การเชื่อมด้วยเลเซอร์สำหรับ Lug แบตเตอรี่

Mar 07, 2023 ฝากข้อความ

จากมุมมองของการเชื่อม ลักษณะที่สำคัญที่สุดของการเชื่อมตัวดึงแบตเตอรี่คือความหนาและวัสดุของตัวดึงและขั้ว การนำไฟฟ้าเป็นชื่อของเกม ดังนั้นสายพ่วงแบตเตอรี่จึงมักทำจากอะลูมิเนียมหรือทองแดง บางครั้งก็ชุบนิกเกิลหรือดีบุก ขั้วอาจเป็นเหล็กรีดเย็น อะลูมิเนียม หรือทองแดง ขึ้นอยู่กับขนาดจริงของแบตเตอรี่สำเร็จรูป

ประเภทแบตเตอรี่ที่พบมากที่สุดคือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทรงกระบอกขนาด 18650 (18 มม. x 65 มม.) แบตเตอรี่แบบแท่งปริซึมขนาดใหญ่ และแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์แบบซอฟต์แพ็ค แบตเตอรี่แต่ละประเภทมีข้อกำหนดในการเชื่อมที่แตกต่างกัน

Cylindrical cell laser welding

การเชื่อมด้วยเลเซอร์เซลล์ทรงกระบอก

กุญแจสำคัญในการเชื่อมแบตเตอรี่ชนิดทรงกระบอกคือการเชื่อมขั้วลบ ตัวดึงแบตเตอรี่เชื่อมโดยตรงกับถังแทนที่จะเป็นแท่นแยกต่างหากที่ด้านบวก รอยเชื่อมที่ขั้วลบจะต้องไม่ทะลุผ่านความหนาของเนื้อกระป๋อง ซึ่งโดยปกติจะอยู่ที่ประมาณ 0.015 นิ้ว (0.3 มม.) ความหนาของกระป๋องกำหนดความหนาของแท็บ - ตามประสบการณ์ แท็บควรเป็น 50-60 เปอร์เซ็นต์ของความหนาของกระป๋อง วัสดุเปลือกแบตเตอรี่ทรงกระบอกมักจะเป็นเหล็กชุบนิกเกิล และวัสดุตัวดึงคือทองแดงชุบนิกเกิลหรือดีบุก การชุบนิเกิลดีกว่าการชุบดีบุกเพราะมีความเสถียรมากกว่า จุดเดือดของดีบุกที่ต่ำมากจะทำให้เกิดรอยเชื่อมและกระเด็นออกมามากเกินไป

การเชื่อมด้วยเลเซอร์เซลล์ปริซึมขนาดใหญ่

แบตเตอรี่ความจุสูงเหล่านี้ต้องการแผ่นหนาเพื่อให้แน่ใจว่ามีหน้าตัดที่มีกระแสไฟฟ้าเพียงพอเพื่อให้เอาต์พุตแบตเตอรี่ การเชื่อมต่อแท็บจำเป็นต้องจัดการความจุของเซลล์เดียวเท่านั้น ดังนั้น การทำให้วัสดุข้อต่อหนาบางลงหรือ "ปั๊ม" เพื่อให้เกิดการเชื่อมแบบตักหรือการสร้างรูทะลุสำหรับรอยเชื่อมเนื้อ สามารถลดขนาดของรอยเชื่อมที่ต้องการได้อย่างมาก สิ่งนี้จะลดความร้อนที่เข้าสู่ถัง ซึ่งเป็นปัญหาเสมอเมื่อทำการเชื่อมข้อต่อที่หนาขึ้น

สำหรับรูปทรงการเชื่อมแบบตัก การลดความหนาของสลักเป็น 0.01-0.02 นิ้วสามารถให้พื้นที่เชื่อมที่เพียงพอเพื่อให้ได้ความแข็งแรงและความจุในขณะที่รักษาอุณหภูมิให้ต่ำเพียงพอระหว่างการเชื่อมเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายของแบตเตอรี่ การเลือกวัสดุของขั้วต่อและตัวเชื่อมมักจะเป็นอะลูมิเนียม - วัสดุตัวดึงที่แนะนำคือ 1080 และ 1100 หลีกเลี่ยงการใช้อะลูมิเนียมอัลลอย 6061 ซึ่งจะแตกเมื่อเชื่อม หากมีการระบุวัสดุนี้ไว้และไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ชิ้นส่วนสำเร็จรูป 4047 จะถูกใช้เป็นวัสดุที่สาม ซึ่งจะใส่ซิลิกอนจำนวนมากในแนวเชื่อมเพื่อป้องกันไม่ให้รอยเชื่อมแตก

Lithium polymer battery laser welding

การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์

แบตเตอรี่แบบบางที่มีความยืดหยุ่นพร้อมบรรจุภัณฑ์ทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้ากำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ขั้วของแบตเตอรี่เหล่านี้ประกอบด้วยชั้นบางๆ ของฟอยล์ทองแดงและอลูมิเนียมฟอยล์ ซึ่งเชื่อมกับแผ่นทองแดงและแผ่นอลูมิเนียมด้วยเลเซอร์ตามลำดับ เนื่องจากจำเป็นต้องเชื่อมแผ่นฟอยล์ การเชื่อมนี้จึงดำเนินการแบบดั้งเดิมโดยใช้เทคโนโลยีอัลตราโซนิก แต่ปัจจุบันใช้เครื่องเชื่อมเลเซอร์ใยแก้วนำแสงเพื่อปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมและความแข็งแรง กุญแจสู่ความสำเร็จของการใช้ไฟเบอร์เลเซอร์ในการใช้งานนี้คือต้องแน่ใจว่า (ก) มีการสัมผัสอย่างใกล้ชิดกับฟอยล์ และ (ข) การใช้เลเซอร์พัลส์เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไป

laser-welding-machine-for-lithium-battery

เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบตเตอรี่

เครื่องเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์ RS-SWF-80/150 80W & 150W & 300W รองรับความต้องการการเชื่อมเลเซอร์ความเร็วสูงคุณภาพสูงสำหรับเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียม สามารถเชื่อมวัสดุได้หลากหลายประเภทและสามารถรับรู้การเชื่อมระหว่างวัสดุต่างๆ เช่น เหล็ก อลูมิเนียม ทองแดง นิเกิล เป็นต้น