El método de soldadura de láminas de conexión de módulos de baterías de potencia

Qué es la batería de alimentación

La mayoría de los vehículos eléctricos utilizan baterías de litio como baterías de potencia. Las baterías de potencia son las fuentes de energía que proporcionan energía a las herramientas. Se refieren sobre todo a las baterías que proporcionan energía a los coches eléctricos, trenes eléctricos, bicicletas eléctricas, y también se utilizan como baterías para carritos de golf. La principal diferencia es la batería de arranque utilizada para arrancar el motor del coche.

Como componente central de los vehículos eléctricos, la configuración de la batería de potencia para la conexión conductora es su máxima prioridad.

El método de conexión entre las celdas de la batería y la barra colectora del módulo no sólo afecta a la eficiencia de fabricación de la batería, sino que también determina si la producción de la batería puede automatizarse. También influye en el rendimiento del módulo de la batería eléctrica tras el montaje.

Hojas de conexión del módulo de batería

La mayoría de las láminas de conexión de los módulos de baterías de potencia adoptan un método compuesto de material multicapa. Una capa de material es la capa de conexión entre el conector y el polo para garantizar el rendimiento de la soldadura. Se utilizan varias capas de materiales para garantizar la conductividad de la lámina de conexión.

El sustrato de la placa de conexión se procesa y forma después de apilar múltiples capas de lámina para formar un área flexible, que se utiliza para compensar el desplazamiento causado por la expansión del núcleo de la batería de energía y reducir el impacto en la interfaz de baja resistencia.

Los conectores de los módulos de baterías de alimentación suelen ser rectangulares, trapezoidales, triangulares o en forma de tabla. La superficie de conexión se pega con una lámina de cobre niquelado de 1-3 mm.

La superficie se oxida y decolora fácilmente a altas temperaturas durante la soldadura, y debe pulirse sin dañar el revestimiento superficial del producto. Estos productos no sólo resuelven el problema de la galvanoplastia en general, sino que también resuelven el problema de maximizar la conductividad.

Los conectores de cobre niquelado son los mejores, seguidos de los conectores de níquel puro, pero son más caros, y por último los conectores de acero niquelado. Los conectores de acero niquelado son relativamente baratos y fáciles de soldar.

Cada fabricante de baterías elige diferentes grosores de las láminas de conexión, porque el grosor de las láminas de conexión está relacionado con el peso de los materiales consumidos y el peso total del módulo de batería. Reducir el grosor es el objetivo del diseño ligero de los módulos de baterías eléctricas.

Las barras colectoras utilizadas habitualmente para los módulos de baterías de potencia son: láminas de níquel, barras colectoras compuestas de cobre y aluminio, barras colectoras de cobre, barras colectoras positivas y negativas totales, barras colectoras de aluminio, conectores blandos de cobre, conectores blandos de aluminio, conectores blandos de lámina de cobre, etc.

Métodos de soldadura para conectores de módulos de baterías eléctricas

El método de conexión entre las celdas de la batería y la barra colectora del módulo no sólo afecta a la eficiencia de fabricación de la batería, sino que también determina si la producción de la batería puede automatizarse. También influye en el rendimiento del módulo de la batería eléctrica tras el montaje.

Los principales métodos de soldadura utilizados en la conexión de módulos de baterías de potencia son:

Soldadura por resistencia

La soldadura por resistencia es un método de soldadura que utiliza el calor de resistencia como energía. La soldadura por resistencia utiliza el efecto de calentamiento por resistencia generado por la corriente que fluye a través de la superficie de contacto y las zonas adyacentes de la pieza para calentarla hasta un estado fundido o plástico, al tiempo que se aplica presión para formar una unión metálica.

La soldadura por resistencia no requiere metal de aportación durante la soldadura, tiene una alta productividad, una pequeña deformación de la pieza soldada y es fácil de automatizar.

