01 Rhagymadrodd
Ynghanol symudiad y diwydiant modurol byd-eang tuag at drydaneiddio, mae batris pŵer, fel ffynhonnell ynni graidd cerbydau ynni newydd, yn pennu cystadleurwydd marchnad cerbydau trydan trwy eu perfformiad, diogelwch a chost. Mae gweithgynhyrchu batris pŵer yn broses gymhleth sy'n cynnwys gwybodaeth ryngddisgyblaethol gan gynnwys gwyddor deunyddiau, electrocemeg, a pheirianneg fanwl. Mae technoleg cysylltu o ansawdd uchel yn ddolen hanfodol drwy gydol y broses hon. Mae dulliau uno traddodiadol, megis weldio gwrthiant a weldio ultrasonic, yn dangos yn gynyddol gyfyngiadau megis effeithiau thermol mawr, cysondeb gwael, a ffenestri paramedr proses cul-wrth wynebu cynhyrchu batris pŵer ar raddfa fawr ac yn awtomataidd a thrin deunyddiau dargludedd thermol uchel fel copr ac alwminiwm. Mae technoleg weldio laser, gyda'i ddwysedd ynni uchel, mewnbwn gwres y gellir ei reoli, natur ddigyswllt, a rhwyddineb awtomeiddio, yn bodloni gofynion llym gweithgynhyrchu batri pŵer ar gyfer cywirdeb, effeithlonrwydd a dibynadwyedd, ac mae wedi dod yn broses graidd trwy gydol y llif gwaith cyfan o gynhyrchu celloedd i gynulliad pecyn batri. Nod y papur hwn yw dangos cymwysiadau penodol technoleg weldio laser ar wahanol gamau gweithgynhyrchu batris pŵer a chrynhoi ei rôl arwyddocaol wrth hyrwyddo datblygiad y diwydiant batri pŵer.
02 Cymhwyso yn y Cam Gweithgynhyrchu Celloedd Batri
Y gell batri yw uned sylfaenol batri pŵer, ac mae ei fanwl gywirdeb gweithgynhyrchu a'i selio yn warantau hanfodol o ddiogelwch a pherfformiad batri. Defnyddir weldio laser yn bennaf ar gyfer union gysylltiad a selio celloedd batri yn derfynol. Yn gyntaf, ar gyfer y cysylltiadau trydanol y tu mewn i'r gell batri, defnyddir weldio laser i weldio'r tabiau. Ar ôl i'r broses weindio neu bentyrru gael ei chwblhau, mae angen weldio tabiau'r electrodau positif (ffoil alwminiwm) a negyddol (ffoil copr) yn gadarn, a all gynnwys dwsinau neu hyd yn oed gannoedd o haenau, ynghyd â'r casglwyr presennol, a ffurfio llwybr trydanol dibynadwy gyda'r terfynellau allanol neu'r darnau cysylltu, fel y dangosir yn Ffigur 1. Gall weldio laser ar unwaith ffurfio pwyntiau weldio cryfder uchel iawn gyda gwrthiant pwls uchel iawn, gan ffurfio pwyntiau weldio cryfder uchel iawn gyda gwrthiant pwls isel iawn. Mae ei fantais yn gorwedd yn y parth yr effeithir arno â gwres lleiaf, gan osgoi difrod gwres i'r gwahanyddion cyfagos a deunyddiau gweithredol i bob pwrpas, a thrwy hynny gadw perfformiad electrocemegol y gell batri.
Yn ail, yn y cam pecynnu olaf o gelloedd batri, weldio laser yw un o'r dulliau effeithiol o gyflawni selio aerglos. Ar yr un pryd, defnyddir weldio laser i gysylltu'r clawr uchaf a'r casin yn y ddau batris cregyn alwminiwm sgwâr a batris cregyn dur silindrog. Trwy reoli'r pŵer laser, y cyflymder a'r lleoliad ffocws yn fanwl gywir, gellir ffurfio sêm weldio barhaus, llyfn a thrwchus ar y casin, gan atal gollyngiadau electrolyte yn effeithiol a lleithder allanol rhag mynd i mewn, gan sicrhau sefydlogrwydd cemegol y gell batri trwy gydol ei oes. Ar gyfer celloedd cwdyn, defnyddir weldio laser yn y prosesau sêl uchaf a sêl ochr, gan weldio'r tabiau sy'n ymwthio allan i'r darnau pontio cysylltiol ac amddiffynnol (fel arfer nicel-copr platiog neu alwminiwm). Mae ei natur ddigyswllt yn sicrhau effeithlonrwydd pecynnu a dim niwed i ddeunydd pecynnu ffilm plastig alwminiwm, fel y dangosir yn Ffigur 2.
