알루미늄-쉘 배터리용 레이저 용접 기술에 대한 자세한 설명

정사각형 알루미늄 쉘을 갖춘 각형 리튬{0}}이온 배터리는 안정적인 구조, 탁월한 내충격성, 높은 에너지 밀도 및 대용량 단일{1}}셀 용량으로 인해 전원 배터리 분야의 핵심 기술이 되었습니다. 현재 이 유형의 배터리는 전력 배터리 시장에서 상당한 점유율을 차지하고 있으며 신에너지 차량, 에너지 저장 시스템 및 산업 장비에 널리 사용됩니다. 배터리 구조는 일반적으로 셀, 전해질, 케이스 및 상단 덮개 어셈블리로 구성됩니다. 케이스는 흔히 각형 전지 케이스나 배터리 알루미늄 하우징과 같은 고강도-알루미늄 합금 소재로 만들어집니다. 이러한 유형의 구조는 배터리 안전성을 보장하면서 시스템의 전반적인 에너지 밀도를 향상시킬 수 있습니다.

 

레이저 용접은 배터리 제조의 핵심 공정으로 셀의 연접합 용접, 전극 용접, 탑 커버 실링 용접, 실링 네일 용접 등의 공정에 주로 사용된다. 기존 용접 방법에 비해 레이저 용접은 높은 에너지 밀도, 높은 용접 정밀도, 작은 열 영향부, 높은 자동화 수준 등의 장점을 갖고 있어 알루미늄 쉘 각형 리튬{2}}이온 배터리 생산에서 대체할 수 없는 역할을 합니다. 한편, 신에너지 산업의 발전과 함께 알루미늄 합금 각형 배터리 케이스의 고{4}}효율 용접 기술도 지속적으로 업그레이드되고 있습니다. I. 알루미늄-케이스 배터리 레이저 용접의 기술적 특성

레이저 용접 기술은 고강도-에너지-밀도 레이저 빔을 사용하여 금속의 국부적인 영역을 빠르게 녹여 냉각 시 굳어지는 용융 풀을 형성합니다. 각형 셀 알루미늄 쉘과 같은 벽이 얇은- 알루미늄 합금 구조의 경우 레이저 용접을 사용하면 용접 강도와 기밀성을 보장하면서 고정밀 밀봉 연결을 달성할 수 있습니다.-

 

파워 배터리 생산에서 상단 커버 밀봉 용접은 가장 길고 가장 중요한 용접 중 하나입니다. 배터리 케이스는 일반적으로 리튬 셀 알루미늄 쉘 또는 리튬 셀 배터리 알루미늄 쉘 구조를 사용하므로 용접 품질은 배터리의 밀봉 성능, 안전성 및 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 용접 기술의 개발은 주로 용접 속도 향상, 스패터 감소, 용접 품질 향상 및 생산 효율성 향상에 중점을 두고 있습니다.

 

 

 

전력 배터리 산업의 급속한 발전과 함께 알루미늄-케이스 배터리용 레이저 용접 기술은 여러 개발 단계를 거쳤습니다. 각 단계의 기술적 특성은 주로 용접 속도, 장비 구조 및 용접 안정성에 반영됩니다.

 

1. 레이저 용접 1.0단계: 기본 자동 용접

파워 배터리 제조의 초기 단계에서 레이저 용접 장비는 주로 용접 속도가 100mm/s 미만인 단일{0}}소스 광섬유 레이저를 사용했습니다. 장비는 서보 시스템을 사용하여 배터리 케이스의 용접 궤적을 따라 용접 헤드를 구동하여 상단 커버 밀봉 용접을 완료했습니다. 이 단계의 장비는 초기 생산 능력 요구에 적합한 상대적으로 단순한 구조를 갖고 있으며 리튬{4}}이온 배터리 셀용 알루미늄 쉘의 기본 용접 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

 

상대적으로 낮은 용접 속도로 인해 용융 풀의 열 순환 시간이 길어져 용융 금속이 완전히 흐르고 응고되어 일반적으로 부드럽고 일관된 용접 표면을 얻을 수 있습니다. 인산철리튬 전지용 알루미늄 쉘과 같은 에너지 저장 배터리 케이스 구조의 경우, 이 기술 단계에서는 상대적으로 신뢰할 수 있는 안정성이 입증되었습니다.

 

그러나 파워 배터리에 대한 수요가 급격히 증가함에 따라 저속 용접은 점차 생산 용량 요구 사항을 충족하기에는 부족해졌습니다. 용접 속도가 더욱 증가함에 따라 스패터, 다공성, 용접 불안정 등의 문제가 쉽게 발생하여 업계에서는 새로운 기술 솔루션을 모색하게 되었습니다.

 

2. 레이저 용접 2.0 단계: 고속-용접 기술

파워 배터리 시장의 급속한 확장으로 인해 생산 라인 용량 수요가 크게 증가하여 용접 속도가 점차 150~200mm/s로 증가하고 있습니다. 고속 용접 요구 사항을 충족하기 위해 장비 구조가 업그레이드되었으며 선형 모터 드라이브 시스템이 점차 기존 서보 드라이브를 대체하여 보다 안정적인 용접 궤적 제어를 달성했습니다.

 

이 단계에서 업계에서는 신에너지 자동차 알루미늄 배터리 케이스의 용접 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 공정 솔루션을 연구하기 시작했습니다. 예를 들어, 레이저 스폿 크기, 레이저 출력 및 용접 매개변수를 조정하여 용접 품질을 최적화했습니다. 동시에 일부 연구에서는 다양한 빔 조합을 사용하여 용접 침투 및 용접 폭을 향상시켜 용접 안정성을 향상시키는 멀티-레이저 복합 용접 방식을 제안했습니다.