Para evitar la formación de arcos y la soldadura por forja del metal en la superficie de contacto, siempre debe aplicarse presión al soldar. Durante el proceso de soldadura por resistencia, la superficie de contacto de la pieza a soldar es crucial para obtener una calidad de soldadura estable. Por lo tanto, antes de soldar, deben limpiarse las superficies de contacto entre el electrodo y las piezas de trabajo.

En el proceso de agrupación de baterías de potencia, la soldadura por resistencia es un proceso relativamente maduro y se utiliza en la soldadura de láminas de conexión de baterías de potencia y barras conductoras, la conexión de polos de baterías de potencia y barras conductoras paralelas, etc.

Debido a su sencillo equipamiento y bajo coste, se utilizó ampliamente en las primeras etapas del desarrollo de la industria de baterías eléctricas. En los últimos años, ha sido sustituida gradualmente por la soldadura láser y la soldadura por difusión de polímeros, más avanzadas.

Soldadura láser

La soldadura láser es muy eficaz y fácil de realizar en la producción automatizada. Tras mejorar continuamente el proceso de soldadura y limitar el impacto térmico durante el proceso de moldeo, se utiliza cada vez más en la producción real. La soldadura por láser combinada con robots industriales se está convirtiendo gradualmente en la fuerza principal de las líneas de producción automatizadas de módulos de baterías eléctricas.

La soldadura láser es un método de soldadura eficaz y preciso que utiliza un haz láser de alta densidad energética como fuente de calor. La soldadura láser se utiliza principalmente para soldar materiales de paredes finas y soldaduras a baja velocidad.

El proceso de soldadura láser es del tipo de conducción de calor, es decir, la radiación láser calienta la superficie de la pieza de trabajo, y el calor superficial pasa a través de la conducción de calor se difunde al interior, y mediante el control de parámetros tales como la anchura del pulso láser, la energía, la potencia pico y la frecuencia de repetición, la pieza de trabajo se funde y se forma un baño de fusión específico.

Soldadura por difusión de polímeros

La soldadura por difusión de polímeros es una nueva generación de máquinas de soldadura por difusión. Es un equipo de conexión suave para bandas conductoras. Se compone principalmente de un anfitrión y una parte de control. Puede realizar soldadura por difusión entre batería de polímero de litio materiales.

Se utiliza ampliamente en la energía eléctrica, la industria química, la fundición y otras industrias e industrias de producción. Las juntas de dilatación de barras colectoras que se necesitan con urgencia y los productos de cinta conductora de conexión blanda pueden realizar la soldadura por difusión entre barras colectoras blandas, barras colectoras blandas y barras colectoras duras.

El principio consiste en poner en contacto las superficies de soldadura de los materiales a soldar bajo una temperatura y presión determinadas, y ampliar el contacto físico de las superficies a soldar mediante la deformación plástica microscópica o la generación de fase líquida traza a través de la superficie de soldadura.

De este modo, la distancia alcanza (1~5)×10-8cm (para que la fuerza gravitatoria entre los átomos pueda formar un enlace metálico), y después los átomos siguen difundiéndose y penetrando unos en otros durante un largo periodo de tiempo para lograr el enlace metalúrgico.

La soldadura por difusión de polímeros es un proceso de soldadura especial que puede utilizar láminas de cobre de diferentes resistencias para soldarlas entre sí en zonas específicas. Este proceso de soldadura no requiere el uso de ningún tipo de fundente y puede lograr una conectividad molecular perfecta.

Se utiliza principalmente para la conexión suave a la batería de alimentación. La superficie de contacto de montaje puede soportar cualquier forma de extrusión, flexión o impacto. Dado que la superficie de contacto de montaje está hecha a medida, puede instalarse en un espacio de solo 2 mm.

Para la soldadura de conectores de módulos de baterías de vehículos eléctricos, el proceso de polímero no requiere soldadura para lograr la soldadura, y la calidad después de la soldadura es cualificada y la apariencia es suave.

Además, la máquina de soldadura por difusión de polímeros utiliza un transformador de alta frecuencia con baja tensión, que puede reducir eficazmente los problemas de aislamiento y chispas causados por batería de alto voltaje y mejorar la fiabilidad de los equipos.