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 Automatic Battery Pack Assembly Line For ESS

はんだ接合部のサイズのばらつきとはんだピンの消費量のばらつきの問題を解決するにはどうすればよいですか?

December 06 , 2024
はんだ接合部のサイズのばらつき、はんだピンの消費量のばらつきの問題を解決するにはどうすればよいですか?

今日の急速に変化する新エネルギー技術において、円筒形セルはリチウムイオン電池の重要な部分であり、その性能と製造プロセスはバッテリーパックの全体的な効率と安全性に直接関係しています。


リチウム電池パックの組み立てでは、必要な電圧と容量の要件を満たすために、複数の円筒形セルを直列または並列に接続する必要があります。 リチウムイオン電池スポット溶接機円筒型電池の組立工程における溶接工程に特化した装置です。その動作原理は、円筒型電池の電池タブとバスバーに瞬間的な大電流を流すことにより、接点の金属材料が短時間で融点に達し、金属が下で融合することです。圧力の作用により、しっかりとしたはんだ接合が形成されます。この溶接方法は抵抗熱効果に基づいています。電流が接触している 2 つの金属部分を通過すると、金属自体の抵抗により、ジュールの法則 (Q=I²Rt、Q は熱、I は電流、R は抵抗、t は時間) に従って熱が発生します。接触点に発生する溶着により溶着が可能となります。

Automatic Double Sided Spot Welding Machine

自動両面スポット溶接機


しかし、円筒形セル PACK の溶接プロセスでは、ペルチェ効果という無視できない現象が生産に課題をもたらすことがよくあります。


円筒形電池パック溶接におけるペルチェ効果の課題



フランスの科学者 J.A.C. によって最初に発見されたペルチェ効果1834 年のペルチェは熱電現象です。 2 つの異なる導体 (または半導体) で構成される回路に電流が流れると、その接合部で熱の吸収または放熱が発生します。この現象は、異なる材料の電荷キャリアのエネルギーレベルの違いから発生します。電荷が高いエネルギー レベルから低いエネルギー レベルに移動すると、エネルギーが放出され、熱の放出として現れます。逆に、エネルギーを吸収し、熱吸収として現れます。ペルチェ効果は可逆的であるだけでなく、熱吸収または熱放出の強さは、電流サイズ、導体の特性、およびホットエンド温度と密接に関係しています。[46]
円筒形電池パックの抵抗溶接は、一般に平行溶接が採用されています。この溶接方法では、左右の電極が同じ作業条件(溶接圧力、電極材質、接触抵抗、溶接電流、通電時間など)であっても、左右で溶接箇所が不均一になることがよくあります。

では、なぜ左右の作業条件が同じなのに、「左右の溶接箇所の大きさが不均一」や「左右の電極の長さが不一致」などの問題が発生するのでしょうか?

これは、異なる金属や半導体材料を接続する場合、溶接点に流れる電流によって局所的な吸熱や放熱が生じる可能性があるためです。熱が不均一であると、溶接の品質に影響を与え、さらにはバッテリーの性能にも影響を及ぼします

平行溶接における左右の溶接箇所が不均一になると、冷間圧接、針刺し、溶接過多などのトラブルが発生しやすくなります。これはパックの溶接品質に大きな影響を与えるだけでなく、両側の電極の消耗速度も大きく異なります。左側の針が刺さった電極は短く、右側の電極は長くなります。また、溶接針の長さの違いにより、左右の針の加圧力に差が生じ、溶接品質の安定性に影響を及ぼします。

円筒形バッテリーパックの溶接におけるペルチェ効果については、次の側面から効果的な解決策を見つけることができます。

1. 溶接圧力の調整: ユニポーラ電源の場合、左側に針の粘着性と冷たいはんだ接合がある場合、左側の溶接圧力を適切に下げて、左側の溶接圧力を左側の溶接圧力より低くすることができます。右側。このようにして、左側のバッテリーと純ニッケル接続ピース間の接触抵抗 R が増加します。エネルギー公式 Q=0.24I²Rt によると、溶接に電源を投入すると、左側のはんだ接合部の抵抗が増加し、それに応じて左側の溶接エネルギーも増加し、左右の溶接エネルギーのバランスがとれます。 .

2. バイポーラ電源を使用します。電源をオンにした後、最初に正の波形電流を放出し、次に負の波形電流を放出します。ペルチェ効果の可逆特性を利用し、プラス波形下では吸熱点がマイナス波形下では放熱点となり、プラス波形の左右の溶接差を補うことができます。デバッグにより、2 つの電源投入を重ね合わせた後、基本的に同じサイズの 2 つの溶接コアが形成され、比較的均一な溶接残さが得られます。[68]。



3.材料の選択と前処理: ニッケルメッキコネクタなど、熱電効果が小さく、溶接性が良好な材料を選択します。ニッケルメッキ層はコネクタの溶接性を高めるだけでなく、ペルチェ効果をある程度弱めます。さらに、溶接の品質に影響を与える可能性のある防錆油などの不純物を除去するために、溶接前にバッテリーセルの表面を徹底的に洗浄する必要があります

4.高品質の溶接ピンの使用:溶接ピンの設計を最適化し、安定した品質の材料を選択し、溶接ピンの耐高温性と耐摩耗性を向上させ、溶接ピンの耐用年数をさらに延長し、はんだ接合部のサイズと寸法の不均一性を低減します。溶接ピンの品質問題による溶接ピンの消耗

Welding Needles of Battery Spot Welding Machine

バッテリースポット溶接機の溶接針


5.放熱対策の強化:溶接箇所に放熱銅柱バンプやヒートシンクなどの効果的な放熱装置を設置し、溶接時に発生する熱を速やかに外部に排出し、溶接点が電池内部に与える影響を低減します。細胞。放熱銅柱バンプは、サイズが小さく高密度であるため、ホット スポットの冷却に特に適しており、ペルチェ効果によって引き起こされる局所的な温度上昇を効果的に低減できます。

6. 監視とフィードバックのメカニズム: 溶接プロセスのリアルタイムの監視とフィードバックのメカニズムを確立し、温度センサーやその他の機器を使用して溶接領域の温度変化を監視し、異常が発生したら直ちに溶接パラメータを調整するか、その他の是正措置を講じます。溶接の品質と安全性を確保するために異常が見つかった

全自動ESS用リチウムイオン電池パック組立ライン


Acey New Energy は、リチウムイオン電池セルとパック用のハイエンド機器の研究と製造に特化しています。当社は高精度自動スポット溶接機の提供のみならず、円筒型、パウチセル、角型リチウムイオン電池パック組立ラインのワンストップソリューションを提供し、電池パックの分野における優れたパートナーとなるよう尽力いたします。専門的な技術、高品質の製品、行き届いたサービスを備えた円筒形バッテリー パック アセンブリで、お客様の効率的な生産の実現を支援します。

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