Tecnologia de soldagem do conector do módulo de bateria de alimentação e tendências de aplicação

 

Contra o rápido desenvolvimento da nova indústria de veículos energéticos, as baterias de lítio, como componentes principais, têm um papel crucial a desempenhar na segurança, condutividade e confiabilidade. Nos módulos de bateria de potência, a estrutura de conexão condutiva entre as células e entre os barramentos do módulo impacta diretamente a eficiência de fabricação da bateria, a automação e o desempenho do serviço.

 

Entre eles, barramentos flexíveis laminados de cobre, conectores de folha de cobre e barramentos de folha de cobre se tornaram as soluções de conexão elétrica mais comuns para sistemas de baterias leves e de alta-densidade-de energia.

 

 

Os conectores do módulo de bateria de alimentação normalmente utilizam uma estrutura de empilhamento composto de múltiplas-camadas. Ao empilhar, soldar ou unir-por difusão diversas camadas de cobre ou folha de alumínio, eles formam um conector flexível, compensador e altamente condutor. Este design absorve pequenos deslocamentos causados ​​pela expansão da célula, reduzindo assim o estresse mecânico na conexão.

 

Por exemplo, o barramento de cobre flexível multicamadas para estrutura de painel não é usado apenas para conexões internas dentro de módulos de bateria, mas também é amplamente utilizado em painéis de alta-tensão e sistemas de gerenciamento de energia.

 

O design personalizado do barramento laminado de cobre com revestimento de estanho evita efetivamente a oxidação, melhora a condutividade da superfície e aumenta a estabilidade da soldagem.

 

 

1. Barramento de bateria de energia de armazenamento flexível de folha de cobre

Os conectores do módulo de bateria de alimentação normalmente utilizam estruturas retangulares, trapezoidais ou trapezoidais, revestidas com folha de cobre banhada a níquel- ou estanhado-para aumentar a resistência à corrosão e a condutividade elétrica. Antes da soldagem, a superfície da folha de cobre passa por polimento e limpeza de precisão para garantir uma soldagem estável sem danificar o revestimento.

 

Os conectores de folha estanhada para baterias elétricas mantêm excelente condutividade elétrica em altas temperaturas e evitam a oxidação da superfície pós{0}}soldagem. Da mesma forma, a tecnologia de soldagem de barramentos laminados com folha de cobre usa soldagem por difusão ou ultrassônica de múltiplas camadas de folha de cobre para obter uma conexão elétrica robusta, atendendo aos requisitos de alta corrente e alta confiabilidade das baterias de energia.

 

Em comparação com conectores de níquel puro ou de aço{0}niquelado, os conectores laminados de cobre-níquel oferecem uma melhor combinação de condutividade, custo e soldabilidade. Com a tendência de módulos leves, o controle da espessura dos conectores de folha de cobre tornou-se uma área chave de otimização do projeto.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Conectores flexíveis de alumínio

Além do cobre, alguns módulos utilizam barramentos compostos de alumínio ou cobre-alumínio para reduzir o peso do sistema. Os conectores flexíveis de alumínio ainda apresentam vantagens em sistemas de armazenamento de energia com menor densidade de corrente e maior sensibilidade ao custo, mas são ligeiramente inferiores ao cobre em termos de condutividade e resistência à corrosão.

 

 

O método de soldagem entre células de bateria de energia, barramentos e fitas condutoras é crucial para o desempenho do sistema e a eficiência da produção. Atualmente, a indústria adota principalmente os três processos a seguir:

 

(1) Soldagem por Resistência

A soldagem por resistência utiliza o calor de resistência como fonte de energia, e o efeito térmico formado pela corrente na superfície de contato da peça plastifica e combina o metal. Esse equipamento de processo é simples e-de baixo custo, adequado para soldar conectores de folha de cobre e pólos de células de bateria, e é o método principal na fabricação inicial de baterias de energia.

 

No entanto, com o aumento dos requisitos de automação, a soldagem por resistência foi gradualmente substituída por soldagem a laser e soldagem por difusão de alta-eficiência e maior{1}}precisão.

 

(2) Soldagem a Laser

A soldagem a laser usa um feixe de laser de alta densidade de-energia-como fonte de calor e tem as vantagens de alta precisão de soldagem, pequena zona-afetada pelo calor e baixa deformação. Este processo pode ser integrado a robôs industriais para obter uma montagem de módulos totalmente automatizada.

 

Ao soldar conectores de folha laminada de cobre (conectores de folha laminada de cobre) ou barramentos flexíveis de cobre para bateria de lítio (barramentos de cobre flexíveis de bateria de lítio), a soldagem a laser pode controlar efetivamente a profundidade de penetração e a morfologia da poça fundida para garantir estabilidade elétrica e consistência de aparência.

 

(3) Soldagem por difusão de polímero

A conexão flexível para soldagem por difusão de resistência de folha de cobre é uma tecnologia de soldagem avançada que surgiu nos últimos anos. Seu princípio é obter ligação metalúrgica por meio de micro-deformação plástica e difusão atômica sob determinadas temperaturas e pressões.

 

Esse processo não requer o uso de nenhum fluxo e pode alcançar conexões de nível molecular-de alta-força e baixa{1}}resistência. É particularmente adequado para a produção de produtos de alta-confiabilidade, como soldagem de barramento laminado de folha de cobre e barramento de bateria de energia de armazenamento flexível de folha de cobre.

 

Como a superfície de contato após a soldagem por difusão pode suportar flexões, colisões e vibrações-de longo prazo, ela tem sido amplamente promovida em novas baterias de energia e sistemas de armazenamento de energia.

 

Além disso, a máquina de solda por difusão adota uma estrutura de transformador de baixa-tensão e alta{1}}frequência, o que pode efetivamente reduzir o risco de ignição e melhorar a segurança e a estabilidade do equipamento. Essa tecnologia fornece alta-confiabilidade e caminho de processo padronizado para novos sistemas de conexão de baterias de energia.

 

 

 

Com a atualização acelerada da nova indústria de energia, os requisitos para conectores em módulos de baterias de energia estão aumentando constantemente. Novas soluções condutoras flexíveis, como barramentos flexíveis laminados de cobre e conectores de folha estanhada para baterias elétricas, estão gradualmente substituindo as tradicionais estruturas de conexão rígidas.

 

No futuro, sistemas de fabricação automatizados que combinem soldagem por difusão por resistência de folha de cobre, conexões flexíveis combarramento laminado de folha de cobrea soldagem se tornará uma tendência chave na tecnologia de conexão de módulos de bateria de energia.

Esta tendência não só ajudará a melhorar a condutividade elétrica e o desempenho do gerenciamento térmico, mas também conduzirá os sistemas de armazenamento de energia a uma maior densidade de potência, menor peso e maior confiabilidade.