리튬-이온 배터리 밀봉 핀의 용접 불량을 개선하는 방법은 무엇입니까?

실링 핀 용접은 각형 배터리의 최종 실링 공정입니다. 용접 불량은 셀 성능에 영향을 미치고 전해질 누출로 이어질 수도 있어 심각한 리튬-이온 배터리 안전 문제를 일으킬 수 있습니다.

1. 용접 불량/가용접: 용접 강도가 부족합니다. 인터페이스가 실제로 융합되지 않았습니다. 손이나 도구를 이용해 쉽게 떼어낼 수 있습니다.

2. 스파크/튀김: 용접 중에 격렬한 스파크가 발생하여 금속 입자가 튀게 됩니다. 이는 셀을 오염시키고 잠재적으로 분리기에 구멍을 낼 수 있습니다.

3. 용접: 과도한 에너지로 인해 밀봉 핀이나 밑에 있는 플라스틱 링이 용접되어 밀봉이 실패할 수 있습니다.

4. 과도하게 깊은 함몰: 과도한-용접은 밀봉 핀 재료의 과도한 용융을 유발하여 깊은 구덩이를 형성하고 기계적 강도를 약화시키며 방폭 기능에 영향을 미칩니다.-

5. 불연속 용접/다공성: 파손이나 구멍이 있는 용접이 불완전하면 밀봉 성능이 저하됩니다.

6. 산화/흑화: 용접 부위가 검거나 푸른 빛을 띠며 이는 용접 과정 중 산화되었음을 나타냅니다.

1. 재료

씰링 네일

청결도: 표면에 기름, 먼지, 산화물이 포함되어 있습니다. 사용 전 세척(플라즈마 세척, 초음파 세척 등)을 하여야 하며, 청결한 환경에서 보관 및 운반이 이루어져야 합니다.

도금: 도금(보통 니켈)의 두께가 고르지 않거나 접착력이 좋지 않거나 결함이 있습니다. 이로 인해 용접 중 저항이 고르지 않아 스패터가 발생하거나 용접이 약해질 수 있습니다. 해결책: 입고되는 재료에 대한 검사를 강화하고 금속현미경을 사용하여 도금 품질과 두께를 확인합니다.

평탄도: 밀봉 못 자체가 고르지 않아 케이싱과 맞물릴 때 틈이 생깁니다.

배터리 케이스

청결도: 충전 구멍 주변 영역의 청결도 중요합니다.

재료 및 도금: 케이스의 재료 및 도금(일반적으로 알루미늄 또는 강철)은 밀봉 못과 일치해야 합니다. 서로 다른 금속과 같은 호환되지 않는 재료는 용접하기 어렵고 부서지기 쉬운 금속간 화합물을 쉽게 형성합니다.

평탄도: 주입구가 위치한 평면이 고르지 않아 씰링 네일이 완전히 끼워지지 않습니다.

2. 장비 및 매개변수

이는 특히 레이저 용접에서 가장 일반적인 문제 영역입니다.

시작하기 전에자동 레이저 용접기매일: 보호 렌즈와 초점 렌즈를 점검하고 청소해야 합니다.

정기 교정: 레이저 초점이 작업물 표면에 올바르게 배치되었는지 확인하십시오(또는 공정 요구 사항에 따라 약간 오프셋됨).

용접 지점 모니터링 시스템 사용: 레이저 지점 품질을 실시간으로 모니터링합니다.

불안정한 에너지: 레이저 전력 감쇠 및 불안정한 출력.

해결 방법: 파워 미터를 정기적으로 사용하여 실제 레이저 출력 전력을 확인하고 교정하십시오.

부적절한 파형/펄스 설정: 펄스 용접은 일반적으로 못 용접 밀봉에 사용됩니다. 해결 방법: 펄스 파형(예: 천천히 상승 및 하강하는 파형은 스패터를 효과적으로 줄일 수 있음), 전력, 주파수 및 펄스 폭을 최적화합니다. 초기 전력은 너무 높아서는 안 됩니다. 다중-세그먼트 용접 프로세스를 사용하면 때로는 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.

잘못 정렬된 광학 경로/부정확한 초점: 이는 고르지 않은 용접과 집중된 에너지의 일반적인 원인입니다.

용접 속도: 속도가 너무 높으면 침투력이 부족해지며(가용접), 속도가 너무 낮으면 열 입력이 과도해집니다(연소-, 찌그러짐).

3. 처리방법

공구 및 설비

매치 클리어런스: 이는 중요한 요소입니다. 밀봉 핀과 배터리 케이스의 전해질 충전 구멍 사이의 끼워맞춤 간격은 엄격하게 제어되어야 합니다(보통 0.05mm 이내). 과도한 여유 공간은 -용접이 타거나 용접이 불완전해지는 원인이 됩니다.

클램핑 힘: 용접 중에는 씰링 핀을 케이싱에 단단히 누르기 위해 균일하고 적절한 힘을 가해야 합니다. 압력이 부족하면 틈이 생기고, 압력이 너무 많으면 케이싱이나 밀봉 핀이 변형됩니다.

동심도: 고정 장치는 밀봉 핀과 레이저 빔 사이의 완벽한 정렬을 보장해야 합니다. 해결책: 고정밀-윤곽 고정 장치를 설계하고 고정 장치의 마모를 정기적으로 점검하십시오.

용접 공정 사양

매개변수 창이 너무 좁음: 용접 공정 매개변수 창(즉, 각 매개변수의 허용 범위)을 너무 좁게 개발하면 생산 중 약간의 변동에도 불량이 발생할 수 있습니다. 해결책: 광범위한 DOE(Design of Experiment)를 통해 넓고 안정적인 프로세스 창을 찾으십시오.

공정 모니터링 부족: 용접 후 검사에만 의존하면-실시간으로 문제를 감지할 수 없습니다. 해결책: PLS(Pulse Surface Mount System) 및 적외선 열화상 장비와 같은 용접 프로세스 모니터링 시스템을 도입하여 각 용접 지점의 에너지 변동 및 온도 프로파일을 실시간으로 모니터링하고 이상 징후가 감지되면 즉시 경보를 발령합니다.

4. 측정 및 검사

불명확한 검사 기준: 명확하고 정량화 가능한 검사 기준이 부족합니다(예: 허용되는 압흔 깊이, 기공 직경 및 수량 기준 등).

파괴 테스트: 용접 품질을 확인하는 가장 직접적인 방법인 인열 테스트(용접된 밀봉 핀을 제거하여 용접 너겟의 크기와 모양 확인)를 정기적으로 수행합니다.

비파괴 테스트:-

육안 검사: 현미경을 사용하여 용접의 모양, 색상 및 연속성을 검사합니다.

기밀성 테스트: 이는 필수 검사 항목입니다. . 100%의 배터리 셀은 기밀성을 보장하기 위해 헬륨 누출 테스트를 거칩니다. X-선 검사: 내부 다공성, 균열 및 용접 깊이를 볼 수 있습니다.

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