เทคโนโลยีการเชื่อมตัวเชื่อมต่อโมดูลพลังงานแบตเตอรี่และแนวโน้มการใช้งาน

 

เมื่อเทียบกับอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว แบตเตอรี่ลิเธียมกำลังซึ่งเป็นส่วนประกอบหลัก มีบทบาทสำคัญในด้านความปลอดภัย การนำไฟฟ้า และความน่าเชื่อถือ ในโมดูลแบตเตอรี่จ่ายไฟ โครงสร้างการเชื่อมต่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าระหว่างเซลล์และระหว่างบัสบาร์ของโมดูลส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพการผลิตแบตเตอรี่ ระบบอัตโนมัติ และประสิทธิภาพการบริการ

 

ในบรรดาสิ่งเหล่านี้ บัสบาร์ยืดหยุ่นเคลือบทองแดง ขั้วต่อฟอยล์ทองแดง และบัสบาร์ฟอยล์ทองแดง กลายเป็นโซลูชันการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดสำหรับระบบแบตเตอรี่ที่มีความหนาแน่นสูง-พลังงานและน้ำหนักเบา

 

 

โดยทั่วไปแล้ว ตัวเชื่อมต่อโมดูลพลังงานแบตเตอรี่จะใช้โครงสร้างการซ้อนคอมโพสิตหลาย-ชั้น ด้วยการซ้อน การเชื่อม หรือการแพร่กระจาย-การติดทองแดงหรืออลูมิเนียมฟอยล์หลายชั้น ทำให้เกิดเป็นตัวเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่น ชดเชย และเป็นสื่อไฟฟ้าได้สูง การออกแบบนี้จะดูดซับการเคลื่อนตัวเล็กน้อยที่เกิดจากการขยายตัวของเซลล์ ซึ่งช่วยลดความเครียดทางกลที่จุดเชื่อมต่อ

 

ตัวอย่างเช่น บัสบาร์ทองแดงแบบยืดหยุ่นหลายชั้นสำหรับโครงสร้างสวิตช์เกียร์ไม่เพียงแต่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อภายในโมดูลแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในสวิตช์เกียร์แรงดันสูง-และระบบการจัดการพลังงานอีกด้วย

 

การออกแบบบัสบาร์เคลือบทองแดงเคลือบดีบุกแบบกำหนดเองช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปรับปรุงการนำไฟฟ้าของพื้นผิว และเพิ่มเสถียรภาพในการเชื่อม

 

 

1. บัสบาร์แบตเตอรี่พลังงานการจัดเก็บแบบยืดหยุ่นฟอยล์ทองแดง

โดยทั่วไปตัวเชื่อมต่อโมดูลจ่ายไฟจะใช้โครงสร้างสี่เหลี่ยม สี่เหลี่ยมคางหมู หรือสี่เหลี่ยมคางหมู เคลือบด้วยฟอยล์ทองแดงชุบนิกเกิล-หรือ{1}}ดีบุกเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและการนำไฟฟ้า ก่อนการเชื่อม พื้นผิวฟอยล์ทองแดงจะต้องผ่านการขัดและทำความสะอาดอย่างแม่นยำ เพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมมีความเสถียรโดยไม่ทำลายการเคลือบ

 

ขั้วต่อฟอยล์เคลือบดีบุกสำหรับแบตเตอรี่ไฟฟ้ารักษาค่าการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูง และป้องกัน-การเกิดออกซิเดชันที่พื้นผิวหลังการเชื่อม ในทำนองเดียวกัน เทคโนโลยีการเชื่อมบัสบาร์เคลือบฟอยล์ทองแดงใช้การเชื่อมแบบแพร่กระจายหรืออัลตราโซนิกของฟอยล์ทองแดงหลายชั้นเพื่อให้เกิดการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่แข็งแกร่ง ตรงตามข้อกำหนดกระแสสูงและความน่าเชื่อถือสูงของแบตเตอรี่พลังงาน

 

เมื่อเปรียบเทียบกับขั้วต่อนิกเกิลหรือนิกเกิลบริสุทธิ์- ขั้วต่อเคลือบนิกเกิลทองแดง- ให้ค่าการนำไฟฟ้า ต้นทุน และความสามารถในการเชื่อมได้ดีกว่า ด้วยแนวโน้มไปสู่โมดูลน้ำหนักเบา การควบคุมความหนาของตัวเชื่อมต่อฟอยล์ทองแดงจึงกลายเป็นส่วนสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ตัวเชื่อมต่ออลูมิเนียมแบบยืดหยุ่น

นอกจากทองแดงแล้ว บางโมดูลยังใช้บัสบาร์อลูมิเนียมคอมโพสิต-หรือทองแดงเพื่อลดน้ำหนักของระบบ ตัวเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่นอะลูมิเนียมยังคงมีข้อได้เปรียบในระบบกักเก็บพลังงานที่มีความหนาแน่นกระแสต่ำกว่าและความไวต่อต้นทุนมากกว่า แต่จะด้อยกว่าทองแดงเล็กน้อยในแง่ของการนำไฟฟ้าและความต้านทานการกัดกร่อน

 

 

วิธีการเชื่อมระหว่างเซลล์แบตเตอรี่จ่ายไฟ บัสบาร์ และริบบอนนำไฟฟ้ามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพของระบบและประสิทธิภาพการผลิต ปัจจุบันอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ใช้กระบวนการสามประการต่อไปนี้:

