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    中天和自動化:鋰離子動力電池成組連接方法簡述(三)

    文章來源: 深圳市中天和自動化設備有限公司 人氣:3102發表時間:2017-12-11 17:02:07

    中天和自動化:鋰離子動力電池成組連接方法簡述(三)

    2.平頭型極柱電池

      平頭型極柱的電池通常采用電阻焊焊接。電阻焊是工件組合后通過電極施加壓力,利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區域產生的熱,將焊件接觸點加熱到塑性或熔化狀態,然后使工件組合焊接到一起的焊接方法。該工藝地方優點為動力電池模組在組裝時,單體電池之間用連接片實現串聯或并聯,連接片通過電阻焊焊接到電池極端上面,組裝工序相對比較簡單;焊接過程不需要添加任何輔助性焊接材料,批量生產可實現機械自動化,設備成本相對激光焊機不高;對于動力電池模組,電芯之間采用電阻焊焊接加固完成后,電池模組的體積能量密度提高,質量能量密度提高(相對于螺栓或螺母機械鎖緊的連接工藝)。而缺點為電池之間的連接片材料有限制,對鋁與鋁焊接效果不理想等,后續電池模組中的單個電池難以拆卸更換,若要更換,需更換整個模組。

    平頭型極柱的電池也可采用激光焊接連接。激光焊是利用高能量的激光脈沖對工件需要加工區域進行局部加熱。激光輻射的能量通過熱傳導向材料內部擴散,將材料熔化后形成特定熔池來完成焊接的目的。該工藝主要具有以下一些優點:

    在組裝動力電池模組時,激光焊接的焊接精度高、強度高、焊接效率高;

    在大批量組裝生產時,更易于實現自動化生產,保證產品的一致性和質量;

    憑借激光焊焊接的優勢,電芯之間串聯或并聯的連接片都可用鋁材質代替銅連接片,如此可以提高焊接效率,焊接強度,減少生產材料成本,減輕電芯模組質量,進一步提高整車電芯模組的能量密度。而缺點主要為:

    連接片與電池焊接處的平整度要求高,焊接夾具需高精度滿足焊接精度要求;

    設備比較昂貴。

    長條形極耳聚合物電池成組組裝方式的爆炸圖

      3.條型極耳的聚合物電池(電芯)

      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)2種方式。

      (1)焊接

      焊接包括激光焊接或錫焊接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接成組工藝,都不利于更換單體電池。

      (2)不焊接(機械壓緊接觸式)

      不焊接即可拆卸替換聚合物電芯模組的連接結構與方法,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。長條形極耳聚合物電池組組裝方式的爆炸見圖9所示。

      圖9 長條形極耳聚合物電池成組組裝方式的爆炸圖

      筆者團隊發明的可拆卸替換的聚合物電芯模組成組方法,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。此外,電池組更換單體電池時只要卸下金屬板和金屬網卷繞體,將極耳弄直就可以快速取下需要更換的單體電池,避免了傳統極耳被錫焊接在鍍錫區所存在的缺陷,電池的質量也更輕,避免了以往傳統的焊錫工藝高溫對聚合物電池芯極耳處密封的損壞和焊接不良導致的虛焊,提高了組裝效率。在單體電池與外殼之間的縫隙中填滿低粘度液體膠并將其固化成具有彈性的膠體,該膠體介質具有阻燃、導熱的特性,有利于單體電池之間的溫度一致,同時具有隔絕單體電池與空氣接觸,防止熱失控的發生,提高電池組的安全性。

      

    此文關鍵詞:鋰離子動力電池,平頭型極柱電池,動力電池

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