리튬 배터리 팩 제조에서 -용접 단자 청소가 중요한 이유

리튬 배터리 PACK 조립 라인에서 많은 통합업체는 사이클 시간을 줄이기 위해 단자 청소를 생략할지 여부에 대해 논쟁을 벌이고 있습니다. 그러나 자동화된 장치를 사용하면레이저 청소 기계스폿 용접은 선택사항이 아닙니다.-안전과 수율을 위한 궁극적인 전제조건입니다.

셀이 공장에서 출고된 시점부터 취급, 보관 및 최종적으로 PACK 조립 라인에 이르기까지 육안으로 전혀 감지할 수 없는 눈에 보이지 않는 오염 물질이 여러 층으로 터미널 표면에 필연적으로 축적됩니다. 이는 세 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다.

• 첫째, 구리 및 알루미늄 단자에 자연적으로 형성된 산화막입니다.-이것은 가장 흔하고 가장 해로운 오염 물질입니다.
• 둘째, 스탬핑 방청유와 같은 유기유-와 셀 제조 공정에서 남은 이형제입니다.
• 셋째, 취급 및 운송 중에 먼지, 고무 찌꺼기, 장갑 섬유 등의 불순물이 쌓입니다.

레이저 용접의 핵심 원리는 고에너지 빔을 사용하여 금속을 녹이고 야금학적 결합을 이루는 것입니다.{0}} 그러나 단자 표면의 산화물 층과 유기물은 용융 풀을 직접적으로 불안정하게 만들어 일련의 용접 결함을 유발합니다.

고온에서는 유기 오염물질이 즉시 기화되고 가스가 시간 내에 빠져나올 수 없어 용접 이음새 내에 조밀한 다공성이 형성됩니다. 이는 유효 융합 면적을 직접적으로 감소시키고 용접 강도를 크게 약화시킵니다. 오염물질에 의해 생성된 플라즈마는 레이저 에너지도 보호하므로 작업자는 보상을 위해 용접 출력을 높여야 하며, 이는 결과적으로 번스루, 파열 지점 및 금속 스패터를 유발할 수 있습니다.-

더욱이, 절연 산화물 층은 금속 융합을 방해하여 시각적으로는 허용 가능한 것처럼 보이지만 실제로 내부적으로는 냉간 접합인 허위 용접을 초래합니다. -기존의 육안 검사로는 전혀 감지할 수 없는 결함입니다.

단자 용접 이음매는 배터리 모듈 내의 핵심 전도성 경로입니다. 용접의 청결도는 접촉 저항을 직접적으로 결정하며 전체 팩의 전반적인 성능 안정성의 핵심이기도 합니다.

세척되지 않은 단자의 경우 용접 이음새의 잔여 산화물 층과 불순물로 인해 개별 직렬 연결의 접촉 저항에 상당한 편차가 발생할 수 있습니다. 고속 충전 또는 고속 방전 조건에서 전류는 국지적인 유효 융합 지점에만 집중될 수 있으며, 이로 인해 단자에서 비정상적인 가열이 발생하고{1}}단일 지점의 온도 차이가 잠재적으로 15도를 초과할 수 있습니다.

고온에서 장기간 작동하면 셀 노화와 전해질 분해가 가속화되어 모듈 내 셀 간의 전압 불균형이 직접적으로 확대되고 용량 저하가 악화됩니다. 측정된 생산 데이터에 따르면 용접 전 세척 없이 조립된 모듈은 일반적으로 사이클 수명이 15%~20% 감소하고 팩 전반에 걸쳐 내부 저항의 분산이 두 배 이상 증가하는 것으로 나타났습니다.

이와 대조적으로, 용접 전에 표준화된 레이저 클리닝을 구현하는 생산 라인은 각 직렬 연결의 접촉 저항을 20μΩ 이내로 일관되게 안정화하여 모듈 일관성을 크게 향상시키고 소스에서 조기 배터리 성능 저하를 완화할 수 있습니다.

에너지 저장 및 견인 배터리 팩에서 다수의 판매 후 실패 사례를 분해할 때 불량한 단자 용접 및 조인트 과열이 오작동의 가장 빈번한 원인 중 하나임이 분명해졌습니다.

숨겨진 냉간 접합 용접부는 매우 불안정한 접촉 저항을 나타냅니다. 지속적인 충전-방전 주기 동안 열이 점진적으로 축적되어 점차적으로 절연 재료를 태우고 전지 케이스를 부식시킵니다. 극단적인 경우 열 폭주가 직접적으로 발생할 수 있습니다.

