Baik sel prismatik maupun sel silinder, pengelasan merupakan salah satu proses penting dalam produksi baterai. Pada lini produksi baterai litium, bagian produksi dari proses pengelasan terutama terkonsentrasi pada bagian perakitan sel dan lini PACK, lihat gambar di bawah ini:
Deskripsi singkat tentang detail proses pengelasan
1. Pengelasan ventilasi pengaman
Ventilasi pengaman, juga dikenal sebagai katup pelepas tekanan, adalah badan katup berdinding tipis pada penutup atas baterai. Ketika tekanan internal baterai melebihi nilai yang ditentukan, ventilasi pengaman pecah dan melepaskan tekanan untuk mencegah baterai meledak. Ventilasi pengaman memiliki struktur yang cerdik. Biasanya menggunakan pengelasan laser untuk memperbaiki dua lembar logam aluminium dengan bentuk tertentu. Ketika tekanan internal baterai naik ke nilai tertentu, lembaran aluminium pecah dari posisi alur yang dirancang untuk mencegah baterai dari ekspansi dan ledakan lebih lanjut. Oleh karena itu, proses ini memiliki persyaratan yang sangat ketat pada teknologi pengelasan laser. Jahitan las harus disegel dan masukan panas dikontrol secara ketat untuk memastikan bahwa nilai tekanan kerusakan jahitan las stabil dalam kisaran tertentu (umumnya 0.4~0.7MPa). Terlalu besar atau terlalu kecil akan berdampak besar pada keamanan baterai.
2. Pengelasan terminal
Terminal pada pelat penutup baterai dibagi menjadi terminal positif dan negatif. Fungsi terminal juga dibagi menjadi sambungan internal dan eksternal. Sambungan internal adalah pengelasan tab baterai ke terminal. Sambungan eksternal adalah pengelasan terminal baterai melalui strip penghubung untuk membentuk rangkaian seri dan paralel untuk membentuk paket baterai.
Terminal baterai umumnya menggunakan aluminium untuk elektroda positif dan tembaga untuk elektroda negatif, dan biasanya menggunakan struktur yang dipaku keling. Setelah paku keling selesai, pengelasan dilakukan, biasanya lingkaran dengan diameter 8mm. Saat pengelasan, selama gaya tarik dan sifat konduktif dari persyaratan desain terpenuhi, laser serat atau laser las hibrida dengan kualitas sinar yang baik dan distribusi energi yang seragam lebih disukai. Gunakan laser serat atau laser las hibrida untuk pengelasan. Ini dapat mewujudkan stabilitas pengelasan struktur aluminium-aluminium dan pengelasan struktur tembaga-tembaga dari terminal listrik, mengurangi percikan, dan dengan demikian meningkatkan hasil pengelasan.
3. Pengelasan ekstensi tab
Lembaran ekstensi tab merupakan komponen utama yang menghubungkan penutup baterai dan gulungan jeli baterai. Lembaran ini juga harus memperhitungkan arus berlebih, kekuatan, dan persyaratan percikan rendah pada baterai. Oleh karena itu, selama proses pengelasan dengan penutup, perlu ada lebar las yang cukup, dan perlu dipastikan tidak ada partikel yang jatuh pada gulungan jeli baterai untuk menghindari korsleting baterai. Tembaga, sebagai bahan elektroda negatif, merupakan bahan yang sangat reflektif dengan tingkat penyerapan rendah dan membutuhkan kepadatan energi yang lebih tinggi selama pengelasan.
4. Pengelasan penyegelan kaleng
Bahan casing baterai daya meliputi paduan aluminium dan baja tahan karat. Di antara mereka, paduan aluminium paling banyak digunakan, dan beberapa menggunakan aluminium murni. Baja tahan karat adalah bahan dengan kemampuan las laser terbaik, terutama baja tahan karat 304. Baik menggunakan pulsa atau laser kontinu, las dengan penampilan dan kinerja yang baik dapat diperoleh. Menggunakan laser kontinu untuk mengelas baterai lithium cangkang tipis dapat meningkatkan efisiensi hingga 5 hingga 10 kali lipat, dan penampilan serta sifat penyegelannya lebih baik. Sekarang, untuk mengejar kecepatan pengelasan yang lebih cepat dan penampilan yang lebih seragam, sebagian besar perusahaan telah mulai menggunakan pengelasan hibrida dan titik cahaya annular untuk menggantikan pengelasan serat tunggal kecepatan rendah sebelumnya. Saat ini, kecepatan pengelasan jalur produksi massal sebagian besar perusahaan telah mencapai 200mm/s. Untuk jalur pengelasan serat optik kecepatan rendah dari beberapa produsen, untuk memastikan stabilitas manik las, kecepatan produksi massal umum adalah 70mm/s.
5. Pengelasan paku penyegel
Paku penyegel (tutup lubang pengisi) juga tersedia dalam berbagai bentuk, dan bentuknya biasanya berupa tutup bundar dengan diameter 8 mm dan ketebalan sekitar 0.9 mm. Persyaratan dasar untuk pengelasan adalah nilai tekanan tahan mencapai 1,1 MPa, dan tidak boleh ada lubang jarum, retakan, atau titik ledakan. Sebagai proses terakhir pengelasan sel baterai, hasil pengelasan paku penyegel sangat penting. Karena adanya elektrolit sisa selama pengelasan paku penyegel, cacat seperti titik ledakan dan lubang jarum akan terjadi. Cara utama untuk menekan cacat ini adalah dengan mengurangi masukan panas. Penggunaan pengelasan laser dapat sangat meningkatkan stabilitas dan kompatibilitas, sehingga sangat meningkatkan tingkat hasil.
6. Pengelasan busbar PACK
Modul baterai dapat dipahami sebagai kombinasi sel lithium-ion yang dihubungkan secara seri dan paralel, dengan satu perangkat pemantauan dan manajemen baterai terpasang. Desain struktural modul baterai sering kali menentukan kinerja dan keamanan paket baterai. Strukturnya harus mendukung, memperbaiki, dan melindungi sel baterai. Pada saat yang sama, bagaimana memenuhi persyaratan arus lebih, keseragaman arus, bagaimana mengendalikan suhu sel, dan apakah daya dapat diputus jika terjadi kelainan serius untuk menghindari reaksi berantai, dll., semuanya akan menjadi kriteria untuk menilai kualitas modul baterai. Karena pengelasan laser antara tembaga dan aluminium cenderung membentuk senyawa rapuh yang tidak dapat memenuhi persyaratan penggunaan, pengelasan ultrasonik biasanya digunakan. Selain itu, tembaga dan tembaga, aluminium dan aluminium umumnya dilas laser. Pada saat yang sama, karena tembaga dan aluminium menghantarkan panas dengan sangat cepat dan memiliki reflektivitas laser yang sangat tinggi, dan ketebalan lembaran ekstensi tab relatif besar, laser daya yang lebih tinggi diperlukan untuk mencapai pengelasan.
