Soluzione di saldatura laser per rivetti di tenuta di batterie al litio con tecnologia di saldatura laser HW

                                                  Rivetti di tenuta per batterie al litio HW-DH-AMB-ECO 

I rivetti di tenuta (chiamati anche tappi per batterieo chiodi di tenuta) sono componenti critici nella produzione di batterie agli ioni di litio. Sigillano permanentemente la porta di riempimento dell'elettrolita dopo l'iniezione del liquido, garantendo l'isolamento ermetico dell'ambiente interno della cella dai contaminanti esterni. Il loro design integra stabilità meccanica, inerzia elettrochimica e funzioni di sicurezza.
Composizione del materiale:
1.​Leghe di alluminio (1060/3003)​: Materiale dominante (spessore: 0,08–0,1 mm) grazie all'elevata duttilità, alle proprietà di leggerezza e alla compatibilità con la saldatura laser. L'alluminio puro resiste alla corrosione dell'elettrolita, ma deve affrontare sfide come l'elevata riflettività del laser a infrarossi (>90%).
2.Design compositi: I rivetti avanzati combinano metallo (ad esempio, acciaio inossidabile) con sigilli in vulcanizzato termoplastico (TPV) o fluoropolimero. Lo strato di TPV crea una flangia di tenuta secondaria che blocca la penetrazione dell'elettrolita nelle saldature, migliorando la longevità.

Saldatura laser dei rivetti di tenuta: caratteristiche e vantaggi

La saldatura laser utilizza fasci ad alta energia (tipicamente laser a fibra da 1.070 nm) per fondere il rivetto di tenuta all'involucro della batteria (di solito alluminio o acciaio). Questo sostituisce la crimpatura meccanica o l'incollaggio adesivo, ottenendo legami metallurgici a livello atomico.

Caratteristiche:
1. Tecnologia a doppio punto: combina fasci ad anello interno ed esterno. Riduce al minimo le zone termicamente alterate (HAZ) garantendo al contempo una profondità di saldatura uniforme di 0,6 mm.
2. Modulazione della forma d'onda: le forme d'onda pre-picco + decadimento esponenziale superano la riflettività dell'alluminio, aumentando l'assorbimento di energia del 40%.
3. Saldatura multistadio: pre-saldatura (≥4 punti simmetrici) → saldatura completa segmentata → sigillatura del foro di ventilazione (per rivetti a gestione del gas).

Combina un fascio centrale ad alta intensità​ (per la penetrazione profonda) e un fascio ad anello esterno​ (per la stabilizzazione del bagno fuso). Questo design consente una precisa distribuzione del calore, riducendo lo stress termico sui sottili rivetti di tenuta in Al (0,08–0,1 mm) e riducendo al minimo difetti come crepe o soffiature.

​I rivetti di tenuta per batterie al litio si evolvono oltre i semplici tappi in sistemi di sicurezza integrati, sfruttando leghe di alluminio e design compositi per l'ermeticità e la gestione della pressione. La saldatura laser consente una sigillatura di precisione con vantaggi in termini di velocità, qualità ed efficienza dei materiali. L'ottica a doppio fascio, le forme d'onda adattive e il controllo del processo basato sull'intelligenza artificiale risolvono le sfide della saldatura dell'Al sottile, mentre l'ispezione in linea garantisce output a zero difetti. Man mano che le batterie al sodio e a stato solido progrediscono, le tecnologie di tenuta daranno la priorità a pressioni di rottura più elevate e alla compatibilità con la ceramica, con la saldatura laser che rimane il punto di riferimento per una produzione affidabile e ad alto volume.

Vantaggi:
1. Meccanismo anti-spruzzo:
Il fascio ad anello sopprime l'espulsione di vapore metallico stabilizzando il foro stenopeico, riducendo gli spruzzi di >95% rispetto ai laser a fascio singolo. Fondamentale per evitare la contaminazione degli elettrodi e i cortocircuiti nelle batterie.
2. Saldatura quasi senza spruzzi:
Ottiene saldature
lisce, a forma di squama di pesce
​ senza spruzzi o pori visibili (vedere la Figura 1). Elimina la pulizia post-saldatura e riduce i tempi di inattività per la manutenzione del 40%.
3. Elaborazione ad alta velocità:
Consente velocità di saldatura fino a 300 mm/s
​ mantenendo una profondità di penetrazione di 0,6 mm e una larghezza di saldatura di 1,2 mm. Aumenta l'efficienza di produzione a 50–60 PPM (pezzi al minuto).
4. Maggiore integrità della tenuta:


 

Riduce la porosità a

• <0,1% e garantisce tassi di perdita di elio ≤1×10⁻⁹ Pa·m³/s, soddisfacendo i severi standard di ermeticità.

  5. Tolleranza alla contaminazione da elettrolita:

   

• Tollera i cristalli di elettrolita residui nella porta di riempimento del liquido. L'effetto di preriscaldamento del fascio ad anello impedisce la formazione di gas esplosivi durante la saldatura, riducendo i difetti di soffiaggio del 90%.

  Vantaggi specifici del settore​​Compatibilità con materiali ad alta riflettività:

Assorbimento di energia superiore per leghe Al/Cu—60–70% nel foro stenopeico contro il 10% dei laser tradizionali. Ideale per rivetti di tenuta e gusci di batterie.

Consumo energetico