À l’heure actuelle, les deux principales possibilités d’application de la technologie des batteries sont les batteries de puissance et les batteries de stockage d’énergie. Les batteries de puissance appartiennent aux véhicules à énergie nouvelle, tandis que les batteries de stockage d’énergie correspondent à l’énergie solaire et à d’autres équipements.
Les batteries de puissance sont divisées en trois types : cylindriques, carrées et souples. La batterie soft pack est traditionnellement la meilleure option de l’industrie pour les appareils mobiles, mais elle est également souhaitée par les constructeurs automobiles dans les applications automobiles en raison de sa capacité à contrôler le volume, notamment pour les automobiles hybrides rechargeables. En matière de poids et de volume, la batterie souple présente un avantage certain.
Le laser est devenu le soudage cuivre-aluminium des batteries d’alimentation, et la seule technologie capable de souder le nickel électroplaqué aux matériaux en cuivre, en raison de ses avantages : énergie focalisée, haute efficacité de soudage, haute précision de traitement, et grand rapport d’aspect du cordon de soudure. Un choix judicieux des méthodes et procédures de soudage aura un impact direct sur le coût, la qualité, la sécurité et l’uniformité des batteries.
Soudage de matériaux dissemblables dans les batteries de poche
Il s’agit principalement de la connexion en série des cosses positives et négatives, du soudage des cosses positives et négatives et des barres omnibus en cuivre, et du soudage des anodes multicouches en aluminium et des barres omnibus en cuivre pour le soudage des matériaux dissemblables des batteries à poche. Les cosses en cuivre ont généralement une épaisseur de 0,2 à 0,5 mm, tandis que les cosses en aluminium ont généralement une épaisseur de 0,2 à 0,6 mm.
L’aspect le plus difficile du soudage au laser des alliages cuivre-aluminium pour les batteries de type soft pack
En raison de l’énorme différence entre leurs points de fusion, le cuivre et l’aluminium sont indéfiniment solubles l’un dans l’autre sous forme liquide, mais ont une solubilité mutuelle limitée sous forme solide, et peuvent produire une gamme de phases de solution solide basées sur des composés intermétalliques. Par conséquent, lors du soudage, il faut essayer d’utiliser une source lumineuse dont la qualité du faisceau est acceptable et minimiser l’apport de chaleur. En réduisant le temps de contact du cuivre avec l’aluminium liquide, la création de deux composés intermétalliques est réduite, ce qui renforce la résistance de la jonction soudée.
Difficultés du procédé de soudage au laser
Les matériaux à haute réflexion/conductivité thermique nécessitent une densité de puissance laser élevée, une réflectivité de soudage élevée et des critères stricts de stabilité et de fiabilité du laser.
Matériaux à forte teneur en carbone – lorsque la teneur en carbone est supérieure à 0,77 %, des fissures se forment facilement au centre de la soudure et dans la zone affectée par la chaleur en raison des caractéristiques de refroidissement et de chauffage rapides du laser ; matériaux contenant des éléments à faible point d’ébullition – tels que les matériaux contenant du Mg, du Zn et d’autres éléments Lorsque l’énergie d’ionisation de ces matériaux est faible, une quantité importante d’évaporation se produit pendant le processus de soudage au laser, et elle continue même à absorber la capacité et à devenir du plasma, ce qui modifie le type de microstructure et la composition chimique de la soudure et réduit gravement les performances de la soudure.