Kynning á suðuaðferðum og ferlum fyrir kraftlitíumjónarafhlöður

Sanngjarnt val á suðuaðferðum og ferlum í framleiðsluferli rafhlaðna litíumrafhlöðu mun hafa bein áhrif á kostnað, gæði, öryggi og samkvæmni rafhlöðunnar. Næst skulum við skipuleggja innihaldið um suðu á kraftlitíum rafhlöðum.

1. Meginreglur leysisuðu

Lasersuðu nýtir framúrskarandi stefnu og mikla aflþéttleika leysigeisla til að vinna. Í gegnum sjónkerfi er leysigeislinn einbeittur að mjög litlu svæði og myndar mjög einbeitt hitagjafasvæði við soðna samskeytin á mjög stuttum tíma og bráðnar þannig soðið hlutinn og myndar traustan lóðmálm og suðusaum.

2. Laser suðu gerð

Varmaleiðingarsuðu og djúpsuðu

Laser hitaleiðni suðu er mynduð með leysiraflþéttleika upp á 105-106w/cm2 og leysir djúpsuðu er mynduð með leysiraflþéttleika upp á 105-106w/cm2

Suðusuðu og saumsuðu

Gatsuðu, tengihlutir þurfa ekki gata og vinnslan er tiltölulega einföld. Í gegnumsuðu þarf mikla leysisuðuvél. Innsogsdýpt gegnumsuðu er minni en saumsuðu og áreiðanleiki hennar er tiltölulega lélegur.

Í samanburði við gegnumsuðu þarf saumasuða aðeins smærri leysisuðuvél. Skurðsuðudýpt saumsuðu er meiri en gegnumsuðu og áreiðanleiki hennar er tiltölulega góður. En tengihlutinn þarf að kýla, sem gerir vinnsluna tiltölulega erfiða.

Púlsleysissuðusýni

Stöðug lasersuða sýna

Við suðu á kraftlitíum rafhlöðum munu suðutæknimenn velja viðeigandi leysi- og suðuferlisbreytur byggðar á rafhlöðuefni viðskiptavinarins, lögun, þykkt, togkröfur osfrv., þar á meðal suðuhraða, bylgjuform, hámarksgildi og hallahorn. suðuhaus, til að stilla sanngjarnar breytur fyrir suðuferli til að tryggja að endanleg suðuáhrif uppfylli kröfur framleiðanda afllitíum rafhlöðunnar.

Einbeitt orka, mikil suðunýting, mikil vinnslunákvæmni og mikið hlutfall suðudýptar og breiddar. Auðvelt er að stilla leysigeislann í fókus, stilla hann upp og stýra honum með sjóntækjum. Það er hægt að setja það í viðeigandi fjarlægð frá vinnustykkinu og hægt að stýra því á milli festinga eða hindrana í kringum vinnustykkið. Ekki er hægt að nýta aðrar suðuaðferðir að fullu vegna áðurnefndra staðbundinna takmarkana.

Lítið hitainntak, lítið hitaáhrifasvæði og lítil afgangsspenna og aflögun vinnustykkisins; Hægt er að stjórna suðuorku nákvæmlega, suðuáhrifin eru stöðug og suðuútlitið er gott;

Snertilaus suðu, ljósleiðaraskipti, gott aðgengi og mikil sjálfvirkni. Þegar suðu er þunnt eða fínt vír er ekkert vandamál með endurflæði eins og bogasuðu. Rafhlöðusellurnar sem notaðar eru fyrir litíum rafhlöður eru venjulega gerðar úr léttara áli og þynnri, vegna léttrar meginreglunnar. Almennt þarf að skel, hlíf og botn séu undir 1.0mm og almennir framleiðendur eru nú með grunnefnisþykkt um 0.8mm.

Erfiðleikar við leysisuðuferli

Sem stendur eru rafhlöðuskeljar úr áli meira en 90% af allri litíum rafhlöðunni. Erfiðleikarnir við suðuna liggja í afar mikilli endurkastsgetu álblöndunnar við leysir, mikilli næmni gashola meðan á suðuferlinu stendur og óumflýjanleg tilvik sumra vandamála og galla við suðu, þar á meðal mikilvægustu eru gashola, heitar sprungur, og sprenging.