 

또한 이 단계에서는 고주파 진동 용접 기술도 적용되었습니다.- 이 기술은 용접 공정 중에 레이저 빔이 고주파로 진동하도록 제어하여 용접 키홀에 동적 회전 구조를 생성함으로써 용융 풀의 흐름 상태를 개선합니다. 이 방법은 용접 다공성을 효과적으로 줄이고 용접 균일성을 개선하며 용접 공정의 조립 오류 적응성을 향상시켜 알루미늄 하우징이 포함된 배터리 팩과 같은 복잡한 배터리 구성 요소에 상당한 이점을 제공합니다.

 

3. 레이저 용접 3.0 스테이지: 초-고속-용접 기술

레이저 기술이 지속적으로 발전함에 따라 새로운 고출력 광섬유 레이저는 포인트링 복합 빔 구조와 같은 특수한 스폿 형태를 출력할 수 있습니다.- 이러한 빔은 중앙의 고{3}에너지 지점을 통해 깊은 용입 용접을 달성하고, 외부 링 빔은 추가 열 입력을 제공하여 열 영향 영역을 확장-하고 용융 풀 구조를 안정화합니다.

 

이 기술은 높은 용접 품질을 유지하면서 용접 속도를 300mm/s까지 더욱 향상시킵니다. 딥드로잉 알루미늄 배터리 하우징과 같은-고정밀 알루미늄 쉘 구조의 경우 이 솔루션은 용접 안정성을 보장하면서 생산 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

 

또한 포인트-링 빔 기술은 우수한 프로세스 호환성을 제공합니다. 레이저 출력 분포와 스폿 패턴을 조정함으로써 다양한 두께의 쉘의 용접 요구 사항에 적응할 수 있으므로 팩 알루미늄 하우징 및 기타 다중 사양 배터리 쉘 생산에 널리 적용할 수 있습니다.{2}}

 

 

 

레이저 용접 기술은 알루미늄-케이스 배터리 제조에 여러 가지 이점을 제공합니다.

 

첫째, 레이저 용접의 집중된 에너지는 고정밀 용접을 가능하게 하고 -열 영향부를 줄여 -각형 리튬{2}}이온 배터리용 알루미늄 쉘의 구조적 강도와 치수 안정성을 유지합니다.

 

둘째, 높은 수준의 자동화를 자랑하여 배터리 생산 라인과의 고도의 통합이 가능하고-대규모 생산이 가능하며 전반적인 생산 효율성이 향상됩니다.

 

또한 레이저 용접은 우수한 기밀성 제어를 제공하며 이는 알루미늄 합금 각형 배터리 케이스와 같이 엄격한 밀봉이 요구되는 배터리 구조에 특히 중요합니다.

 

마지막으로, 고속 용접 기술을 적용하면 생산 비용이 크게 절감되어 배터리 알루미늄 하우징이 전력 배터리 및 에너지 저장 시스템에 더욱 널리 사용됩니다.

 

 

 

새로운 에너지 산업의 지속적인 발전과 함께 알루미늄-케이스 배터리 제조 기술은 더 높은 효율성, 더 높은 안정성 및 더 높은 자동화를 향해 계속해서 발전할 것입니다. 미래의 레이저 용접 장비는 지능형 제어 시스템을 통해 용접 품질을 최적화하는 동시에 용접 속도를 더욱 높일 것입니다.

 

동시에 배터리 구조 설계는 더 얇은-벽 구조, 더 높은 강도의-재료, 더 복잡한 케이스 모양 등을 통해 지속적으로 최적화될 것입니다. 이러한 변화로 인해 고성능 전원 배터리의 제조 요구 사항을 충족하기 위해 각형 셀 알루미늄 쉘과 리튬 셀 알루미늄 쉘에 대한 용접 기술이 지속적으로 업그레이드될 것입니다.

 

 

레이저 용접 기술의 발전으로 -각형 알루미늄 케이스 배터리의 대규모 생산이 크게 촉진되었습니다-. 초기 저속-용접부터 고속-진동 용접, 그리고 스팟-링빔 초-고속-용접 기술까지 용접 효율성과 품질이 지속적으로 향상되어 전력 배터리 및 에너지 저장 배터리 산업의 핵심 제조 기반을 제공합니다.

 

신에너지 자동차 및 에너지 저장 산업의 지속적인 성장으로 인해 리튬{0}이온 배터리 셀용 고성능 알루미늄 쉘과 신에너지 자동차 알루미늄 배터리 케이스에 대한 수요가 더욱 확대될 것이며, 레이저 용접 기술은 미래 배터리 제조 시스템에서 훨씬 더 중요한 역할을 하게 될 것입니다.

 

 

우리는 신에너지 배터리용 구조 부품의 정밀 제조에 중점을 두고 있으며, 전력 배터리 및 에너지 저장 시스템을 위한 매우 안정적인 알루미늄 쉘 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 이 회사는 딥드로잉 알루미늄 배터리 하우징의 다양한 사양을 제공합니다.인산철리튬 전지용 알루미늄 쉘, 신 에너지 차량, 배터리 모듈 및 에너지 저장 시스템에 널리 사용되는 각형 셀 알루미늄 쉘. 고급 딥 드로잉 성형 기술과 엄격한 품질 관리 시스템을 통해 알루미늄 하우징이 포함된 배터리 팩 및 알루미늄 합금 각형 배터리 케이스 제품은 고강도, 높은 밀봉 및 높은 일관성에 대한 제조 요구 사항을 충족하여 고객에게 안정적이고 신뢰할 수 있는 배터리 구조 구성 요소 솔루션을 제공합니다.