Como resolver o problema de tamanho inconsistente da junta de solda e consumo inconsistente de pinos de solda?
Na nova tecnologia energética em rápida mudança de hoje, as células cilíndricas são uma parte importante das baterias de íons de lítio, e seu desempenho e processo de fabricação estão diretamente relacionados à eficiência geral e segurança da bateria.
Na montagem do PACK de bateria de lítio, várias células cilíndricas precisam ser conectadas em série ou em paralelo para atender aos requisitos de tensão e capacidade exigidos. A máquina de solda por ponto com bateria de íon de lítioé um dispositivo utilizado especificamente para o processo de soldagem no processo de montagem de baterias cilíndricas. Seu princípio de funcionamento é usar uma grande corrente momentânea para passar pelas abas da bateria e pelo barramento da bateria cilíndrica, de modo que o material metálico no ponto de contato atinja o ponto de fusão em um curto espaço de tempo, e então o metal seja fundido sob o ação de pressão para formar uma junta de solda firme. Este método de soldagem é baseado no efeito térmico de resistência. Quando a corrente passa por duas partes metálicas em contato, devido à resistência do próprio metal, de acordo com a lei de Joule (Q=I²Rt, onde Q é calor, I é corrente, R é resistência e t é tempo), o calor será gerado no ponto de contato, conseguindo assim a soldagem.
Máquina automática de solda por pontos dupla face
Porém, no processo de soldagem da célula cilíndrica PACK, um fenômeno que não pode ser ignorado, o efeito Peltier, muitas vezes traz desafios à produção.
Desafios do efeito Peltier na soldagem PACK de bateria cilíndrica
O efeito Peltier, descoberto pela primeira vez pelo cientista francês J.A.C. Peltier em 1834, é um fenômeno termoelétrico. Quando a corrente passa por um circuito composto por dois condutores (ou semicondutores) diferentes, ocorre absorção ou liberação de calor na junta. Este fenômeno surge da diferença no nível de energia dos portadores de carga em diferentes materiais. Quando a carga passa de um nível de energia alto para um nível de energia baixo, ela libera energia, que se manifesta como liberação de calor; inversamente, absorve energia, que se manifesta como absorção de calor. O efeito Peltier não é apenas reversível, mas a intensidade da absorção ou liberação de calor está intimamente relacionada ao tamanho da corrente, às propriedades do condutor e à temperatura da extremidade quente.
A soldagem por resistência de baterias cilíndricas geralmente adota soldagem paralela. Sob este método de soldagem, mesmo que os eletrodos esquerdo e direito estejam sob as mesmas condições de trabalho (pressão de soldagem, material do eletrodo, resistência de contato, corrente de soldagem, tempo de ligação, etc.), os pontos de soldagem são frequentemente irregulares à esquerda e certo.
Então, por que existem problemas como "tamanho desigual dos pontos de soldagem esquerdo e direito" e "comprimento inconsistente dos eletrodos esquerdo e direito" quando as condições de trabalho nos lados esquerdo e direito são as mesmas?
Isso ocorre porque quando se trata da conexão de diferentes metais ou materiais semicondutores, a corrente que passa pelo ponto de soldagem pode causar absorção ou liberação de calor local. Se o calor for irregular, afetará a qualidade da soldagem e até mesmo o desempenho da bateria.
Os pontos de soldagem irregulares à esquerda e à direita na soldagem paralela são propensos a problemas como soldagem a frio, agulhas presas e soldagem excessiva. Isto não só tem um grande impacto na qualidade da soldagem do PACK, mas também na velocidade de consumo dos eletrodos em ambos os lados é bastante diferente. O eletrodo com agulhas salientes à esquerda é mais curto e o eletrodo à direita é mais longo; e a diferença no comprimento da agulha de soldagem causará uma diferença na pressão de soldagem entre as agulhas esquerda e direita, afetando a estabilidade da qualidade da soldagem.
Para o efeito Peltier na soldagem de baterias cilíndricas, soluções eficazes podem ser buscadas nos seguintes aspectos:
1. Ajuste a pressão de soldagem: Se for uma fonte de alimentação unipolar, quando o lado esquerdo tiver agulhas pegajosas e juntas de solda frias, a pressão de soldagem no lado esquerdo pode ser reduzida adequadamente para tornar a pressão de soldagem no lado esquerdo menor do que a do lado esquerdo. o lado direito. Desta forma, a resistência de contato R entre a bateria esquerda e a peça de conexão de níquel puro aumentará. De acordo com a fórmula de energia Q=0,24I²Rt, após a soldagem ser ligada, a resistência da junta de solda esquerda aumenta, e a energia de soldagem no lado esquerdo também aumenta de acordo, o que equilibrará a energia de soldagem nos lados esquerdo e direito .
2. Use uma fonte de alimentação bipolar: depois que a fonte de alimentação for ligada, primeiro libere uma corrente de forma de onda positiva e, em seguida, libere uma corrente de forma de onda negativa. Usando as características reversíveis do efeito Peltier, o ponto de absorção de calor sob a forma de onda positiva torna-se um ponto de liberação de calor sob a forma de onda negativa, o que pode compensar a diferença de soldagem entre os lados esquerdo e direito da forma de onda positiva. Através da depuração, após a sobreposição dos dois ligamentos, dois núcleos de solda basicamente do mesmo tamanho são formados e um resíduo de soldagem relativamente uniforme é obtido.
3. Seleção e pré-tratamento de materiais: Selecione materiais com pequeno efeito termoelétrico e bom desempenho de soldagem, como conectores niquelados. A camada de níquel não só aumenta a soldabilidade do conector, mas também enfraquece o efeito Peltier até certo ponto. Além disso, a superfície da célula da bateria deve ser completamente limpa antes da soldagem para remover impurezas, como óleo à prova de ferrugem, que podem afetar a qualidade da soldagem.
4. Use pinos de soldagem de alta qualidade: otimize o design dos pinos de soldagem, selecione materiais com qualidade estável, melhore a resistência a altas temperaturas e ao desgaste dos pinos de soldagem, estenda ainda mais a vida útil dos pinos de soldagem e reduza a inconsistência do tamanho da junta de solda e consumo de pinos de soldagem causado por problemas de qualidade dos pinos de soldagem.
Agulhas de soldagem da máquina de solda por pontos de bateria
5. Fortalecer as medidas de dissipação de calor: Configure dispositivos eficazes de dissipação de calor na área de soldagem, como colisões de coluna de cobre de dissipação de calor ou dissipadores de calor, para exportar rapidamente o calor gerado durante o processo de soldagem e reduzir o impacto dos pontos de soldagem no interior da bateria célula. As colisões da coluna de cobre com dissipação de calor são particularmente adequadas para resfriamento de pontos quentes devido ao seu tamanho pequeno e alta densidade, e podem efetivamente reduzir o aumento da temperatura local causado pelo efeito Peltier.
6. Mecanismo de monitoramento e feedback: Estabeleça um mecanismo de monitoramento e feedback em tempo real para o processo de soldagem, use sensores de temperatura e outros equipamentos para monitorar as mudanças de temperatura na área de soldagem e ajuste imediatamente os parâmetros de soldagem ou tome outras medidas corretivas uma vez anormalidade é encontrada para garantir a qualidade e segurança da soldagem.
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