Í leysisuðuferli álblöndu eru tvær mikilvægar gerðir svitahola sem hætta er á að eiga sér stað: vetnishola og svitahola sem stafa af því að loftbólur springa. Vegna hraðs kælingarhraða leysisuðu er vandamálið með vetnishola alvarlegra og einnig er til viðbótar tegund hola sem stafar af hruni lítilla hola í leysisuðu.

Hot crack vandamál. Álblöndur er dæmigerð eutectic tegund álfelgur sem er viðkvæmt fyrir heitum sprungum við suðu, þar á meðal suðukristöllunarsprungur og HAZ vökvasprungur. Vegna aðskilnaðar íhluta á suðusvæðinu verður eutectic aðskilnaður og bráðnun á kornamörkum. Við álagsaðstæður myndast vökvasprungur við kornamörk, sem dregur úr afköstum soðnu samskeytisins.

Sprengingarvandamál (einnig þekkt sem skvetta). Það eru margir þættir sem geta valdið sprengingum, svo sem hreinleika efnisins, hreinleika efnisins sjálfs og eiginleika efnisins sjálfs. Afgerandi notkun er stöðugleiki leysisins. Yfirborðsútskot, svitaholur og innri loftbólur á skelinni. Aðalástæðan er sú að þvermál trefjakjarna er of lítið eða leysiorkan er of hátt stillt. Það er ekki þannig að sumir birgjar leysibúnaðar halda því fram að því betri sem gæði geisla eru, því betri suðuáhrif. Góð geislafæði henta vel fyrir yfirborðssuðu með stærri inndælingardýpt. Að finna viðeigandi ferlibreytur er lykillinn að lausn vandamála.

Aðrir erfiðleikar

Mjúkur pakka eyrnasuða krefst mikilla suðubúnaðar og stangareyrað verður að þrýsta þétt til að tryggja suðuúthreinsun. Það getur náð háhraða suðu á flóknum ferlum eins og S-laga og spírallaga, aukið samskeyti svæði suðunnar og styrkt suðustyrkinn.

Suða sívalur rafhlöðufrumna er mikilvæg fyrir suðu jákvæðu rafskautsins. Vegna þunnrar skeljar neikvæða rafskautsins er mjög auðvelt að suða í gegn. Eins og er, nota sumir framleiðendur neikvæða rafskautssuðulausa ferlið, en jákvæða rafskautið notar leysisuðu.

Þegar ferhyrndar rafhlöðusamsetningar eru soðnar er stöngin eða tengihluturinn mengaður og þykkur. Þegar tengistykkið er soðið, brotna mengunarefnin niður, sem getur auðveldlega myndað suðusprengingarpunkta og valdið holum; Rafhlöður með þunnum skautum og burðarhlutum úr plasti eða keramik undir eru viðkvæmt fyrir því að suða í gegn. Þegar stöngin er lítil er líka auðvelt fyrir suðuna að víkja og valda plastskemmdum og mynda sprengipunkta. Ekki nota fjöllaga tengi þar sem svitahola eru á milli laganna, sem gerir það erfitt að lóða fast.

Mikilvægasta ferlið í suðuferli ferhyrndra rafgeyma er umbúðir skelhlífarinnar, sem er skipt í topphlíf og botnhlífarsuðu í samræmi við mismunandi stöður. Sumir rafhlöðuframleiðendur nota djúpteikningartækni til að framleiða rafhlöðuhylki vegna þess að rafhlöðurnar eru litlar sem þeir framleiða, sem krefst aðeins suðu á topphlífinni.

