リチウムイオン電池製造における抵抗溶接の応用抵抗溶接は、効率的かつコスト効率の高い接続技術として、リチウムイオン電池の製造において重要な役割を果たします。新エネルギー車とエネルギー貯蔵システムの急速な発展に伴い、リチウムイオン電池の需要は年々増加しており、アジアの主要な貿易拠点である香港では、2022年にリチウム電池の輸入が前年比で増加しました。抵抗溶接は、そのシンプルさ、低コスト、大量生産への適性により、バッテリーメーカーにとって好ましい選択肢です。この記事では、リチウムイオン電池製造における抵抗溶接の主要な技術と応用ポイントについて説明します。 抵抗溶接の原理と設備抵抗溶接の原理の簡単な説明抵抗溶接の基本原理は、金属接触面に電流が流れるときに発生する抵抗熱を利用して局所的な金属を溶かして溶接継手を形成することです。溶接工程では、電極が接触面にしっかりとフィットするように圧力が加えられ、短時間で大きな電流が流れると、接触抵抗によってジュール熱が発生し、金属が塑性または溶融状態に達し、冷却後に強力な結合を形成します。この方法は、リチウムイオン電池内の銅やアルミニウムなどの導電性材料を接続する場合に特に適しています。 抵抗溶接機の種類の選択 - スポット溶接機:バッテリータブや接続プレートなどの小さな領域の溶接に適しており、熱影響部が小さく、変形が少ないという特徴があります
- シーム溶接機A: 気密接続を可能にするバッテリーシェルジョイントなど、連続溶接のニーズに使用されます
- 凸型溶接機: バッテリーバス接続でよく見られるプレハブのへこみを溶接するように設計されています
溶接品質に及ぼす抵抗溶接パラメータの影響リチウムイオン電池 検査技術 | パラメーター | 影響要因 | 範囲を調整する |
|---|
| 溶接電流 | カロリー量を直接決定します | 3-10kA(視材料厚さ) | | 溶接時間 | 熱の蓄積に影響を与える | 5-100ミリ秒 | | 電極圧力 | 制御された接触抵抗 | 50-500N | リチウムイオン 電池 溶接 コツリチウムイオン電池の抵抗溶接における重要なステップ電極の材質と接続の選択リチウムイオン電池の溶接では、銅とアルミニウムが最も一般的に使用される材料です。銅は導電性に優れていますが、酸化しやすいため、ニッケルメッキで処理する必要があります。アルミニウムは軽量ですが溶接が難しいため、アルミニウム合金製の特殊な溶接棒を使用することをお勧めします。接続タブの厚さは通常0.2〜0.5mmで、厚すぎると溶接が難しくなり、薄すぎると構造強度に影響します。香港の有名なバッテリー工場の実践では、マグネシウム含有アルミニウム合金コネクタを使用すると溶接強度が 20% 向上することが示されています。 溶接パラメータの調整溶接パラメータは、材料の組み合わせに応じて動的に調整する必要があります:銅-銅溶接の推奨電流は4〜6 kA、時間は10〜20ミリ秒です。アルミニウムとアルミニウムの溶接には6〜8kA、時間15〜30msが必要です。圧力が高すぎると接触面積が大きくなり、熱が不足する可能性があり、圧力が高すぎると拡散を引き起こす可能性があるため、圧力調整は特に重要です。プロ 電極のメンテナンスと交換電極の摩耗は、溶接の一貫性に影響を与える主要な要因です。銅合金電極は溶接後5,000回ごとに再研磨する必要があり、タングステン銅電極の耐用年数は20,000回以上に達することがあります。定期的なメンテナンスには、毎日の電極表面平坦度チェック、毎週の電極抵抗測定、毎月の圧力センサー校正を含める必要があります。聞いたところによると、 抵抗溶接の注意事項過熱を防止リチウムイオン電池は温度に非常に敏感であり、局所的な過熱によりセパレーターが損傷する可能性があります。ピーク温度を30〜50°C下げるには、パルス溶接技術を使用して、すべての熱をいくつかの短いパルスに分散させることをお勧めします(それぞれ3〜5ミリ秒と2ミリ秒割引)。同時に、通常は濃い赤色の溶接継手の色の変化を監視する必要があり、明るい赤または白熱灯がある場合は過熱を示しています。 水しぶきを避ける水しぶきは美観に影響を与えるだけでなく、バッテリー内部の短絡を引き起こす可能性もあります。スパッタリングの主な原因は次のとおりです。電極の位置ずれ(偏差は 溶接強度の確保溶接強度試験には、引張試験(標準値≥50N)、金属組織分析(溶融コアの直径は材料の厚さの少なくとも√倍でなければならない)、および導電率試験(超音波画像やX線検出などの接触強度により、包括的な非破壊検査が可能)。香港科学技術園地会社がAI目視検査システムを導入した後、不良率は0.5%から0.05%に増加しました。 さまざまな種類のリチウムイオン電池における抵抗溶接の応用セルコネクタ溶接円筒形電池(18650など)のコネクタ溶接は主に多点同期溶接技術を採用しており、隣接する溶接継手の熱効果に特別な注意を払う必要があります。角形電池は、一度に多点溶接を実行するために長い電極ストリップを使用する傾向があります。ポケットバッテリーは材料が薄い(0.1〜0.2 mm)ため、低電流(1〜3 kA)および短時間(3〜8 ms)のマイクロ溶接プロセスを使用する必要があります。 オフセット溶接バッテリーの中核となる導電性部品であるラグの溶接品質は、バッテリーの性能に直接影響します。銅ベルトは銀メッキ電極の使用を推奨しますが、アルミニウムベルトは特別な表面処理が必要です。最新のプロセスでは、レーザー抵抗複合溶接を採用しており、最初にレーザーで表面を洗浄し、次に抵抗溶接を行うため、界面の導電性を15〜20%向上させることができます。 バス溶接バッテリーモジュールのバス溶接は非常に高い精度が要求され、位置偏差を±0.2mmまでチェックする必要があります。多層銅棒を溶接する場合は、ピッチ電流を使用し、より低い電流で位置を事前にはんだ付けしてから、通常のパラメータで溶接を終了する必要があります。聞いたところによると、 リチウムイオン電池製造における抵抗溶接の長所と短所の分析。鋭いA: 装置のコストはレーザー溶接のわずか 1/5-1/3 です。低消費電力(一点溶接のエネルギー消費量は約10〜50Jです)。不純物の侵入を防ぐために金属を充填する必要はありません。自動大量生産に適しており、毎分60〜120の溶接継手を達成できます。
狭い:材料の表面状態に敏感です。溶接継手のサイズが比較的大きい (最小約 0.5 mm) ため、さまざまな金属用の高強度継手を作成することが困難です。香港の生産ラインのデータによると、抵抗溶接の総コストはポイントあたり約 0.02-0.05 香港ドルであり、これは現在最もコスト効率の高いバッテリー接続ソリューションです。 そして
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