Comment résoudre le problème de la taille incohérente des joints de soudure et de la consommation incohérente des broches à souder ?
Dans l'évolution rapide des nouvelles technologies énergétiques d'aujourd'hui, les cellules cylindriques constituent un élément important des batteries lithium-ion, et leurs performances et leur processus de fabrication sont directement liés à l'efficacité et à la sécurité globales de la batterie.
Dans l'assemblage du PACK de batterie au lithium, plusieurs cellules cylindriques doivent être connectées en série ou en parallèle pour répondre aux exigences de tension et de capacité requises. La machine à souder par points pour batterie lithium-ionest un appareil spécifiquement utilisé pour le processus de soudage dans le processus d'assemblage de batteries cylindriques. Son principe de fonctionnement est d'utiliser un courant momentané important pour traverser les languettes de la batterie et le jeu de barres de la batterie cylindrique, de sorte que le matériau métallique au point de contact atteigne le point de fusion en peu de temps, puis le métal est fusionné sous le action de pression pour former un joint de soudure ferme. Cette méthode de soudage est basée sur l’effet thermique de résistance. Lorsque le courant traverse deux pièces métalliques en contact, en raison de la résistance du métal lui-même, selon la loi de Joule (Q=I²Rt, où Q est la chaleur, I est le courant, R est la résistance et t est le temps), la chaleur sera généré au point de contact, réalisant ainsi le soudage.
Machine automatique de soudage par points double face
Cependant, dans le processus de soudage des cellules cylindriques PACK, un phénomène incontournable, l'effet Peltier, pose souvent des défis à la production.
Les enjeux de l’effet Peltier en soudage PACK batterie cylindrique
L'effet Peltier, découvert pour la première fois par le scientifique français J.A.C. Peltier en 1834, est un phénomène thermoélectrique. Lorsque le courant traverse un circuit composé de deux conducteurs (ou semi-conducteurs) différents, une absorption ou un dégagement de chaleur se produit au niveau du joint. Ce phénomène résulte de la différence de niveau d’énergie des porteurs de charge dans différents matériaux. Lorsque la charge passe d’un niveau d’énergie élevé à un niveau d’énergie faible, elle libère de l’énergie, qui se manifeste par un dégagement de chaleur ; à l’inverse, il absorbe de l’énergie, ce qui se manifeste par une absorption de chaleur. L'effet Peltier est non seulement réversible, mais l'intensité de l'absorption ou du dégagement de chaleur est étroitement liée à la taille du courant, aux propriétés du conducteur et à la température de la partie chaude.
Le soudage par résistance des batteries cylindriques adopte généralement un soudage parallèle. Avec cette méthode de soudage, même si les électrodes gauche et droite sont dans les mêmes conditions de travail (pression de soudage, matériau de l'électrode, résistance de contact, courant de soudage, temps de mise sous tension, etc.), les points de soudure sont souvent inégaux à gauche et à droite.
Alors, pourquoi y a-t-il des problèmes tels que « taille inégale des points de soudure gauche et droit » et « longueur incohérente des électrodes gauche et droite » alors que les conditions de travail sur les côtés gauche et droit sont les mêmes ?
En effet, lorsqu'il s'agit de connecter différents métaux ou matériaux semi-conducteurs, le courant traversant le point de soudage peut provoquer une absorption ou un dégagement de chaleur local. Si la chaleur est inégale, cela affectera la qualité du soudage et même les performances de la batterie.
Les points de soudure inégaux à gauche et à droite lors du soudage parallèle sont sujets à des problèmes tels que le soudage à froid, les aiguilles coincées et le soudage excessif. Cela a non seulement un impact important sur la qualité du soudage du PACK, mais la vitesse de consommation des électrodes des deux côtés est également très différente. L'électrode avec les aiguilles collantes à gauche est plus courte et l'électrode à droite est plus longue ; et la différence de longueur de l'aiguille de soudage entraînera une différence de pression de soudage entre les aiguilles gauche et droite, affectant la stabilité de la qualité du soudage.
Pour l'effet Peltier dans le soudage de packs de batteries cylindriques, des solutions efficaces peuvent être recherchées sous les aspects suivants :
1. Ajustez la pression de soudage : s'il s'agit d'une alimentation unipolaire, lorsque le côté gauche présente des aiguilles collantes et des joints de soudure à froid, la pression de soudage sur le côté gauche peut être réduite de manière appropriée pour rendre la pression de soudage sur le côté gauche inférieure à celle du côté gauche. le côté droit. De cette façon, la résistance de contact R entre la batterie gauche et la pièce de connexion en nickel pur va augmenter. Selon la formule énergétique Q=0,24I²Rt, après la mise sous tension du soudage, la résistance du joint de soudure gauche augmente et l'énergie de soudage sur le côté gauche augmente également en conséquence, ce qui équilibrera l'énergie de soudage sur les côtés gauche et droit. .
2. Utilisez une alimentation bipolaire : une fois l'alimentation sous tension, libérez d'abord un courant de forme d'onde positive, puis libérez un courant de forme d'onde négative. En utilisant les caractéristiques réversibles de l'effet Peltier, le point d'absorption de chaleur sous la forme d'onde positive devient un point de dégagement de chaleur sous la forme d'onde négative, ce qui peut compenser la différence de soudage entre les côtés gauche et droit de la forme d'onde positive. Grâce au débogage, une fois les deux mises sous tension superposées, deux noyaux de soudure de pratiquement la même taille sont formés et un résidu de soudage relativement uniforme est obtenu.
3. Sélection des matériaux et prétraitement : sélectionnez des matériaux avec un faible effet thermoélectrique et de bonnes performances de soudage, tels que des connecteurs nickelés. La couche de nickelage améliore non seulement la soudabilité du connecteur, mais affaiblit également dans une certaine mesure l'effet Peltier. De plus, la surface de la cellule de la batterie doit être soigneusement nettoyée avant le soudage pour éliminer les impuretés telles que l'huile antirouille qui peuvent affecter la qualité du soudage.
4. Utilisez des broches de soudage de haute qualité : optimisez la conception des broches de soudage, sélectionnez des matériaux de qualité stable, améliorez la résistance aux températures élevées et à l'usure des broches de soudage, prolongez encore la durée de vie des broches de soudage et réduisez l'incohérence de la taille et du joint de soudure. consommation de broches de soudage causée par des problèmes de qualité des broches de soudage.
Aiguilles à souder pour machine à souder par points de batterie
5. Renforcez les mesures de dissipation thermique : installez des dispositifs de dissipation thermique efficaces dans la zone de soudage, tels que des bosses de colonne de cuivre de dissipation thermique ou des dissipateurs thermiques, pour exporter rapidement la chaleur générée pendant le processus de soudage et réduire l'impact des points de soudure à l'intérieur de la batterie. cellule. Les bosses de colonne de cuivre à dissipation thermique sont particulièrement adaptées au refroidissement par points chauds en raison de leur petite taille et de leur haute densité, et peuvent réduire efficacement l'augmentation de la température locale provoquée par l'effet Peltier.
6. Mécanisme de surveillance et de retour d'information : Établissez un mécanisme de surveillance et de retour d'information en temps réel pour le processus de soudage, utilisez des capteurs de température et d'autres équipements pour surveiller les changements de température dans la zone de soudage et ajustez immédiatement les paramètres de soudage ou prenez d'autres mesures correctives une fois par an. une anomalie est constatée pour garantir la qualité et la sécurité du soudage.
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