Square power litíum rafhlaða hlið suðu sýnishorn

Suðuaðferðirnar fyrir ferhyrndar rafhlöður skiptast aðallega í hliðarsuðu og toppsuðu. Mikilvægi kosturinn við hliðarsuðu er að hún hefur minni áhrif á innra hluta rafhlöðunnar og skvett kemst ekki auðveldlega inn í innri hlið hlífarinnar. Vegna möguleika á útskotum eftir suðu, sem getur haft lítilsháttar áhrif á síðari samsetningarferlið, krefst hliðarsuðuferlið mjög mikla stöðugleika leysisins og hreinleika efnisins. Efsta suðuferlið, vegna suðu á einu yfirborði, hefur tiltölulega litlar kröfur um samþættingu suðubúnaðar og einfalda fjöldaframleiðslu. Hins vegar eru líka tveir ókostir. Í fyrsta lagi getur lítið magn af skvettum komið inn í rafhlöðuklefann við suðu og í öðru lagi geta miklar vinnslukröfur fyrir framhluta skeljar leitt til kostnaðarvandamála.

5. Þættir sem hafa áhrif á suðugæði

Lasersuðu er nú mikilvæg aðferð sem mjög mælt er með fyrir hágæða rafhlöðusuðu. Lasersuðu er ferlið við háorku leysigeislun á vinnustykki, sem veldur mikilli aukningu á vinnuhita, bráðnar og endurtengja vinnustykkið til að mynda varanlega tengingu. Lasersuðu hefur góðan skurðstyrk og rifþol. Gæðamatsskilyrðin fyrir rafhlöðusuðu eru meðal annars leiðni, styrkur, loftþéttleiki, málmþreyta og tæringarþol.

Það eru margir þættir sem hafa áhrif á gæði leysisuðu. Sum þeirra eru mjög sveiflukennd og hafa töluverðan óstöðugleika. Hvernig á að stilla og stjórna þessum breytum á réttan hátt, þannig að hægt sé að stjórna þeim innan viðeigandi sviðs við háhraða og stöðugt leysisuðuferli, til að tryggja suðugæði. Áreiðanleiki og stöðugleiki suðumyndunar eru mikilvæg atriði sem tengjast hagkvæmni og iðnvæðingu leysisuðutækni. Mikilvægir þættir sem hafa áhrif á gæði leysisuðu eru suðubúnaður, ástand vinnustykkisins og ferlibreytur.

1) Suðubúnaður

Mikilvægustu gæðakröfurnar fyrir leysigeisla eru geislahamur, úttaksstyrkur og stöðugleiki. Geislahamurinn er mikilvægur vísbending um gæði geisla. Því lægri sem röð geislahamsins er, því betri er fókusafköst geisla, því minni bletturinn, því meiri aflþéttleiki undir sama laserafli og því meiri er dýpt og breidd suðusaumsins. Almennt þarf grunnstilling (TEM00) eða lægri röð, annars er erfitt að uppfylla kröfur um hágæða leysisuðu. Sem stendur standa innlendir leysir enn frammi fyrir ákveðnum erfiðleikum hvað varðar gæði geisla og stöðugleika aflgjafa fyrir leysisuðu. Frá sjónarhóli erlendra aðstæðna er geislagæðin og úttaksstöðugleiki leysis nú þegar nokkuð hár og mun ekki verða vandamál við leysisuðu. Mikilvægasti þátturinn sem hefur áhrif á suðugæði í ljóskerfum er fókuslinsan, sem venjulega notar brennivídd á milli 127 mm (5 tommu) og 200 mm (7,9 tommu). Lítil brennivídd er gagnleg til að minnka mittisblettþvermál fókusgeislans, en að vera of lítil getur auðveldlega leitt til mengunar og skvettskemmda meðan á suðuferlinu stendur.

Því styttri sem bylgjulengdin er, því hærra er frásogshraðinn; Almennt hafa efni með góða leiðni mikla endurkastsgetu. Fyrir YAG leysigeisla er endurskin silfurs 96%, ál er 92%, kopar er 90% og járn er 60%. Því hærra sem hitastigið er, því hærra er frásogshraðinn, sem sýnir línulegt samband; Yfirleitt getur yfirborðshúðun með fosfati, kolsvarti, grafíti osfrv. bætt frásogshraðann.