 

(1) การเชื่อมด้วยความต้านทาน

การเชื่อมด้วยความต้านทานใช้ความร้อนต้านทานเป็นแหล่งพลังงาน และผลกระทบจากความร้อนที่เกิดจากกระแสบนพื้นผิวสัมผัสของชิ้นงานจะทำให้เป็นพลาสติกและรวมตัวของโลหะ อุปกรณ์ในกระบวนการผลิตนี้เรียบง่ายและต้นทุนต่ำ- เหมาะสำหรับการเชื่อมขั้วต่อฟอยล์ทองแดงและขั้วเซลล์แบตเตอรี่ และเป็นวิธีการหลักในการผลิตแบตเตอรี่ที่ใช้พลังงานในระยะเริ่มแรก

 

อย่างไรก็ตาม ด้วยข้อกำหนดด้านระบบอัตโนมัติที่เพิ่มขึ้น การเชื่อมด้วยความต้านทานจึงค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยการเชื่อมด้วยเลเซอร์และการเชื่อมแบบกระจายที่มีความแม่นยำสูง-และสูงขึ้น-

 

(2) การเชื่อมด้วยเลเซอร์

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ใช้ลำแสงเลเซอร์-พลังงาน-ความหนาแน่นสูงเป็นแหล่งความร้อน และมีข้อดีคือมีความแม่นยำในการเชื่อมสูง โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนเล็กน้อย- และการเสียรูปต่ำ กระบวนการนี้สามารถรวมเข้ากับหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเพื่อให้เกิดการประกอบโมดูลอัตโนมัติเต็มรูปแบบ

 

เมื่อเชื่อมขั้วต่อฟอยล์เคลือบทองแดง (ขั้วต่อฟอยล์เคลือบทองแดง) หรือทองแดงยืดหยุ่นบัสบาร์สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม (บัสบาร์ทองแดงยืดหยุ่นสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม) การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถควบคุมความลึกของการเจาะและสัณฐานวิทยาของสระหลอมเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรทางไฟฟ้าและรูปลักษณ์ที่สม่ำเสมอ

 

(3) การเชื่อมแบบกระจายโพลีเมอร์

การบัดกรีแบบกระจายความต้านทานฟอยล์ทองแดงการเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่นเป็นเทคโนโลยีการเชื่อมขั้นสูงที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หลักการนี้คือเพื่อให้ได้พันธะทางโลหะวิทยาผ่านการเสียรูปพลาสติกระดับไมโคร- และการแพร่กระจายของอะตอมภายใต้อุณหภูมิและความดันที่กำหนด

 

กระบวนการนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ฟลักซ์ใดๆ และสามารถบรรลุการเชื่อมต่อระดับโมเลกุลที่มี-ความแข็งแรงสูง - ความต้านทานต่ำ- เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง- เช่น การเชื่อมบัสบาร์แบบเคลือบฟอยล์ทองแดง และบัสบาร์แบตเตอรี่พลังงานแบบยืดหยุ่นสำหรับการจัดเก็บฟอยล์ทองแดง

 

เนื่องจากพื้นผิวสัมผัสหลังการเชื่อมแบบแพร่กระจายสามารถทนต่อการโค้งงอ การชน และการสั่นสะเทือนในระยะยาว- จึงได้รับการส่งเสริมอย่างกว้างขวางในแบตเตอรี่พลังงานใหม่และระบบกักเก็บพลังงาน

 

นอกจากนี้ เครื่องเชื่อมแบบแพร่ใช้โครงสร้างหม้อแปลงความถี่ต่ำ-และแรงดันไฟฟ้าสูง- ซึ่งสามารถลดความเสี่ยงของการจุดระเบิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงความปลอดภัยและเสถียรภาพของอุปกรณ์ เทคโนโลยีนี้มอบความน่าเชื่อถือสูงและเส้นทางกระบวนการที่เป็นมาตรฐานสำหรับระบบเชื่อมต่อแบตเตอรี่พลังงานใหม่

 

 

 

ด้วยการอัพเกรดอุตสาหกรรมพลังงานใหม่อย่างรวดเร็ว ข้อกำหนดสำหรับตัวเชื่อมต่อในโมดูลแบตเตอรี่จ่ายไฟจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โซลูชันการนำไฟฟ้าแบบยืดหยุ่นแบบใหม่ เช่น บัสบาร์แบบยืดหยุ่นเคลือบทองแดง และขั้วต่อฟอยล์เคลือบดีบุกสำหรับแบตเตอรี่ไฟฟ้า กำลังค่อยๆ เข้ามาแทนที่โครงสร้างการเชื่อมต่อแบบแข็งแบบเดิม

 

ในอนาคตระบบการผลิตอัตโนมัติจะรวมการบัดกรีแบบกระจายความต้านทานฟอยล์ทองแดงและการเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่นด้วยบัสบาร์เคลือบฟอยล์ทองแดงการเชื่อมจะกลายเป็นแนวโน้มสำคัญในเทคโนโลยีการเชื่อมต่อโมดูลแบตเตอรี่พลังงาน

แนวโน้มนี้ไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าและการจัดการความร้อนเท่านั้น แต่ยังจะขับเคลื่อนระบบกักเก็บพลังงานไปสู่ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น น้ำหนักเบาขึ้น และความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้น