Varför använda ultraljudssvetsning för litiumbatterier?

Ultraljudssvetsning använder högfrekventa-vibrationsvågor som överförs till ytorna på två föremål som ska svetsas. Under tryck gnuggar ytorna mot varandra och bildar en sammansmältning mellan molekylära skikt.

Huvudkomponenterna i ett ultraljudssvetssystem inkluderar en ultraljudsgenerator, givare, amplitudtransformator, svetshuvudtriplett, form och ram. Ultraljudsvågor kan användas inte bara för att svetsa metaller och hårda termoplaster, utan också för att bearbeta tyger och filmer.

Ultraljudssvetsning av metall använder den mekaniska vibrationsenergin från ultraljudsfrekvenser (över 16 kHz) för att sammanfoga liknande eller olika metaller. Under ultraljudssvetsning appliceras ingen ström eller hög-temperaturvärmekälla på arbetsstycket; istället, under statiskt tryck, omvandlas ramens vibrationsenergi till friktionsarbete, deformationsenergi och en begränsad temperaturhöjning mellan arbetsstyckena. Den metallurgiska bindningen mellan fogarna är en fast-svets som uppnås utan att smälta basmaterialen. Därför övervinner den effektivt stänk- och oxidationsfenomenen som uppstår under motståndssvetsning. Metallsvetsmaskiner med ultraljud kan utföra enkel-svetsning, flerpunktssvetsning och kortbandssvetsning på fina trådar eller tunna plåtar av icke-järnmetaller som koppar, silver, aluminium och nickel. De används ofta för svetsning av tyristorledningar, säkringselement, elektriska ledningar, litiumbatterielektroder och flikar.

Inom litiumbatteriteknik finns det tre typer av metallsvetsningsmetoder: koppar/aluminiumfolie till flik, flik till flik och flik till buss. Svetsning av koppar/aluminiumfolie till flikar är den mest utmanande eftersom de två ändarna av svetsen använder metaller av olika tjocklek och material; ena änden (fliken) är relativt tjock (t.ex. 0,2 mm), medan den andra änden består av flera lager av extremt tunna metallplåtar.

ACEY-USW-1 Ultraljudspunktsvetsmaskinär designad för sammanfogning av nickel- och aluminiummaterial i samband med batteritillverkning eller andra applikationer.

Svetsfolie till flikar kopplar alla anod- och katodfolier inuti batteriet till deras motsvarande flikar, och överför därigenom energi från batteriets interna komponenter till de externa komponenterna. Hundratals litiumbattericeller utgör ett typiskt litiumbatteripaket. Battericellerna är kopplade i serie eller parallellt. Om en anslutning misslyckas kommer hela batteripaketet att misslyckas. Därför är robusta och säkra anslutningar avgörande.

Anslutningen mellan flerskiktsfolien och flikarna uppnås med hjälp av Ultrasonic Metal Welding (UMW), som visas i diagrammet nedan. UMW är idealiskt för svetsning av olika metallmaterial som koppar, aluminium och nickel. Två metalldelar pressas ihop och vibreras i förhållande till varandra vid höga ultraljudsfrekvenser (typiskt 20-40kHz). Värmen som genereras av friktion tar bort oxider och föroreningar från metallytorna och skapar en slät yta. Under lämpligt tryck och värme bildas en svets mellan de två.

a. Svetsmaterialet smälter inte, vilket bevarar metallens egenskaper.

b. Utmärkt elektrisk ledningsförmåga efter svetsning, med extremt låg resistivitet nära-noll.

c. Låga krav på svetsmetallytan; oxidation eller galvanisering är acceptabelt.

d. Kort svetstid; inget flussmedel, gas eller lod krävs.

e. Gnistfri-svetsning; miljövänlig och säker.

1) Nickel-metallhydridbatterier: Nickelnät och nickelplåt är sammansmälta.

2) Litium-jonbatterier och polymerbatterier: Kopparfolie och nickelplåt är sammansmälta; aluminiumfolie och aluminiumplåt är sammansmälta.

3) Trådsmältning: Sammansmältning av enstaka eller flera ledningar sammanfogade.

4) Trådsammansmältning med olika elektroniska komponenter, kontakter och kontakter.

5) Sammansmältning av olika metallplåtar för hög-strömkontakter som elektromagnetiska brytare och säkringsfria strömbrytare.

Acey Intelligenttillhandahåller även lasersvetsmaskin och ultraljudstrådbindningsmaskin. Om du har några frågor är du välkommen att kontakta oss.

Kontakta nu