角柱型セルでも円筒型セルでも、溶接は電池製造における重要な工程の一つです。リチウム電池製造ラインでは、溶接工程の生産セクションは主にセル組み立てとPACKラインセクションに集中しています。下図を参照してください。
溶接工程の詳細の簡単な説明
1. 安全ベント溶接
安全ベントは圧力リリーフバルブとも呼ばれ、バッテリーの上部カバーにある薄壁のバルブ本体です。バッテリーの内圧が規定値を超えると、安全ベントが破裂して圧力を解放し、バッテリーの破裂を防ぎます。安全ベントには独創的な構造があり、通常はレーザー溶接を使用して、特定の形状の2枚のアルミニウム金属シートを固定します。バッテリーの内圧が一定の値まで上昇すると、アルミニウムシートが設計された溝の位置から破裂し、バッテリーがさらに膨張して爆発するのを防ぎます。そのため、このプロセスでは、レーザー溶接技術に対して非常に厳しい要件があります。溶接シームは密閉する必要があり、入熱は厳密に制御され、溶接シームの損傷圧力値が一定範囲内（通常は0.4〜0.7MPa）で安定していることを保証します。大きすぎても小さすぎても、バッテリーの安全性に大きな影響を与えます。
2. 端子溶接
バッテリーカバープレートの端子は、正極端子と負極端子に分かれています。端子の機能も内部接続と外部接続に分かれています。内部接続は、バッテリータブを端子に溶接することです。外部接続は、接続ストリップを介してバッテリー端子を溶接し、直列回路と並列回路を形成してバッテリーパックを形成することです。
バッテリー端子は、一般的に正極にアルミニウム、負極に銅を使用し、通常はリベット構造を採用しています。リベットが完了したら、溶接を行います。通常は直径8mmの円形です。溶接の際は、設計要件の引張力と導電特性が満たされている限り、ビーム品質が良く、エネルギー分布が均一なファイバーレーザーまたはハイブリッド溶接レーザーが好まれます。溶接にはファイバーレーザーまたはハイブリッド溶接レーザーを使用します。電気端子のアルミニウム-アルミニウム構造溶接と銅-銅構造溶接の安定性を実現し、スパッタを減らし、溶接歩留まりを向上させることができます。
3. タブ延長溶接
タブ延長シートは、バッテリーカバーとバッテリーゼリーロールを接続する重要なコンポーネントです。バッテリーの過電流、強度、低スパッタ要件も考慮する必要があります。したがって、カバーとの溶接プロセス中に、十分な溶接幅が必要であり、バッテリーゼリーロールに粒子が落ちないようにして、バッテリーの短絡を回避する必要があります。負極材料としての銅は、吸収率が低い高反射材料であり、溶接中に高いエネルギー密度が必要です。
4. 缶のシール溶接
動力電池のケース材料には、アルミニウム合金とステンレス鋼があります。その中で、アルミニウム合金が最も多く使用され、純アルミニウムを使用するものもあります。ステンレス鋼はレーザー溶接性が最も優れた材料であり、特に304ステンレス鋼です。パルスレーザーでも連続レーザーでも、外観と性能が良好な溶接部が得られます。連続レーザーを使用して薄殻リチウム電池を溶接すると、効率が5〜10倍向上し、外観と密閉性が向上します。現在、より速い溶接速度とより均一な外観を追求するために、ほとんどの企業は、以前の低速単繊維溶接に代わって、ハイブリッド溶接と環状光スポットを使用し始めています。現在、ほとんどの企業の量産ラインの溶接速度は200mm / sに達しています。一部のメーカーの低速光ファイバー溶接ラインでは、溶接ビードの安定性を確保するために、一般的な量産速度は70mm / sです。
5. シーリングネイル溶接
シーリングネイル（充填穴キャップ）にもさまざまな形があり、その形状は通常、直径8mm、厚さ約1.9mmの丸いキャップです。溶接の基本要件は、耐圧値が1.1MPaに達し、ピンホール、亀裂、爆発点がないことにあります。バッテリーセル溶接の最後のプロセスとして、シーリングネイル溶接の歩留まりは特に重要です。シーリングネイルの溶接中に残留電解液が存在するため、爆発点やピンホールなどの欠陥が発生します。これらの欠陥を抑えるための重要な方法は、入熱を減らすことです。レーザー溶接を使用すると、安定性と互換性が大幅に向上し、歩留まりが大幅に向上します。
6. PACKバスバー溶接
バッテリーモジュールは、直列および並列に接続されたリチウムイオンセルの組み合わせと理解でき、単一のバッテリー監視および管理デバイスがインストールされています。バッテリーモジュールの構造設計は、多くの場合、バッテリーパックの性能と安全性を決定します。その構造は、バッテリーセルをサポート、固定、保護する必要があります。同時に、過電流要件を満たす方法、電流の均一性、セル温度を制御する方法、および連鎖反応を回避するために重大な異常が発生した場合に電源を遮断できるかどうかなど、すべてがバッテリーモジュールの品質を判断する基準になります。銅とアルミニウムのレーザー溶接は、使用要件を満たすことができない脆い化合物を形成する傾向があるため、通常は超音波溶接が使用されます。また、銅と銅、アルミニウムとアルミニウムは一般的にレーザー溶接されます。同時に、銅とアルミニウムはどちらも熱を非常に速く伝導し、レーザー反射率が非常に高く、タブ延長シートの厚さが比較的大きいため、溶接を実現するにはより高出力のレーザーが必要です。
