Ce qui suit est un article présentant les procédés de soudage de base des cellules prismatiques et des cellules cylindriques, ainsi que leurs différences et méthodes de détection :
Procédés de soudage dans la production de batteries
Dans le domaine de la production de batteries au lithium, le soudage est un processus crucial pour l’assemblage de batteries. Les cellules prismatiques et les cellules cylindriques, deux types courants de cellules de batterie au lithium, ont des méthodes de soudage différentes. Les cellules prismatiques utilisent principalement le soudage au laser, tandis que les cellules cylindriques utilisent principalement le soudage par résistance.
Soudage laser pour cellules prismatiques
Introduction:
Le soudage au laser est une méthode de soudage largement utilisée dans la production de cellules prismatiques. Il utilise un faisceau laser à haute énergie pour fondre et lier localement les surfaces métalliques des bornes de la cellule. Cette méthode est très précise et permet d’obtenir une petite zone affectée par la chaleur, ce qui la rend adaptée au soudage de joints délicats ou petits.
Avantages:
Haute précision : la focalisation du laser permet un ciblage précis, assurant un soudage précis et fiable des bornes de la batterie.
Zone affectée par la chaleur minimale : Le soudage au laser produit une propagation minimale de la chaleur, réduisant le risque d’endommager les composants sensibles des cellules et préservant l’intégrité de la batterie.
Flexibilité avec les matériaux : Il est efficace pour divers métaux, notamment l’acier, le nickel et l’aluminium, offrant une large gamme d’applications.
Automatisable et rapide : Le soudage au laser est idéal pour les environnements de production à grand volume, permettant des soudures rapides et cohérentes, ce qui améliore l’efficacité de la production.
Inconvénients:
Équipement coûteux : Les systèmes de soudage au laser ont un coût initial élevé et peuvent nécessiter une maintenance spécialisée, ce qui augmente le coût d’investissement pour les fabricants.
Configuration et fonctionnement complexes : Il nécessite une expertise en matière d’alignement et d’étalonnage, ce qui le rend moins accessible aux petits fabricants sans personnel technique professionnel.
Exigences de sécurité : Les lasers de haute puissance nécessitent des protocoles de sécurité stricts, ce qui augmente la complexité opérationnelle et nécessite des mesures de sécurité supplémentaires.
Soudage par résistance pour cellules cylindriques
Introduction:
Le soudage par résistance, également connu sous le nom de soudage par points, est une méthode de soudage courante pour les cellules cylindriques. Il utilise un courant électrique contrôlé pour créer une chaleur localisée, en fusionnant une bande de nickel aux bornes positive et négative des cellules.
Avantages:
Largement utilisé : Le soudage par résistance est une méthode établie et fiable dans l’industrie des batteries, avec une longue histoire d’application.
Joints solides et durables : Il fournit des connexions sécurisées qui peuvent résister aux contraintes mécaniques, assurant la stabilité de la batterie.
Rentable : L’équipement de soudage par résistance est relativement abordable par rapport aux autres technologies de soudage, ce qui en fait un choix rentable pour les fabricants.
Convient à l’automatisation : Il est souvent utilisé dans les chaînes de montage automatisées, ce qui augmente l’efficacité de la production et réduit les coûts de main-d’œuvre.
Inconvénients:
Risque d’endommagement de la cellule : Un courant excessif ou un désalignement peut provoquer une surchauffe, endommager la cellule ou réduire sa durée de vie, nécessitant un contrôle minutieux des paramètres de soudage.
Précision limitée : Le soudage par résistance peut être moins précis que le soudage au laser, ce qui le rend difficile pour les matériaux plus minces ou les conceptions complexes.
Pas idéal pour les métaux dissemblables : Il a du mal à assembler des métaux hautement conducteurs comme le cuivre et l’aluminium, qui sont de plus en plus utilisés pour les onglets de cellules.
Détection des effets de soudage
Inspection visuelle :
L’inspection visuelle est une méthode de base pour détecter la qualité du soudage. Les inspecteurs vérifient les défauts visibles tels que les fissures, les pores ou les soudures inégales à la surface de la soudure. Cette méthode est simple et facile à réaliser, mais peut ne pas détecter les défauts internes.
Contrôle par ultrasons :
Le contrôle par ultrasons utilise des ondes sonores à haute fréquence pour détecter les défauts internes de la soudure. Les ondes sonores sont réfléchies lorsqu’elles rencontrent des défauts, et les signaux réfléchis sont analysés pour déterminer l’emplacement et la taille des défauts. Cette méthode est très sensible et peut détecter de petits défauts, garantissant ainsi la fiabilité de la soudure.
Essais de traction :
L’essai de traction est utilisé pour mesurer la résistance de la soudure. Un échantillon du joint soudé est séparé jusqu’à ce qu’il se rompe et la force nécessaire pour le rompre est mesurée. Cette méthode permet de déterminer avec précision la résistance de la soudure et de déterminer si elle répond aux exigences de conception.
Conclusion
En résumé, le soudage au laser et le soudage par résistance sont les principales méthodes de soudage pour les cellules prismatiques et les cellules cylindriques, respectivement. Le soudage au laser présente les avantages d’une haute précision, d’une zone affectée par la chaleur minimale et d’une flexibilité avec les matériaux, mais il est coûteux et nécessite une configuration et un fonctionnement complexes. Le soudage par résistance est largement utilisé, rentable et adapté à l’automatisation, mais il a une précision limitée et peut endommager les cellules s’il n’est pas bien contrôlé. Le choix de la méthode de soudage dépend des exigences spécifiques du processus de production de la batterie. Des méthodes de détection appropriées telles que l’inspection visuelle, le contrôle par ultrasons et les essais de traction sont essentielles pour garantir la qualité et la fiabilité des soudures. Qu’il s’agisse d’une machine de soudage laser ou d’une machine de soudage par points, ils jouent un rôle important dans la production de blocs-batteries. Choisir la bonne machine à souder et garantir la qualité du soudage sont essentiels aux performances et à la sécurité du bloc-batterie.
