1. คำอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างการเชื่อมและเทอร์มินัล
โมดูล CCS (ระบบติดต่อเซลล์) เป็นชุดประกอบการสัมผัสเซลล์หรือที่เรียกว่าบัสบาร์แบบบูรณาการหรือชุดสายไฟสายไฟ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนประกอบการรับสัญญาณ (เช่นแผงวงจรพิมพ์ที่ยืดหยุ่น (FPCs), แผงวงจรพิมพ์ (PCBs), และสายแบนที่ยืดหยุ่น (FFCs), ส่วนประกอบโครงสร้างพลาสติก, และการเชื่อมต่อของแบตเตอรี่ การเชื่อมต่อไฟฟ้าระหว่างเซลล์และสร้างสถาปัตยกรรมพื้นฐานของโมดูลแบตเตอรี่ เวลาทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของโมดูลแบตเตอรี่และระบบแบตเตอรี่ทั้งหมด
เทอร์มินัลซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญที่เชื่อมต่อเซลล์แบตเตอรี่กับวงจรภายนอกทำหน้าที่เหมือน "สะพาน" ในแบตเตอรี่ ปลายด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับขั้วไฟฟ้าภายในเซลล์แบตเตอรี่ในขณะที่ปลายอีกด้านเชื่อมต่อกับส่วนประกอบต่าง ๆ เช่น busbars ทองแดงและอลูมิเนียมภายใน CCS ในระหว่างการเชื่อมโมดูล CCS คุณภาพของการเชื่อมระหว่างเทอร์มินัลและส่วนประกอบ CCS จะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของโมดูลแบตเตอรี่ทั้งหมด การเชื่อมที่อ่อนแอสามารถเพิ่มความต้านทานการสัมผัสสร้างความร้อนมากเกินไปในระหว่างการชาร์จและการปลดปล่อยลดประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของแบตเตอรี่และอาจทำให้เกิดอันตรายต่อความปลอดภัยเช่นความร้อนสูงเกินไปและไฟไหม้ การนำไฟฟ้าที่ไม่ดีที่ไซต์เชื่อมสามารถส่งผลกระทบต่อการกระจายปัจจุบันภายในโมดูลแบตเตอรี่ส่งผลกระทบต่อการชาร์จแบตเตอรี่และประสิทธิภาพการคายประจุและลดอายุการใช้งาน ดังนั้นความสำคัญของเทอร์มินัลในการเชื่อมโมดูล CCS นั้นชัดเจนในตัวเอง มันเป็นองค์ประกอบสำคัญในการรับรองการทำงานที่เหมาะสมของโมดูลแบตเตอรี่
2. ผลกระทบของการไม่ทำความสะอาดเทอร์มินัล
ความล้มเหลวในการทำความสะอาดเทอร์มินัลในระหว่างการเชื่อมโมดูล CCS สามารถนำไปสู่ปัญหาร้ายแรง ในระหว่างการผลิตการขนส่งและการจัดเก็บพื้นผิวเทอร์มินัลย่อมมีการปนเปื้อนด้วยสิ่งสกปรกต่าง ๆ เช่นฝุ่นน้ำมันและออกไซด์ สารปนเปื้อนที่ไม่มีนัยสำคัญเหล่านี้ดูเหมือนจะเป็น "ฆาตกรที่มองไม่เห็น" ในระหว่างกระบวนการเชื่อม
ก่อนอื่นพวกเขาสามารถนำไปสู่ข้อต่อประสานที่น่าสงสาร ข้อต่อประสานเย็นเป็นข้อบกพร่องในการเชื่อมทั่วไป ในขณะที่ข้อต่อประสานดูเหมือนจะเชื่อมต่อ แต่ก็ไม่มีพันธะโลหะโลหะที่เชื่อถือได้ทิ้งช่องว่างเล็ก ๆ หรือพื้นที่ที่ไม่ได้ใช้ น้ำมันและออกไซด์ขัดขวางการแพร่กระจายและการหลอมรวมของอะตอมโลหะในระหว่างการเชื่อม ในระหว่างการเชื่อมสิ่งสกปรกเหล่านี้ก่อตัวเป็นชั้นแยกระหว่างเทอร์มินัลและ CCS ป้องกันการบัดกรีจากการทำให้พื้นผิวที่เปียกเต็มไปด้วยความแข็งแรงของการเชื่อมไม่เพียงพอ การวิจัยชี้ให้เห็นว่าอุบัติการณ์ของข้อต่อประสานเย็นอาจสูงถึง 30% หรือสูงกว่าเมื่อเชื่อมโดยไม่ต้องทำความสะอาดเทอร์มินัลส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความน่าเชื่อถือการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของโมดูลแบตเตอรี่
ความแข็งแรงของการเชื่อมที่ไม่เพียงพอยังเป็นปัญหาที่พบบ่อยที่เกี่ยวข้องกับการไม่สะอาดของเทอร์มินัล สิ่งเจือปนป้องกันไม่ให้เชื่อมจากการสร้างตะเข็บที่สม่ำเสมอและแข็งแรง ในระหว่างการใช้งานโมดูลแบตเตอรี่อาจมีแรงภายนอกต่าง ๆ เช่นการสั่นสะเทือนและการกระแทก โมดูลที่มีความแข็งแรงของการเชื่อมไม่เพียงพอมีความอ่อนไหวต่อการแตกและการปลดเนื่องจากแรงเหล่านี้ประนีประนอมความสมบูรณ์ของโครงสร้างของโมดูลแบตเตอรี่และในทางกลับกันมีผลต่อการทำงานที่เหมาะสมของระบบแบตเตอรี่ทั้งหมด ใช้โมดูลแบตเตอรี่ของยานพาหนะไฟฟ้า ในระหว่างการขับรถพวกเขาจะถูกสั่นสะเทือนจากการกระแทกและกระแทกบนถนน หากความแข็งแรงของการเชื่อมนั้นไม่เพียงพอความล้มเหลวมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยในการขับขี่