2) Ástand vinnustykkis

Lasersuðu krefst vinnslu á brúnum vinnustykkisins, með mikilli samsetningarnákvæmni, ströngri jöfnun á milli blettsins og suðusaumsins, og upprunaleg samsetningarnákvæmni og blettajöfnun vinnustykkisins getur ekki breyst vegna hitauppstreymis suðu meðan á suðuferlinu stendur. Þetta er vegna þess að leysibletturinn er lítill og suðusaumurinn er þröngur. Almennt er engum fyllingarmálmi bætt við. Ef samsetningin er ekki þétt og bilið er of stórt, getur geislinn farið í gegnum bilið og getur ekki brætt grunnefnið, eða valdið augljósum undirskurði eða lægð. Ef frávikið milli blettsins og saumsins er örlítið stórt getur það valdið ófullkominni samruna eða ófullkominni suðu. Þess vegna ætti bilið á milli tengikvíar og samsetningar aðalborðsins og fráviks punktastillingarinnar ekki að vera meiri en {{0}},1 mm og misjöfnunin ætti ekki að vera meiri en 0,2 mm. Í raunverulegri framleiðslu er stundum ekki hægt að nota leysisuðutækni vegna vanhæfni til að uppfylla þessar kröfur. Til að ná góðum suðuárangri ætti leyfilegt bil fyrir bryggju og skörun að vera stjórnað innan 10% af þykkt þunnu plötunnar.

Vel heppnuð leysisuðu krefst náinnar snertingar á milli soðnu undirlagsins. Þetta krefst vandlega aðhalds á hlutunum til að ná sem bestum árangri. Og þetta er erfitt að gera vel á þunnt skauteyra undirlag vegna þess að það er hætt við að beygja rangstöðu, sérstaklega þegar skauta eyrað er innbyggt í stórar rafhlöðueiningar eða íhluti.

3) Suðufæribreytur

1) Mikilvægasti þátturinn sem hefur áhrif á suðubreytur leysisuðuhams og stöðugrar suðumyndunar er aflþéttleiki leysipunktsins. Áhrif þess á suðustillingu og stöðugleika suðumyndunar eru sem hér segir: eftir því sem aflþéttleiki leysiblettsins eykst verður hann stöðugri hitaleiðni suðu, óstöðug suðu og stöðug djúpsuðu.

Aflþéttleiki leysiblettsins er ákvörðuð af leysirafli og staðsetningu geislafókussins, miðað við ákveðinn geislaham og brennivídd fókusspegilsins. Aflþéttleiki leysisins er í réttu hlutfalli við leysiraflið. Áhrif brennivíddsstöðu hafa ákjósanlegt gildi; Þegar fókus geislans er í ákveðinni stöðu undir yfirborði vinnustykkisins (innan bilsins 1-2 mm, fer eftir plötuþykkt og færibreytum), er hægt að fá ákjósanlegasta suðusauminn. Ef vikið er frá þessari ákjósanlega fókusstöðu mun yfirborðsbletturinn á vinnustykkinu aukast, sem veldur lækkun á aflþéttleika. Innan ákveðins sviðs mun það valda breytingu á formi suðuferlisins.

Áhrif suðuhraða á form og stöðugleika suðuferlisins eru ekki eins mikilvæg og leysiraflið og fókusstöðu. Aðeins þegar suðuhraði er of hár, kemur fram vanhæfni til að viðhalda stöðugu djúpsuðuferli vegna lágs hitainntaks. Við raunverulega suðu ætti að velja stöðuga djúpsuðu eða stöðuga hitaleiðni suðu miðað við kröfur suðunnar um gegnumdýpt og koma í veg fyrir óstöðuga suðu.

(2) Á sviði djúpsuðusuðu, áhrif suðustærða á djúpsuðudýpt: innan stöðugs djúpsuðusviðs, því hærra sem leysiraflið er, því meira er gegnumsuðudýpt, með samband sem er um það bil 0 .7 kraftur; Því meiri sem suðuhraðinn er, því grynnri er inndýpt. Þegar fókusinn er í ákjósanlegri stöðu við ákveðnar leysirafl- og suðuhraðaaðstæður, verður hámarksdýpt. Ef það víkur frá þessari stöðu minnkar inndýptin og verður jafnvel óstöðug eða stöðug hitaleiðni suðu.

