которые могут быть ориентированы на индивидуальное производство. требования. Лазерная сварка позволяет соединять многие материалы и комбинации материалов, может сваривать толстые детали и не имеет ограничений по близости точек сварки.

Существует два типа лазеров, которые подходят для аккумуляторных батарей: импульсный Nd:YAG и волоконный. Оба этих лазера предлагают различные характеристики соединения, которые можно выбрать в зависимости от ситуации.

Высокоскоростная герметизация швов и заглушек

Лазерная сварка является отличным методом герметизации швов, позволяющим получать высокоскоростные швы высокого качества как из стали, так и из алюминия. Лазерная сварка обеспечивает значительные преимущества по сравнению с механическим заклепочным и клеевым методами, основанные на надежности соединения, скорости соединения и простоте изготовления. Поскольку лазерная сварка является чрезвычайно эффективным процессом соединения, подвод тепла к аккумулятору сводится к минимуму. На рис. 1 показано несколько примеров шовной сварки алюминиевых банок, включая поперечное сечение сварного шва, а также примеры применения герметизации шаром и пробкой.

Приварка выводов к выводам, шинам

С точки зрения сварки важными аспектами приварки выводов являются толщина и материал как выводов, так и выводов. Сварка сопротивлением очень хорошо подходит для сварки материала никелевых выводов толщиной до 0,015 дюйма и материала медных выводов, плакированных никелем или сталью, толщиной около 0,012 дюйма к широкому спектру материалов клемм. Благодаря другому механизму сварки лазерная сварка может соединять как тонкие, так и толстые материалы с выступами, с возможностью сварки медных или алюминиевых материалов с выступами толщиной более 0,04 дюйма. Важными аспектами приваривания язычка к клемме являются предотвращение проникновения в банку и перегрева батареи.

Приваривание выводов или клеммных соединений к шинным шинам, как правило, не требует такого глубокого проникновения контроля подвода тепла, как приваривание выводов к концевым сварным швам. Материалы, толщина материала и комбинация материалов определяют наилучшую технику сварки.

Сварка сопротивлением

Сварка сопротивлением была и остается наиболее экономичным методом соединения выводов на батареях различных типов и размеров с использованием как инвертора постоянного тока с замкнутым контуром, так и источников питания с конденсаторным разрядом. Благодаря малому времени нарастания, управлению с обратной связью по замкнутому контуру, переключению полярности и возможностям измерения смещения и силы процесс можно точно настроить и контролировать, чтобы обеспечить как высокое качество, так и производительность.

Для никелевых лепестков толщиной до 0,0070 дюйма язычок можно приваривать без модификации. За пределами этой толщины и для предотвращения электрического шунтирования и чрезмерного износа электрода в язычке в процессе штамповки размещаются прорезь и выступы. Выступы действуют не только как концентраторы энергии для сварки, но и значительно увеличивают срок службы электрода. На рис. 2 показаны несколько примеров широкого спектра применений контактной сварки в язычки.

Micro-TIG

Micro-TIG обеспечивает превосходную сварку меди и поэтому представляет собой хорошее решение для сварки шин, когда требуется припой для контактной сварки или лазерный сварочный аппарат большой мощности. Как встык, так и внахлестку возможны сварка меди толщиной до 0,02 дюйма и выше. При сварке меди методом micro-TIG чрезвычайно важно использовать функцию пульсации, которая создает сварной шов без пористости, как показано на рис. 3.

Лазерная сварка

Лазерная сварка обеспечивает высокую степень гибкости при соединении выступов и сборных шин. , сварка как тонких, так и толстых материалов с выступами и таких материалов, как медь, алюминий, сталь и никель, а также комбинаций разнородных материалов. Два примера сварных швов показаны на рис. 4.

Общее практическое правило при приварке язычка к клемме заключается в том, что язычок должен быть тоньше, чем толщина вывода банки. Поскольку толщина банки уменьшается, выступ обычно должен составлять 50% от толщины банки для безопасного окна обработки, которое обеспечивает прочность сварного шва и проводимость, не проникая в банку.

Поскольку лазерная сварка не имеет ограничений на близость сварных швов, лазер может наносить на выступ w
любые пятна поля в соответствии с требованиями прочности. Стоит отметить, что почти во всех случаях, если достигается прочность сварного шва, следует проводимость. Для более проводящих материалов площадь сварного шва, необходимая для прочности, может быть в 10 раз больше, чем требуется для проводимости.

Как показано на рис. 5, расположение точек сварки на язычке является полностью гибким и может быть настроено в соответствии с требованиями прочности упаковки или язычка. Например, прочность на отрыв часто используется в качестве показателя качества сварного шва. Таким образом, сварные швы могут быть расположены соответствующим образом. Прочность на отрыв (а) составляет 15 фунтов. и (b) составляет 60 фунтов.

Время, необходимое для добавления дополнительных точек сварки, очень короткое; достаточная прочность язычка может быть достигнута с очень небольшим влиянием на время цикла.

Хотя прочность на отрыв остается важным испытанием сварного шва, вибрация также важна. Поскольку вибрационная прочность делает упор на хорошую прочность сварного шва в любом направлении, круг точек сварки, показанный на (c), обеспечивает решение.

Системы производства аккумуляторных батарей

Доступны два основных варианта производства: поточные или автономные системы с непрерывным потоком. Следует отметить, что производственный процесс может оказывать влияние на выбранную технологию сварки, и это следует учитывать на этапе выбора технологии. Рассмотрение материалов, геометрии соединения, доступа к сварке, времени цикла и бюджета обычно указывает направление требуемой технологии соединения.

Объем производства обусловлен потребительским спросом

Объем производства аккумуляторов по-прежнему определяется спросом на бытовую электронику и электромобили. Точно так же потребности в производстве и соединении этих батарей также зависят от емкости, размера, материалов и использования. Каждая из технологий сопротивления, microTIG и лазера имеет свои особенности, которые хорошо подходят для этих потребностей в соединении. Для внедрения эффективной и надежной системы производственной сварки необходимо четкое понимание технологий и их применения.