2023年1月、複数の中国企業が電力・エネルギー貯蔵用バッテリーの拡張計画を発表し、投資額は1000億元近くに達し、生産能力の合計は269GWhとなり、昨年上半期の合計生産量（206.4GWh）を上回り、昨年の国内電力バッテリー設置需要（294.6GWh）をほぼ満たした。
| 企業 | 投資額（10億ドル） | 生産能力（GWh） |
| BYD | 10（推定） | 35 |
| イブバッテリー | 20.8 | 80 |
| 甘峰リチウム | 15 | 34 |
| バックバッテリー | 13 | 30 |
| ファラシス・エナジー | 10 | 30 |
| 盛虹グループ | 30.6 | 60 |
| 合計 | 99.4 | 269 |
データソース：中国自動車ニュース、ネットワーク公開データ
パワーバッテリーの製造において、バッテリーケースの溶接品質の安定性は、バッテリー組立システムの整合性と安全性に影響を与えます。パワーバッテリーケースの内部は主に有機電解液と特殊な隔膜で構成され、カバーには主に防爆弁、支柱、安全キャップ、液体注入口などが含まれています。ケースとカバー間のシール溶接は非常に高い精度が求められ、その溶接品質はバッテリーの密閉性に直接影響します。溶接不良はバッテリーの液漏れ、リチウム析出、外観不良につながります。
▲硬質シェル型四角形リチウム電池のはんだ付け
01 一般的な溶接継ぎ目の問題
1. 外観不良：溶接の歪み、砂粒の目、試料の傾き
2. 強度と密閉性の不足：溶融深さの不足、亀裂、大きな気泡によるバッテリー液漏れ
02 溶接シームの問題に関するプロセス分析
FTA故障解析によると、溶接不良の問題は主に外観不良と溶接強度不良に分類されます。外観不良の要因としては、溶接装置のCCDスキャン手順、保護ガスの種類と流量、溶接サンプルの清浄度、サンプルの機械的嵌合精度と方法などが挙げられます。溶接強度とシール性の要因としては、原材料の精度、アルミニウムの組成、プロセスパラメータの影響などが挙げられます。
| 分類 | 質問 | プロセス原因の分類 | 具体的な理由 |
|
外観 | 部分溶接 | 溶接経路 識別と位置決め | CCDビジョン位置決めプロセスでは、サンプルの特徴を正確に識別できないため、溶接経路のずれ、サンプルへの補助光源の照射不足、および写真撮影時の位置決めの困難さの増加が生じる。 |
| トラコーマの空気穴 | 材料自体と溶接環境 | アルミニウム製シェル材料の構成、保護ガスの種類と流量の設定の不適切、上部溶接方法とカバーとシェルの溶接ギャップの不適切なマッチング、側面溶接または上部溶接溶接部の清浄度の不足。 | |
| サンプルの不均一性 | サンプルアセンブリの精度 | カバーとシェル上部の溶接方法における溶接ギャップの嵌合不良、溶接工程における応力蓄積。 | |
| 溶接強度 | バッテリー液漏れ | サンプルサイズ誤差と溶接パラメータの影響 | カバーとシェルの嵌合サイズが安定しておらず、プロセスパラメータの設定も正確ではない。 |
03 防護ガスの役割
レーザー溶接工程における保護ガスは、金属表面の酸化防止、レンズの保護、プラズマの吹き飛ばしなどの役割を果たしますが、気流の方向、圧力、流量を制御する必要があります。シールドガスが乱流を形成すると、溶接部に気孔や溶接部の不均一などの問題が生じる可能性があります。
04 さまざまなガス特性
レーザー溶接用のシールドガスには、ヘリウム、アルゴン、窒素などがある。
ヘリウム：イオン化度が高く、レーザー光が透過するため、ビームエネルギーがすべてワークピースの表面に到達し、気孔が発生しにくいが、高価である。
アルゴン：ヘリウムより安価だが、高温プラズマの電離を受けやすい。保護効果は優れているものの、レーザーエネルギーの一部を遮蔽し、レーザー出力を低下させる。ヘリウム溶接では表面が滑らかになる。
窒素：低価格、イオン化が少ない、溶接膨張によりアルミニウム合金の一部の元素と反応して不安定な化合物を生成し、溶接強度に影響を与える。
05 さまざまな溶接条件の影響の分析
窒素とアルゴンをシールドガスとして溶接する場合、窒素をシールドガスとして使用すると溶接幅の均一性が低下するが、アルゴンをシールドガスとして使用すると溶接開口部が滑らかになり、魚鱗模様が均一に改善され、外観は窒素溶接製品よりも優れている。（下図参照）
▲シールドガスによる溶接効果の違い（溶接幅の一貫性の違い）
レーザー出力が溶接に与える影響は、同じ溶接速度とシールドガスを使用した場合、実際の出力が高いほど溶接材料の溶融・蒸発が速くなり、溶融池の流動性が向上し、魚鱗状パターンの表面がより均一になり、溶接シームがより平坦になる。（下図参照）
▲出力の違いによる溶接効果（表面均一性の違い）
まとめ
1. 終端サイトのレーザーシール装置では、CCDスキャン位置決めと溶接パラメータが部分溶接の問題で外観不良に影響を与えます。
2. 保護ガスの種類とパラメータ設定により、溶接の均一性を向上させ、溶接領域の清浄度を確保し、不純物異物の混入を減らし、溶接スラグによる気孔の発生を減らすことができます。
3. 隙間嵌め合いの機械的嵌め合いは干渉嵌め合いよりも優れており、現場溶接プロセスではまずスポット溶接を行い、次に連続溶接を行うことで、溶接時の隙間嵌め合いの安定性の問題を大幅に解決できます。
Maven Laserは、2008年に設立されたレーザー業界に特化した企業で、現在レーザー溶接分野で5年の業界経験を持ち、お客様に最適なレーザー溶接ソリューションの選定とレーザー溶接機のマッチングを専門としています。1月には、最新のレーザー空冷式ハンドヘルド溶接機を発売しました。現在特別プロモーション期間中で、5台購入で1台あたり4500ドル、10台購入で1台あたり4200ドルという低価格となっています。空冷式ハンドヘルド溶接機は小型で、屋外溶接に適しています。Mavenの空冷式ハンドヘルドレーザー溶接機は、現在の機械の放熱問題を解決し、中断することなく長時間作業できます。お問い合わせをお待ちしております。私たちは、お客様のプロフェッショナルなレーザーパートナーであるMaven Laserです。
投稿日時：2023年3月3日