(3) Áhrif hlífðargass, mikilvæg notkun þess er að vernda vinnustykkið gegn oxun meðan á suðuferlinu stendur; Verndaðu fókuslinsuna gegn mengun úr málmgufu og skvettum vökvadropa; Dreifið blóðvökvanum sem myndast við afkastamikil leysisuðu; Kældu vinnustykkið og minnkaðu hitaáhrifasvæðið.

Varnargasið er venjulega argon eða helíum og köfnunarefni er einnig hægt að nota fyrir þá sem hafa litlar kröfur um augljós gæði. Tilhneiging þeirra til að framleiða plasma er verulega frábrugðin: helíumgas, vegna mikillar jónunarhleðslu og hraðrar hitaleiðni, hefur minni tilhneigingu til að framleiða plasma en argongas við sömu aðstæður og fær þannig meiri bræðsludýpt. Innan ákveðins sviðs, þegar flæðihraði hlífðargassins eykst, eykst tilhneigingin til að bæla plasma, sem leiðir til aukningar á bræðsludýpt. Hins vegar, þegar það nær ákveðnu bili, hefur það tilhneigingu til að koma á stöðugleika.

(4) Vöktunargreining á hverri færibreytu: Meðal suðuþáttanna fjögurra er auðvelt að fylgjast með suðuhraða og hlífðargasflæðishraða og viðhalda stöðugleika, en leysirafl og fókusstaða eru breytur sem geta sveiflast meðan á suðuferlinu stendur og erfitt er að fylgjast með . Þrátt fyrir að leysiraflið frá leysinum hafi mikla stöðugleika og auðvelt sé að fylgjast með því, mun leysiraflið sem nær til vinnustykkisins breytast vegna taps á leiðar- og fókuskerfum. Þetta tap er tengt gæðum, þjónustutíma og yfirborðsmengun sjónræns vinnustykkis, sem gerir það erfitt að fylgjast með og verður óviss þáttur í suðugæði. Fókusstaða geislans er ein af suðubreytunum sem hefur veruleg áhrif á suðugæði og er erfiðast að fylgjast með og stjórna. Sem stendur, í framleiðslu, er nauðsynlegt að treysta á handvirka aðlögun og endurteknar ferlitilraunir til að ákvarða viðeigandi brennipunktsstöðu til að ná æskilegri skarpskyggni. Hins vegar, meðan á suðuferlinu stendur, vegna aflögunar vinnustykkis, varma linsuáhrifa eða fjölvíddar suðu á staðbundnum línum, getur fókusstaðan breyst og farið yfir leyfilegt svið.

Varðandi ofangreindar tvær aðstæður, annars vegar, ætti að nota hágæða og stöðuga sjónhluta og viðhalda þeim reglulega til að koma í veg fyrir mengun og viðhalda hreinleika; Á hinn bóginn er nauðsynlegt að þróa rauntíma eftirlits- og stjórnunaraðferðir fyrir leysisuðuferli, til að hámarka breytur, fylgjast með breytingum á leysirafli og fókusstöðu sem nær til vinnustykkisins, ná stjórn á lokuðu lykkju og bæta áreiðanleika og stöðugleiki leysisuðugæða.

Að lokum skal tekið fram að leysisuðu er bræðsluferli. Þetta þýðir að hvarfefnin tvö munu bráðna meðan á leysisuðuferlinu stendur. Þetta ferli er hratt, þannig að heildarhitainntak er lágt. En vegna þess að þetta er bræðsluferli geta brothætt millimálmsambönd með mikilli mótstöðu myndast við suðu á mismunandi efnum. Ál koparsamsetning er sérstaklega viðkvæm fyrir því að mynda millimálmsambönd. Sýnt hefur verið fram á að þessi efnasambönd hafi neikvæð áhrif á skammtíma rafmagns- og langtíma vélræna eiginleika örrafrænna tækjasamskipta. Áhrif þessara millimálmaefnasambanda á langtímaframmistöðu litíumjónarafhlöðu eru enn óviss.