03 Mae cymhwyso modiwlau batri a phecynnau batri yn y cam cydosod yn golygu integreiddio celloedd unigol i fodiwlau a phecynnau batri, sy'n gofyn am lawer iawn o gysylltiadau trydanol a chau strwythurol. Dyma'r cam lle mae weldio laser yn fwyaf dwys ac yn dechnegol heriol. O ran cysylltiadau trydanol, y cymhwysiad craidd yw'r gyfres a'r weldio cyfochrog rhwng celloedd. Trwy gysylltu'r bariau bysiau (bariau alwminiwm neu gopr fel arfer) â'r terfynellau celloedd, mae system cylched trydanol y pecyn batri cyfan yn cael ei adeiladu.
Mae'r anawsterau yn y broses hon yn gorwedd yn y canlynol: 1) heriau nodweddion deunydd-mae gan gopr ac alwminiwm adlewyrchedd uchel i laserau isgoch a ddefnyddir yn gyffredin a dargludedd thermol uchel, gan wneud weldio yn anodd; 2) uno deunyddiau annhebyg, megis y cysylltiad rhwng barrau bysiau copr a therfynellau alwminiwm, sy'n dueddol o ffurfio cyfansoddion rhyngfetelaidd brau (IMCs) sy'n effeithio ar-dibynadwyedd tymor hir y cysylltiad. Er mwyn mynd i'r afael â'r heriau hyn, mae diwydiant wedi datblygu prosesau datblygedig fel weldio laser oscillaidd, weldio hybrid (ee, laser-arc), a defnyddio laserau tonfedd newydd fel laserau gwyrdd neu las. Mae'r technolegau hyn i bob pwrpas yn atal diffygion fel gwasgariad a mandylledd ac yn rheoli trwch haen yr IMC trwy ehangu'r pwll tawdd, gwella troi, a chynyddu amsugno ynni, a thrwy hynny gyflawni cysylltiadau trydanol. O ran cysylltiadau strwythurol, mae weldio laser hefyd yn chwarae rhan bwysig. Er enghraifft, gellir ei ddefnyddio ar gyfer cydrannau strwythurol fel platiau ochr modiwl a phlatiau diwedd sy'n diogelu celloedd, yn ogystal ag i gysylltu casin a gorchudd y pecyn batri. O'i gymharu â chysylltiadau sgriw neu rivet traddodiadol, gall weldio laser gyflawni gradd uwch o integreiddio a chryfder strwythurol, sy'n helpu i wella ymwrthedd y pecyn batri i ddirgryniad ac effaith. Yn ogystal, mae weldiadau bach iawn yng nghylchedau caffael synwyryddion foltedd a thymheredd mewn systemau rheoli batris yn cael eu gwneud fwyfwy gan ddefnyddio weldio laser i sicrhau sefydlogrwydd a dibynadwyedd hirdymor caffael signal.
04 Crynodeb Mae technoleg weldio laser, gyda'i gywirdeb, cyflymder a dibynadwyedd uchel, wedi'i hintegreiddio i bob cam o weithgynhyrchu batri pŵer. O weldio tabiau celloedd microscale i gysylltiadau strwythurol pecyn batri macroscale, o becynnu aerglos sy'n sicrhau diogelwch celloedd i gysylltiadau trydanol gwrthiant isel sy'n pennu perfformiad batri, mae weldio laser yn chwarae rhan graidd na ellir ei hadnewyddu. Mae nid yn unig yn datrys yr heriau o brosesu deunyddiau anodd fel copr ac alwminiwm yn effeithiol, gan fodloni gofynion effeithlonrwydd a chysondeb cynhyrchu awtomataidd ar raddfa fawr, ond mae hefyd yn cynyddu amddiffyniad perfformiad electrocemegol y batri trwy reoli gwres weldio yn fanwl gywir. Mae aeddfedu a datblygiad technoleg weldio laser wedi dod yn injan dechnolegol allweddol sy'n gyrru cynnydd mewn dwysedd ynni batri pŵer, gostyngiadau mewn costau gweithgynhyrchu, a gwelliannau mewn perfformiad diogelwch, gan ddarparu sylfaen weithgynhyrchu gadarn ar gyfer datblygiad cyflym y diwydiant cerbydau ynni newydd byd-eang.