현재 선도적인 자동차 OEM과 최상위 에너지 저장 통합업체의 프로세스 표준에서는 용접 전 단자 청소가 필수 단계라는 점을 일률적으로 확립했습니다. 특히, 72시간 이상 보관했거나 습도가 높은 작업장에 보관한 셀은 단자의 산화물 층이 빠르게 두꺼워지는 현상이 발생합니다.{2}}용접 전에 다시 세척해야 하며 장비에서 직접 처리하는 것은 엄격히 금지됩니다. 이 단계를 건너뛰면 제품이 권위 있는 안전 인증을 통과하기 어려울 뿐만 아니라 배치 애프터 서비스 및 리콜에 따른 후속 비용이 세척 프로세스 자체에 대한 투자보다 훨씬 더 큽니다.

많은 공장에서는 주로 장비 비용 증가와 생산 택트 타임 지연에 대한 우려로 인해 세척 단계 구현을 거부합니다. 그러나 실제 생산 데이터는 정반대의 이야기를 들려줍니다.

사전 용접 청소가 없는 생산 라인에서는 레이저 용접 결함률이 일반적으로 0.8%를 초과합니다. 콜드 조인트, 다공성 및 파열 지점에 필요한 많은 양의 재작업은 셀과 버스바 재료를 낭비할 뿐만 아니라 상당한 노동력과 인력을 소비합니다. 자동화된 레이저 클리닝 스테이션을 추가하면 용접 수율을 99.5% 이상 안정적으로 유지할 수 있으며 재작업 비용도 대폭 절감됩니다.

동시에 깨끗한 단자는 더 높은 레이저 에너지 결합 효율을 제공하므로 장기간 고출력 과부하 작동이 필요하지 않습니다. 이는 레이저 및 검류계와 같은 핵심 구성 요소의 서비스 수명을 효과적으로 연장하는 동시에 장비 유지 관리 비용을 절감합니다. 또한 레이저 클리닝은 비접촉식, 소모품이 없는 프로세스로, 셀당 클리닝 주기가 2초 이내에 제어됩니다. 전체 생산 라인 효율성에 영향을 주지 않고 용접 스테이션과 원활하게 통합될 수 있습니다.

배터리 단자의 산화물 및 절연 잔류물은 접합 무결성에 직접적인 영향을 미칩니다. 용접 전에 이러한 오염물질을 제거하는 것은 용접을 위한 가장 효과적인 방법 중 하나입니다.용접 결함의 70% 해결자동 결합 라인에서. 표면 준비가 초기 제조 단계에 어떻게 적용되는지 이해하려면 다음 가이드를 읽어보세요.리튬 배터리 전극 청소또는 자세히 알아보기레이저 클리닝으로 효율성 극대화전체 라인에 걸쳐.

첫째, 청소 유효기간을 엄격히 통제한다. 청소 후 공기에 노출된 단자는 빠르게 산화층을 다시 형성합니다. 습도가 높은 환경에서 효과적인 청정 기간은 1~2시간에 불과합니다. 이 시간을 초과하면 재세척이 필수입니다.{5}}직접 용접은 허용되지 않습니다.

둘째, 청소 범위를 표준화합니다. 부스바가 접촉하는 용접 영역만 청소해야 합니다. 넓은 면적을 청소할 필요가 없습니다. 이를 통해 단자의 기본 패시베이션 층 손상을 방지하여 용접 신뢰성과 장기적인 내부식성의 균형을 맞춥니다.

단자 표면에는 기본 구리/알루미늄 전도성 층을 변경하지 않고 절연 잔류물을 제거하기 위한 섬세한 펄스 제어가 필요합니다. 우리의 정확한 정보에 대해 자세히 알아보세요펄스 레이저 클리닝 기계민감한 전자 접촉에 최적화되었습니다.

용접 전 단자 청소는 단순히 광택을 더하는 불필요한 추가 단계가 아닙니다.{0}}이는 용접 수율을 안정화하고 배터리 성능을 보장하며 제품 안전을 보호하는 기본 프로세스입니다.

대량 생산 과정에서 가장 큰 함정은 "큰 위험을 감수하면서 약간의 비용을 절약하는 것"입니다. 표준화된 세척 단계를 맹목적으로 생략하면 단기적인 처리량을 늘리고 비용을 절감하는 것처럼 보일 수 있지만 실제로는 제품 신뢰성과 안전성을 희생해야 합니다.{1}}이는 전혀 보상이 없는 절충안입니다.