전원 배터리 모듈 커넥터 용접 기술 및 응용 동향

 

빠르게 발전하는 신에너지 자동차 산업에 맞서 전력 리튬 배터리는 핵심 부품으로서 안전성, 전도성 및 신뢰성 측면에서 중요한 역할을 합니다. 파워 배터리 모듈에서 셀 간 및 모듈 버스바 간 전도성 연결 구조는 배터리 제조 효율성, 자동화 및 서비스 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.

 

그 중에서 구리 적층형 연성 버스바, 구리 호일 커넥터 및 구리 호일 버스 바는 -에너지-고밀도 및 경량 배터리 시스템을 위한 가장 일반적인 전기 연결 솔루션이 되었습니다.

 

 

전원 배터리 모듈 커넥터는 일반적으로 다층 복합 적층 구조를 활용합니다.- 여러 층의 구리 또는 알루미늄 호일을 적층, 용접 또는 확산{2}}접착하여 유연하고 보상성이 뛰어나며 전도성이 높은 커넥터를 형성합니다. 이 설계는 셀 확장으로 인한 사소한 변위를 흡수하여 연결 시 기계적 응력을 줄입니다.

 

예를 들어, 스위치기어 구조용 다층 유연한 구리 버스 바는 배터리 모듈 내의 내부 연결에 사용될 뿐만 아니라 고전압 스위치기어 및 에너지 관리 시스템에도 널리 사용됩니다.{0}}

 

맞춤형 주석 도금 구리 적층 버스바 설계는 산화를 효과적으로 방지하고 표면 전도성을 개선하며 용접 안정성을 향상시킵니다.

 

 

1. 구리 호일 유연한 저장 에너지 배터리 버스바

전원 배터리 모듈 커넥터는 일반적으로 니켈- 또는 주석- 도금 구리 호일로 코팅된 직사각형, 사다리꼴 또는 사다리꼴 구조를 사용하여 내식성과 전기 전도성을 향상시킵니다. 용접 전 동박 표면을 정밀 연마 및 세척하여 코팅 손상 없이 안정적인 용접을 보장합니다.

 

전기 배터리용 주석 도금 포일 커넥터는 고온에서 탁월한 전기 전도성을 유지하고 용접 후 표면 산화를 방지합니다.- 마찬가지로, 동박 적층 버스바 용접 기술은 여러 층의 동박을 확산 또는 초음파 용접하여 강력한 전기 연결을 달성함으로써 전력 배터리의 고전류 및 높은 신뢰성 요구 사항을 충족합니다.

 

순수 니켈 또는 니켈{0}}도금 강철 커넥터와 비교하여 구리-니켈 적층 커넥터는 전도성, 비용 및 용접성이 더 나은 조합을 제공합니다. 모듈 경량화 추세에 따라 동박 커넥터의 두께를 제어하는 ​​것이 설계 최적화의 핵심 영역이 되었습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 알루미늄 유연한 커넥터

구리 외에도 일부 모듈은 시스템 무게를 줄이기 위해 알루미늄 또는 구리-알루미늄 복합 버스바를 사용합니다. 알루미늄 유연한 커넥터는 전류 밀도가 낮고 비용 민감도가 높은 에너지 저장 시스템에서 여전히 장점을 갖고 있지만 전도성과 내식성 측면에서 구리보다 약간 열등합니다.

 

 

파워 배터리 셀, 버스바, 전도성 리본 사이의 용접 방법은 시스템 성능과 생산 효율성에 매우 중요합니다. 현재 업계에서는 주로 다음 세 가지 프로세스를 채택합니다.

 

(1) 저항용접

저항용접은 저항열을 에너지원으로 사용하며, 가공물의 접촉면에 전류에 의해 형성된 열효과에 의해 금속이 가소화, 결합됩니다. 이 공정 장비는 간단하고 저렴하며-동박 커넥터 및 배터리 셀 폴 용접에 적합하며 초기 전력 배터리 제조의 주류 방법입니다.

 

그러나 자동화 요구 사항이 증가함에 따라 저항 용접은 점차적으로 효율성이 높고-정밀도가 높은 레이저 용접 및 확산 용접으로 대체되었습니다.

 

(2) 레이저 용접

레이저 용접은 고밀도-에너지-레이저 빔을 열원으로 사용하며 용접 정확도가 높고 열 영향을 받는 부분이 작으며 변형이 적다는 장점이 있습니다.{2}} 이 프로세스는 산업용 로봇과 통합되어 완전 자동화된 모듈 조립을 달성할 수 있습니다.

 

구리 적층 포일 커넥터(구리 적층 포일 커넥터) 또는 리튬 배터리용 구리 유연한 버스바(리튬 배터리 유연한 구리 버스바)를 용접할 때 레이저 용접은 침투 깊이와 용융 풀 형태를 효과적으로 제어하여 전기적 안정성과 외관 일관성을 보장할 수 있습니다.

 

(3) 폴리머 확산 용접

구리 포일 저항 확산 납땜 유연한 연결은 최근 몇 년 동안 등장한 고급 용접 기술입니다. 그 원리는 특정 온도와 압력에서 미세 소성 변형과 원자 확산을 통해 야금학적 결합을 달성하는 것입니다.

 

이 프로세스에서는 플럭스를 사용할 필요가 없으며 고강도, 저저항-분자 수준-연결을 달성할 수 있습니다. 이는 구리 포일 적층 버스바 용접 및 구리 포일 유연한 저장 에너지 배터리 버스바와 같은-신뢰도가 높은 제품 생산에 특히 적합합니다.

 

확산 용접 후의 접촉면은 굽힘, 충돌 및 장기간의 진동을 견딜 수 있기 때문에-신 에너지 배터리 및 에너지 저장 시스템에서 널리 홍보되었습니다.

 

또한 확산 용접기는 저{0}}전압 및 고주파-변압기 구조를 채택하여 발화 위험을 효과적으로 줄이고 장비의 안전성과 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 이 기술은 신에너지 배터리 연결 시스템을 위한 높은-신뢰성과 표준화된 프로세스 경로를 제공합니다.

 

 

 

새로운 에너지 산업의 가속화된 업그레이드로 인해 전원 배터리 모듈의 커넥터에 대한 요구 사항이 지속적으로 증가하고 있습니다. 구리 적층 유연성 버스바 및 전기 배터리용 주석 도금 호일 커넥터와 같은 새로운 유연성 전도성 솔루션이 기존의 견고한 연결 구조를 점차 대체하고 있습니다.

 

미래에는 동박 저항 확산 솔더링과 유연한 연결을 결합한 자동화된 제조 시스템이구리 호일 적층 버스바용접은 파워 배터리 모듈 연결 기술의 핵심 트렌드가 될 것입니다.

이러한 추세는 전기 전도성 및 열 관리 성능을 향상시키는 데 도움이 될 뿐만 아니라 에너지 저장 시스템을 더 높은 전력 밀도, 더 가벼운 무게 및 더 높은 신뢰성으로 추진할 것입니다.