Nel gennaio 2023, diverse aziende cinesi hanno annunciato piani di espansione per batterie di potenza e di accumulo di energia, con un investimento di quasi 100 miliardi di yuan e una capacità produttiva combinata di 269 GWh, superando la produzione combinata del primo semestre dell'anno precedente (206,4 GWh) e coprendo quasi la domanda interna di batterie di potenza installate dell'anno scorso (294,6 GWh).
| Imprese | Importo dell'investimento (miliardi) | Capacità produttiva (GWh) |
| BYD | 10 (stimato) | 35 |
| BATTERIA EVE | 20.8 | 80 |
| Ganfeng litio | 15 | 34 |
| BATTERIA BAK | 13 | 30 |
| Farasis Energy | 10 | 30 |
| Gruppo Shenghong | 30.6 | 60 |
| Totale | 99,4 | 269 |
Fonte dei dati: China Automotive News, dati pubblici online
Durante la produzione di batterie di potenza, la stabilità qualitativa della saldatura dell'involucro influisce sulla coerenza e sulla sicurezza del sistema di assemblaggio della batteria. L'interno dell'involucro della batteria di potenza contiene principalmente elettrolita organico e diaframma speciale, mentre il coperchio contiene principalmente valvola antideflagrante, poli, tappo di sicurezza, foro di iniezione del liquido, ecc. La saldatura di tenuta tra l'involucro e il coperchio è molto critica e la sua qualità influisce direttamente sul grado di tenuta della batteria; una saldatura scadente può causare perdite, precipitazione del litio e un aspetto della batteria non conforme agli standard.
▲Saldatura di batterie al litio quadrate con guscio rigido
01 Problemi comuni delle saldature
1- Aspetto scadente: saldatura obliqua, occhi di sabbia, inclinazione del campione
2- Resistenza e tenuta inadeguate: profondità di fusione insufficiente, crepe, grandi fori d'aria che causano perdite dalla batteria
02 Analisi del processo dei problemi relativi alle saldature
Secondo l'analisi dei guasti FTA, il problema del cedimento della saldatura si riassume principalmente in problemi di aspetto e resistenza della saldatura. Fattori relativi all'aspetto: stato di scansione CCD dell'apparecchiatura di saldatura, tipo e portata del gas di protezione, pulizia del campione da saldare, precisione e modalità di accoppiamento meccanico del campione. Fattori relativi alla resistenza e alla tenuta della saldatura: precisione della materia prima, composizione dell'alluminio, impatto dei parametri di processo.
| Classificazione | Domande | Categorizzazione delle cause del processo | Motivi specifici |
|
Aspetto | Saldatura parziale | Percorso di saldatura Identificazione e posizionamento | Il processo di posizionamento tramite visione CCD non è in grado di identificare con precisione le caratteristiche del campione, con conseguenti traiettorie di saldatura deviate, esposizione insufficiente della sorgente luminosa ausiliaria al campione e maggiore difficoltà nel fotoposizionamento. |
| Foro d'aria del tracoma | Il materiale stesso e l'ambiente di saldatura | Composizione del materiale del guscio in alluminio, impostazione errata del tipo e della portata del gas protettivo, abbinamento errato del metodo di saldatura superiore e dello spazio di saldatura tra coperchio e guscio, pulizia insufficiente dell'area di saldatura laterale o superiore. | |
| Irregolarità del campione | accuratezza dell'assemblaggio del campione | Metodo di saldatura della parte superiore del coperchio e del guscio: accoppiamento non corretto dello spazio di saldatura, accumulo di stress durante il processo di saldatura. | |
| Resistenza della saldatura | Perdita di batteria | Errore di dimensione del campione e influenza dei parametri di saldatura | Le dimensioni di accoppiamento tra coperchio e guscio non sono stabili e i parametri di processo non sono impostati con precisione. |
03 Il ruolo del gas protettivo
Il gas protettivo nel processo di saldatura laser può prevenire l'ossidazione della superficie metallica, proteggere la lente e rimuovere il plasma; è necessario controllare la direzione, la pressione e la portata del flusso d'aria. Se il gas di protezione crea turbolenza, la saldatura presenterà porosità, cordoni di saldatura irregolari e altri problemi.
04 Diverse caratteristiche del gas
I tipi di gas di protezione per la saldatura laser includono elio, argon e azoto
Elio: Elevato grado di ionizzazione, il laser può attraversarlo, tutta l'energia del raggio raggiunge la superficie del pezzo, non produce facilmente porosità, ma è costoso
Argon: prezzo inferiore rispetto all'elio, ma è suscettibile all'ionizzazione del plasma ad alta temperatura, sebbene l'effetto di protezione sia migliore, scherma parte dell'energia laser durante la lavorazione, riducendo la potenza del laser, l'uso dell'elio rende la superficie di saldatura più liscia
Azoto: prezzo basso, bassa ionizzazione, il rigonfiamento della saldatura reagirà con alcuni elementi della lega di alluminio generando composti instabili, influenzando la resistenza della saldatura
05 Analisi dell'effetto delle diverse condizioni di saldatura
Saldatura con azoto e argon come gas di protezione: quando si utilizza l'azoto come gas di protezione, la larghezza del cordone di saldatura risulta uniforme e non omogenea; utilizzando l'argon, invece, il cordone di saldatura è liscio, la struttura a squame di pesce è più uniforme e l'aspetto finale è migliore rispetto alla saldatura con azoto. (Come mostrato nella figura sottostante)
▲Diverso effetto di saldatura con gas di protezione (diversa uniformità della larghezza del cordone)
La potenza del laser influisce sull'impatto della saldatura: a parità di velocità di saldatura e gas di protezione, maggiore è la potenza effettiva erogata, più velocemente il materiale di saldatura si fonde e vaporizza, la fluidità del bagno di fusione aumenta, la superficie con il motivo a squame di pesce risulta più uniforme e il cordone di saldatura più piatto. (Come mostrato nella figura sottostante)
▲Effetto di saldatura a potenza variabile (uniformità superficiale variabile)
Riepilogo
1. Per quanto riguarda l'apparecchiatura di saldatura laser del sito terminale, il posizionamento della scansione CCD e i parametri di saldatura hanno un impatto sulla comparsa di problemi di saldatura parziale.
2. Il tipo di gas protettivo e le impostazioni dei parametri possono migliorare l'uniformità della saldatura, garantire la pulizia dell'area di saldatura, ridurre l'introduzione di impurità e materiali estranei e ridurre la formazione di scorie di saldatura dovute alla porosità.
3. L'accoppiamento meccanico nell'intercapedine è migliore dell'accoppiamento con interferenza; il processo di saldatura in loco, che prevede prima la saldatura a punti e poi la saldatura continua, può risolvere in gran parte i problemi di stabilità dell'accoppiamento nell'intercapedine durante la saldatura.
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Data di pubblicazione: 3 marzo 2023
