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            鋰電池模組電芯連接為什么更需要激光焊接?

            鋰電池模組電芯連接為什么更需要激光焊接?

            • 發布時間:2021-12-11
            • 訪問量:374

            鋰電池模組電芯連接為什么更需要激光焊接?

            鋰動力電池模組是由多個單體電芯串并聯組裝而成,單體電芯之間連接與緊固,要求連接片與電池的極柱接觸電阻小、抗振動、牢靠程度高。無論是用激光焊焊接、電阻焊焊接還是螺栓機械鎖緊,都必須保證成組后的電池系統在電動車輛實際行駛過程中的可靠性和耐久度。在不同的動力電池系統設計需求里,其體積能量密度、質量比能量密度以及體積功率密度等都會與動力電池系統中單體電池之間連接結構與工藝相關。
            鋰電池模組電芯連接方式有哪些?
            鋰動力電池模組是將若干單體電芯通過導電連接件串并聯成一個電源,通過工藝、結構固定在設計位置,協同發揮電能充放存儲的功能??梢哉f模組的基本作用就是連接、固定和安全防護。常見的模組類型,根據電芯與導電母排的連接方式可以分成焊接、螺接、機械壓接三種形式。有研究表明,電芯單體與模組母排之間的連接方式,不僅僅影響制造效率,是否可以實現自動化,其對電池裝車以后的性能表現同樣會有不容忽視的影響。
            然而,要確保鋰動力電池模組的電氣連接接觸可靠并非易事,因鋰動力電池模組的電氣連接與需連接的若干單體電芯、連接器件、連接方式、連接工藝、連接材料等密切相關,其連接的可靠性不僅取決于連接器件本身的材料、結構與幾何尺寸等參數,電氣連接點處的大氣污染如塵土、腐蝕性氣體、濕度、溫度,都會直接影響連接可靠性。鋰動力電池模組中的電流在電氣連接部位傳導過程中,各種隨機因素都將影響到電氣連接的可靠性,如電流熱效應、電動力、外界大氣污染、溫度、濕度影響和電磁干擾等都會造成電氣連接接觸的不可靠。
            目前聚合物電芯的連接工藝,主要有焊接與不焊接(機械壓緊接觸式)的2種方式。

            1)焊接。焊接包括激光焊或錫焊2種。
            由于動力電池組面積大,超聲波焊頭位置不容易接觸,超聲波焊接很少被采用,激光焊接是較為理想的焊接方式。錫焊的高溫工藝對聚合物電芯極耳處的密封存在一定的風險,同時由于錫的比重大而造成電池組的質量增加;無論激光焊接或錫焊成組工藝,都不利于更換單體電池。

            2)機械壓接。
            不焊接即可拆卸替換聚合物電芯模組的連接結構與方法,是以每個電芯作為獨立單元,將每個單元串并聯,且能夠保證每顆電池可拆卸和替換。這一工藝的優點主要是單顆電池可拆卸替換,解決了成組后單體電池不易更換的問題,提高了電池組的安全性。

            單體電池之間通常采用機械鎖緊的連接工藝,這一工藝的優點是組裝連接可以采用多種方式,易于拆卸、組裝連接簡單靈活;缺點是由于自身結構限制,相對于平頭型極柱,組裝過程需要增加金屬配件,電池模組質量有所增大。

            焊接的連接電阻小于螺接,是焊接明確的優點。同時,焊接的生產效率提升空間大,可以說總體上,焊接優于螺接。但也可以看到,螺接一般在大型電池上應用,其更強的導電能力得以凸顯,而效率低的劣勢被削弱了。
            機械壓接的好處在于拆裝靈活,后期維護以及二次回收利用成功率高。缺點是組裝效率難于大幅度提升,若機械連接結構設計不夠合理,則在長期的道路車輛運行環境下,接觸電阻發生變化的可能性高。

            新華鵬激光-方形鋁殼電池模組激光焊接設備

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