En janvier 2023, plusieurs entreprises chinoises ont annoncé des plans d'expansion pour les batteries de stockage d'énergie, avec un montant d'investissement approchant les 100 milliards de yuans et une capacité de production combinée de 269 GWh, dépassant la production combinée du premier semestre de l'année précédente (206,4 GWh) et couvrant presque la demande intérieure installée de batteries de puissance de l'année précédente (294,6 GWh).
| Entreprise | Montant de l'investissement (milliards) | Capacité de production (GWh) |
| BYD | 10 (estimation) | 35 |
| BATTERIE EVE | 20.8 | 80 |
| Ganfeng-Lithium | 15 | 34 |
| BATTERIE BAK | 13 | 30 |
| Farasis Energy | 10 | 30 |
| Groupe Shenghong | 30.6 | 60 |
| Total | 99,4 | 269 |
Source des données : China Automotive News, données publiques du réseau
Lors de la production de batteries de puissance, la qualité et la stabilité des soudures de l'enveloppe influent sur la fiabilité et la sécurité de l'assemblage. L'intérieur de l'enveloppe contient principalement un électrolyte organique et une membrane spécifique, tandis que le couvercle comprend une soupape antidéflagrante, des bornes, un capuchon de sécurité et un orifice d'injection d'électrolyte. L'étanchéité entre l'enveloppe et le couvercle est cruciale : la qualité des soudures détermine directement l'étanchéité de la batterie. Des soudures défectueuses peuvent entraîner des fuites, des dépôts de lithium et une apparence non conforme aux normes.
▲Soudure de batterie au lithium carrée à coque rigide
01 Problèmes courants de soudure
1- Aspect défectueux : défauts de soudure, piqûres de sable, inclinaison de l’échantillon
2- Résistance et étanchéité insuffisantes : profondeur de fusion insuffisante, fissures, larges trous d’air entraînant des fuites de la batterie
02 Analyse des processus des problèmes de cordons de soudure
D'après l'analyse des défauts par arbre de défaillances (FTA), les problèmes de soudage se résument principalement à des défauts d'aspect et de résistance. Les facteurs liés à un aspect défectueux sont : la précision du balayage CCD de l'équipement de soudage, le type et le débit du gaz de protection, la propreté de l'échantillon, ainsi que la précision et la méthode d'ajustement mécanique. Les facteurs liés à la résistance et à l'étanchéité du soudage sont : la précision de la matière première, la composition de l'aluminium et l'influence des paramètres de procédé.
| Classification | Questions | Catégorisation des causes du processus | raisons spécifiques |
|
Apparence | Soudure partielle | Chemin de soudage Identification et positionnement | Le processus de positionnement par vision CCD ne permet pas d'identifier avec précision les caractéristiques de l'échantillon, ce qui entraîne des trajectoires de soudage déviées, une exposition insuffisante de la source de lumière auxiliaire à l'échantillon et une difficulté accrue de positionnement photographique. |
| orifice d'aération du trachome | Le matériau lui-même et l'environnement de soudage | Composition du matériau de la coque en aluminium, réglage incorrect du type et du débit du gaz de protection, correspondance incorrecte entre la méthode de soudage supérieure et l'écart de soudure du couvercle et de la coque, propreté insuffisante de la zone de soudage latérale ou supérieure. | |
| irrégularité de l'échantillon | Précision d'assemblage de l'échantillon | Méthode de soudage du couvercle et de la partie supérieure de la coque : jeu de soudure mal ajusté, accumulation de contraintes lors du processus de soudage. | |
| force de soudage | Fuite de batterie | Erreur liée à la taille de l'échantillon et influence des paramètres de soudage | La taille du couvercle et de la coque n'est pas stable et les paramètres de processus ne sont pas définis avec précision. |
03 Le rôle du gaz protecteur
Le gaz de protection utilisé en soudage laser permet de prévenir l'oxydation de la surface métallique, de protéger la lentille et d'évacuer le plasma. Il est nécessaire de contrôler la direction, la pression et le débit du flux d'air. Un gaz de protection trop puissant peut créer des turbulences, entraînant des porosités, des irrégularités du cordon de soudure et d'autres défauts.
04 Différentes caractéristiques des gaz
Les types de gaz de protection utilisés pour le soudage laser comprennent l'hélium, l'argon et l'azote.
Hélium : Fort degré d’ionisation, le laser le traverse, toute l’énergie du faisceau atteint la surface de la pièce, limitant ainsi la formation de porosités, mais coûteux.
L'argon : moins cher que l'hélium, il est cependant sensible à l'ionisation par plasma à haute température. Bien que son effet protecteur soit meilleur, il atténue l'énergie du laser lors du traitement, réduisant ainsi sa puissance. L'utilisation d'hélium permet d'obtenir une surface de soudage lisse.
Azote : prix bas, faible ionisation, le gonflement lors du soudage peut réagir avec certains éléments de l’alliage d’aluminium pour former des composés instables, affectant la résistance de la soudure.
05 Analyse de l'effet de différentes conditions de soudage
Le soudage sous protection d'azote et d'argon présente des résultats différents. L'utilisation d'azote entraîne une faible régularité de la largeur du cordon, tandis que l'argon permet d'obtenir un cordon lisse, un motif en écailles plus uniforme et un meilleur aspect qu'avec le soudage à l'azote seul (voir figure ci-dessous).
▲Différents effets de soudage sous protection gazeuse (différente régularité de la largeur du cordon)
L'influence de la puissance du laser sur le soudage, à vitesse de soudage et gaz de protection identiques, est la suivante : plus la puissance de sortie est élevée, plus la fusion et la vaporisation du matériau sont rapides, plus la fluidité du bain de fusion est importante, plus la surface du motif en écailles est uniforme et plus le cordon de soudure est plat (voir figure ci-dessous).
▲ Effet de soudage à puissance différente (uniformité de surface différente)
Résumé
1. Au niveau de l'équipement de scellage laser du site terminal, le positionnement par balayage CCD et les paramètres de soudage ont un impact sur l'apparition de défauts dans le problème de soudage partiel.
2. Le type de gaz protecteur et les paramètres de réglage peuvent améliorer l'homogénéité de la soudure, assurer la propreté de la zone de soudage, réduire l'introduction d'impuretés et de matières étrangères, et réduire les scories de soudage générées par la porosité du trachome.
3. L'ajustement mécanique sur l'ajustement par jeu est meilleur que l'ajustement par interférence ; le processus de soudage sur site commence par un soudage par points, puis par un soudage continu, ce qui permet de résoudre en grande partie les problèmes de stabilité de l'ajustement par jeu lors du soudage.
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Date de publication : 3 mars 2023
