¿Cómo resolver el problema del tamaño inconsistente de las uniones de soldadura y el consumo inconsistente de pines de soldadura?
En la nueva tecnología energética actual que cambia rápidamente, las celdas cilíndricas son una parte importante de las baterías de iones de litio, y su rendimiento y proceso de fabricación están directamente relacionados con la eficiencia y seguridad general del paquete de baterías.
En el ensamblaje del PAQUETE de baterías de litio, es necesario conectar varias celdas cilíndricas en serie o en paralelo para cumplir con los requisitos de voltaje y capacidad requeridos. La máquina de soldadura por puntos de baterías de iones de litioes un dispositivo utilizado específicamente para el proceso de soldadura en el proceso de ensamblaje de baterías cilíndricas. Su principio de funcionamiento es utilizar una corriente grande momentánea para pasar a través de las pestañas de la batería y la barra colectora de la batería cilíndrica, de modo que el material metálico en el punto de contacto alcance el punto de fusión en poco tiempo, y luego el metal se fusiona debajo del Acción de presión para formar una unión de soldadura firme. Este método de soldadura se basa en el efecto térmico de resistencia. Cuando la corriente pasa a través de dos partes metálicas en contacto, debido a la resistencia del propio metal, según la ley de Joule (Q=I²Rt, donde Q es calor, I es corriente, R es resistencia y t es tiempo), el calor será generado en el punto de contacto, logrando así la soldadura.
Máquina automática de soldadura por puntos de doble cara
Sin embargo, en el proceso de soldadura de PACK de celdas cilíndricas, un fenómeno que no se puede ignorar, el efecto Peltier, a menudo plantea desafíos a la producción.
Desafíos del efecto Peltier en la soldadura de PACK de baterías cilíndricas
El efecto Peltier, descubierto por primera vez por el científico francés J.A.C. Peltier en 1834, es un fenómeno termoeléctrico. Cuando la corriente pasa a través de un circuito compuesto por dos conductores (o semiconductores) diferentes, se produce absorción o liberación de calor en la unión. Este fenómeno surge de la diferencia de niveles de energía de los portadores de carga en diferentes materiales. Cuando la carga pasa de un nivel de energía alto a un nivel de energía bajo, libera energía, lo que se manifiesta como liberación de calor; por el contrario, absorbe energía, que se manifiesta como absorción de calor. El efecto Peltier no sólo es reversible, sino que la intensidad de la absorción o liberación de calor está estrechamente relacionada con el tamaño de la corriente, las propiedades del conductor y la temperatura del extremo caliente.
La soldadura por resistencia de paquetes de baterías cilíndricas generalmente adopta soldadura paralela. Con este método de soldadura, incluso si los electrodos izquierdo y derecho están en las mismas condiciones de trabajo (presión de soldadura, material del electrodo, resistencia de contacto, corriente de soldadura, tiempo de encendido, etc.), los puntos de soldadura suelen ser desiguales a la izquierda y a la derecha. bien.
Entonces, ¿por qué hay problemas como "tamaño desigual de los puntos de soldadura izquierdo y derecho" y "longitud inconsistente de los electrodos izquierdo y derecho" cuando las condiciones de trabajo en los lados izquierdo y derecho son las mismas?
Esto se debe a que cuando se trata de la conexión de diferentes metales o materiales semiconductores, la corriente que pasa a través del punto de soldadura puede provocar una absorción o liberación de calor local. Si el calor es desigual, afectará la calidad de la soldadura e incluso el rendimiento de la batería.
Los puntos de soldadura desiguales izquierdo y derecho en la soldadura paralela son propensos a problemas como soldadura en frío, agujas pegadas y soldadura excesiva. Esto no sólo tiene un gran impacto en la calidad de soldadura del PACK, sino que además la velocidad de consumo de los electrodos en ambos lados es bastante diferente. El electrodo con agujas clavadas a la izquierda es más corto y el electrodo a la derecha es más largo; y la diferencia en la longitud de la aguja de soldadura causará una diferencia en la presión de soldadura entre las agujas izquierda y derecha, afectando la estabilidad de la calidad de la soldadura.
Para el efecto Peltier en la soldadura de paquetes de baterías cilíndricas, se pueden buscar soluciones efectivas a partir de los siguientes aspectos:
1. Ajuste la presión de soldadura: si se trata de una fuente de alimentación unipolar, cuando el lado izquierdo tiene agujas adhesivas y juntas de soldadura frías, la presión de soldadura en el lado izquierdo se puede reducir adecuadamente para que la presión de soldadura en el lado izquierdo sea menor que la del lado izquierdo. el lado derecho. De esta manera aumentará la resistencia de contacto R entre la batería izquierda y la pieza de conexión de níquel puro. De acuerdo con la fórmula de energía Q = 0.24I²Rt, después de encender la soldadura, la resistencia de la unión de soldadura izquierda aumenta y la energía de soldadura en el lado izquierdo también aumenta en consecuencia, lo que equilibrará la energía de soldadura en los lados izquierdo y derecho. .
2. Utilice una fuente de alimentación bipolar: después de encender la fuente de alimentación, primero libere una corriente de forma de onda positiva y luego libere una corriente de forma de onda negativa. Utilizando las características reversibles del efecto Peltier, el punto de absorción de calor bajo la forma de onda positiva se convierte en un punto de liberación de calor bajo la forma de onda negativa, lo que puede compensar la diferencia de soldadura entre los lados izquierdo y derecho de la forma de onda positiva. A través de la depuración, después de superponer los dos encendidos, se forman dos núcleos de soldadura de básicamente el mismo tamaño y se obtiene un residuo de soldadura relativamente uniforme.
3. Selección de materiales y pretratamiento: seleccione materiales con pequeño efecto termoeléctrico y buen rendimiento de soldadura, como conectores niquelados. La capa de niquelado no sólo mejora la soldabilidad del conector, sino que también debilita el efecto Peltier hasta cierto punto. Además, la superficie de la celda de la batería debe limpiarse minuciosamente antes de soldar para eliminar impurezas como el aceite inoxidable que puede afectar la calidad de la soldadura.
4. Utilice pasadores de soldadura de alta calidad: optimice el diseño de los pasadores de soldadura, seleccione materiales con calidad estable, mejore la resistencia a altas temperaturas y la resistencia al desgaste de los pasadores de soldadura, extienda aún más la vida útil de los pasadores de soldadura y reduzca la inconsistencia del tamaño de la junta de soldadura y Consumo de pasadores de soldadura causado por problemas de calidad de los pasadores de soldadura.
Agujas de soldadura de la máquina de soldadura por puntos de batería
5. Fortalezca las medidas de disipación de calor: instale dispositivos efectivos de disipación de calor en el área de soldadura, como disipadores de calor o protuberancias de columna de cobre para disipación de calor, para exportar rápidamente el calor generado durante el proceso de soldadura y reducir el impacto de los puntos de soldadura en el interior de la batería. celúla. Los topes de columna de cobre para disipación de calor son particularmente adecuados para el enfriamiento de puntos calientes debido a su pequeño tamaño y alta densidad, y pueden reducir eficazmente el aumento de temperatura local causado por el efecto Peltier.
6. Mecanismo de monitoreo y retroalimentación: establezca un mecanismo de monitoreo y retroalimentación en tiempo real para el proceso de soldadura, use sensores de temperatura y otros equipos para monitorear los cambios de temperatura en el área de soldadura y ajuste inmediatamente los parámetros de soldadura o tome otras medidas correctivas una vez Se encuentra alguna anomalía para garantizar la calidad y seguridad de la soldadura.
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