En la actualidad, las dos posibilidades principales de aplicación de la tecnología de las baterías son las baterías de potencia y las baterías de almacenamiento de energía. Las baterías de potencia pertenecen a los vehículos de nueva energía, mientras que las baterías de almacenamiento de energía corresponden a la energía solar y otros equipos.
Las baterías de potencia se dividen en tres tipos: cilíndricas, cuadradas y soft packs. La batería de paquete blando ha sido tradicionalmente la mejor opción de la industria para los dispositivos móviles, pero también es deseada por los fabricantes de automóviles en aplicaciones de automoción debido a su capacidad de control de volumen, especialmente para los automóviles híbridos enchufables. Cuando se trata de peso y volumen, la batería blanda tiene una clara ventaja.
El láser se ha convertido en la soldadura de cobre-aluminio de las baterías eléctricas, y en la única tecnología que puede soldar materiales de níquel electrodepositado a cobre, debido a sus ventajas de energía focalizada, alta eficiencia de soldadura, alta precisión de procesamiento y gran relación de aspecto de la costura de soldadura. Una sabia elección de los métodos y procedimientos de soldadura tendrá un impacto directo en el coste, la calidad, la seguridad y la uniformidad de las baterías.
Soldadura de materiales disímiles en baterías de petaca
Se trata principalmente de la conexión en serie de las lengüetas positivas y negativas, la soldadura de las lengüetas positivas y negativas y las barras colectoras de cobre, y la soldadura de las barras colectoras multicapa de aluminio y cobre para la soldadura de materiales disímiles de las baterías de petaca. Las lengüetas de cobre suelen tener un grosor de 0,2-0,5 mm, mientras que las de aluminio suelen tener un grosor de 0,2-0,6 mm.
El aspecto más difícil de la soldadura láser de aleaciones de cobre y aluminio para baterías de paquete blando
Debido a la enorme diferencia en los puntos de fusión, el cobre y el aluminio son indefinidamente solubles el uno en el otro en forma líquida, pero tienen una solubilidad mutua limitada en forma sólida, y pueden producir una serie de fases de solución sólida basadas en compuestos intermetálicos. Por ello, al soldar, hay que intentar utilizar una fuente de luz con una calidad de haz aceptable y minimizar el aporte de calor. Al reducir la cantidad de tiempo que el cobre entra en contacto con el aluminio líquido, se reduce la creación de dos compuestos intermetálicos, aumentando la resistencia de la unión soldada.
Dificultades del proceso de soldadura por láser
Los materiales de alta reflexión/conductividad térmica requieren una alta densidad de potencia del láser, una alta reflectividad de la soldadura y estrictos criterios de estabilidad y fiabilidad del láser.
Materiales con un alto contenido de carbono – cuando el contenido de carbono es superior al 0,77 por ciento, se forman fácilmente grietas en el centro de la soldadura y en la zona afectada por el calor debido a las características de enfriamiento y calentamiento rápido del láser; materiales que contienen elementos de bajo punto de ebullición – como los materiales que contienen Mg, Zn y otros elementos Cuando la energía de ionización de tales materiales es baja, se produce una cantidad sustancial de evaporación durante el proceso de soldadura por láser, e incluso sigue absorbiendo capacidad y se convierte en plasma, cambiando el tipo de microestructura y la composición química de la soldadura y reduciendo gravemente el rendimiento de la misma.