Tecnologia di saldatura del connettore del modulo batteria di alimentazione e tendenze applicative

 

Rispetto al settore dei veicoli a nuova energia in rapido sviluppo, le batterie al litio, come componenti principali, hanno un ruolo cruciale da svolgere in termini di sicurezza, conduttività e affidabilità. Nei moduli delle batterie di potenza, la struttura di connessione conduttiva tra le celle e tra le sbarre dei moduli ha un impatto diretto sull'efficienza di produzione delle batterie, sull'automazione e sulle prestazioni del servizio.

 

Tra questi, le sbarre collettrici flessibili laminate in rame, i connettori in lamina di rame e le sbarre collettrici in lamina di rame sono diventate le soluzioni di connessione elettrica più comuni per sistemi di batterie leggere e ad alta-densità di energia-.

 

 

I connettori dei moduli della batteria di alimentazione utilizzano in genere una struttura di impilamento composita multi-strato. Impilando, saldando o incollando per diffusione-più strati di rame o fogli di alluminio, formano un connettore flessibile, compensativo e altamente conduttivo. Questo design assorbe piccoli spostamenti causati dall'espansione delle celle, riducendo così lo stress meccanico sulla connessione.

 

Ad esempio, la struttura della barra collettrice in rame flessibile multistrato per quadri elettrici non viene utilizzata solo per i collegamenti interni all'interno dei moduli batteria, ma è anche ampiamente utilizzata nei quadri elettrici ad alta-tensione e nei sistemi di gestione dell'energia.

 

Il design personalizzato delle sbarre collettrici laminate in rame con placcatura in stagno previene efficacemente l'ossidazione, migliora la conduttività superficiale e migliora la stabilità della saldatura.

 

 

1. Sbarra collettrice flessibile della batteria di accumulo di energia in lamina di rame

I connettori dei moduli della batteria di alimentazione utilizzano in genere strutture rettangolari, trapezoidali o trapezoidali, rivestite con un foglio di rame placcato nichel- o stagnato-per migliorare la resistenza alla corrosione e la conduttività elettrica. Prima della saldatura, la superficie della lamina di rame viene sottoposta a lucidatura e pulizia di precisione per garantire una saldatura stabile senza danneggiare il rivestimento.

 

I connettori in foglio stagnato per batterie elettriche mantengono un'eccellente conduttività elettrica alle alte temperature e prevengono l'ossidazione della superficie post-saldatura. Allo stesso modo, la tecnologia di saldatura delle sbarre collettrici laminate con foglio di rame utilizza la saldatura a diffusione o a ultrasuoni di più strati di foglio di rame per ottenere una connessione elettrica robusta, soddisfacendo i requisiti di corrente elevata e di alta affidabilità delle batterie di alimentazione.

 

Rispetto ai connettori in nichel puro o in acciaio placcato nichel-, i connettori laminati in rame-nichel offrono una migliore combinazione di conduttività, costo e saldabilità. Con la tendenza verso moduli leggeri, il controllo dello spessore dei connettori in lamina di rame è diventata un'area chiave dell'ottimizzazione della progettazione.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Connettori flessibili in alluminio

Oltre al rame, alcuni moduli utilizzano sbarre collettrici composite in alluminio o rame-alluminio per ridurre il peso del sistema. I connettori flessibili in alluminio presentano ancora vantaggi nei sistemi di accumulo di energia con una densità di corrente inferiore e una maggiore sensibilità ai costi, ma sono leggermente inferiori al rame in termini di conduttività e resistenza alla corrosione.

 

 

Il metodo di saldatura tra celle della batteria di alimentazione, sbarre collettrici e nastri conduttivi è fondamentale per le prestazioni del sistema e l'efficienza produttiva. Attualmente, l’industria adotta principalmente i seguenti tre processi:

 

(1) Saldatura a resistenza

La saldatura a resistenza utilizza il calore di resistenza come fonte di energia e l'effetto termico formato dalla corrente sulla superficie di contatto del pezzo in lavorazione plastifica e unisce il metallo. Questa apparecchiatura di processo è semplice e a basso-costo, adatta per la saldatura di connettori in lamina di rame e poli delle celle della batteria e rappresenta il metodo tradizionale nella produzione iniziale delle batterie di potenza.

 

Tuttavia, con l'aumento dei requisiti di automazione, la saldatura a resistenza è stata gradualmente sostituita dalla saldatura laser e dalla saldatura per diffusione ad alta-efficienza e-precisione più elevata.

 

(2) Saldatura laser

La saldatura laser utilizza un raggio laser ad alta-energia-densità come fonte di calore e presenta i vantaggi di un'elevata precisione di saldatura, una piccola zona-alterata dal calore e una bassa deformazione. Questo processo può essere integrato con robot industriali per ottenere un assemblaggio dei moduli completamente automatizzato.

 

Durante la saldatura di connettori in lamina laminata di rame (connettori in lamina laminata di rame) o sbarre flessibili in rame per batterie al litio (sbarre flessibili in rame per batterie al litio), la saldatura laser può controllare efficacemente la profondità di penetrazione e la morfologia del bagno di fusione per garantire stabilità elettrica e coerenza estetica.

 

(3) Saldatura per diffusione di polimeri

La connessione flessibile per saldatura per diffusione con resistenza alla lamina di rame è una tecnologia di saldatura avanzata emersa negli ultimi anni. Il suo principio è quello di ottenere un legame metallurgico attraverso la deformazione micro-plastica e la diffusione atomica a determinate temperature e pressioni.

 

Questo processo non richiede l'uso di alcun flusso e può ottenere connessioni a livello molecolare-ad alta-resistenza e bassa-resistenza. È particolarmente adatto per la produzione di prodotti ad alta-affidabilità come la saldatura di sbarre collettrici laminate in foglio di rame e le sbarre collettrici flessibili per batterie di accumulo di energia in foglio di rame.

 

Poiché la superficie di contatto dopo la saldatura per diffusione può resistere a flessione, collisione e vibrazioni a lungo-termine, è stata ampiamente promossa nelle nuove batterie energetiche e nei sistemi di accumulo dell'energia.

 

Inoltre, la saldatrice a diffusione adotta una struttura del trasformatore a bassa-tensione e alta-frequenza, che può ridurre efficacemente il rischio di accensione e migliorare la sicurezza e la stabilità dell'apparecchiatura. Questa tecnologia fornisce un'elevata-affidabilità e un percorso di processo standardizzato per i nuovi sistemi di connessione delle batterie energetiche.

 

 

 

Con l'ammodernamento accelerato del nuovo settore energetico, i requisiti per i connettori nei moduli delle batterie di potenza sono in costante aumento. Nuove soluzioni conduttive flessibili, come le sbarre flessibili laminate in rame e i connettori in lamina stagnata per batterie elettriche, stanno gradualmente sostituendo le tradizionali strutture di connessione rigide.

 

In futuro, i sistemi di produzione automatizzati combinano la saldatura per diffusione con resistenza della lamina di rame e connessioni flessibiliSbarra laminata in lamina di ramela saldatura diventerà una tendenza chiave nella tecnologia di connessione dei moduli batteria di potenza.

Questa tendenza non solo aiuterà a migliorare la conduttività elettrica e le prestazioni di gestione termica, ma spingerà anche i sistemi di accumulo dell’energia verso una maggiore densità di potenza, un peso più leggero e una maggiore affidabilità.