นอกจากนี้การนำไฟฟ้าที่ถูกบุกรุกก็เป็นปัญหาที่สำคัญเช่นกัน โมดูลแบตเตอรี่จะต้องดำเนินการกระแสไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้ได้การชาร์จและการปลดปล่อยอย่างรวดเร็ว สิ่งสกปรกบนพื้นผิวของขั้วโดยเฉพาะออกไซด์และสารปนเปื้อนของฉนวนบางอย่างเพิ่มความต้านทานการสัมผัสอย่างมีนัยสำคัญ ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นหมายถึงความร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อกระแสไหล ความร้อนที่มากเกินไปไม่เพียง แต่ช่วยลดประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของแบตเตอรี่และความจุที่ใช้งานได้จริง แต่ยังสามารถนำไปสู่อันตรายด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรงเช่นการหลบหนีความร้อน มีกรณีที่ค่าการนำไฟฟ้าที่ไม่ดีที่เชื่อมต่อโมดูลแบตเตอรี่ได้นำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปในที่สุดทำให้เกิดไฟไหม้แบตเตอรี่และส่งผลให้สูญเสียชีวิตและทรัพย์สินอย่างมีนัยสำคัญ
3. ประโยชน์ของการทำความสะอาดเทอร์มินัล
เนื่องจากไม่ได้ทำความสะอาดเทอร์มินัลอาจทำให้เกิดปัญหามากมายการทำความสะอาดจะนำประโยชน์มาสู่การเชื่อม CCS แบบโมดูลอย่างไร?
จากมุมมองของคุณภาพการเชื่อมการทำความสะอาดเทอร์มินัลสามารถปรับปรุงความน่าเชื่อถือของการเชื่อมได้อย่างมีนัยสำคัญและลดความเสี่ยงของข้อต่อเย็น ตัวอย่างเช่นการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ใช้ลำแสงเลเซอร์ที่มีความหนาแน่นสูงเพื่อส่องสว่างพื้นผิวเทอร์มินัลทำให้เกิดสิ่งสกปรกและชั้นออกไซด์บนพื้นผิวเพื่อดูดซับพลังงานเลเซอร์ขยายอย่างรวดเร็วและระเหยกลายเป็นไอ พื้นผิวเทอร์มินัลที่ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์นั้นสะอาดสูงทำให้สามารถหลอมรวมกับบัดกรีได้อย่างเต็มที่ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการทำความสะอาดก่อนการเชื่อมสามารถเพิ่มความแข็งแรงของแรงเฉือนของการเชื่อมได้ 20%-30%เพิ่มความน่าเชื่อถือของการเชื่อมอย่างมีนัยสำคัญและลดการเกิดข้อต่อเย็นและการลดลงอย่างมีประสิทธิภาพ
การทำความสะอาดเทอร์มินัลยังมีบทบาทสำคัญในความเสถียรของโมดูลแบตเตอรี่ เมื่อสิ่งสกปรกบนพื้นผิวเทอร์มินัลถูกลบออกความต้านทานของการเชื่อมจะมีความเสถียรและสม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าในระหว่างกระบวนการชาร์จและการคายประจุของโมดูลแบตเตอรี่กระแสกระแสจะราบรื่นขึ้นลดความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่นที่เกิดจากความผันผวนของความต้านทาน การใช้โมดูลแบตเตอรี่ในระบบจัดเก็บพลังงานเป็นตัวอย่างการเชื่อมที่มั่นคงและการกระจายความต้านทานสม่ำเสมอทำให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพที่สอดคล้องกันภายใต้เงื่อนไขการชาร์จและการปลดปล่อยปัจจุบันระยะยาวและการคายประจุทำให้ความจุลดลงและอายุการใช้งานที่สั้นลงเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มความเสถียรและความน่าเชื่อถือของระบบจัดเก็บพลังงานทั้งหมด
จากมุมมองด้านความปลอดภัยการทำความสะอาดขั้วแบตเตอรี่ช่วยลดความเสี่ยงของการหลบหนีความร้อนและเหตุการณ์ความปลอดภัยอื่น ๆ ในโมดูลแบตเตอรี่ ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ขั้วที่ไม่สะอาดสามารถสร้างความร้อนมากเกินไปเนื่องจากคุณภาพการเชื่อมที่ไม่ดีและความต้านทานที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามการทำความสะอาดเทอร์มินัลช่วยให้มั่นใจได้ว่าคุณภาพการเชื่อมลดความต้านทานและลดการสร้างความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานเช่นยานพาหนะไฟฟ้าที่ความปลอดภัยของแบตเตอรี่เป็นสิ่งสำคัญยิ่งการทำความสะอาดเทอร์มินัลสามารถป้องกันเหตุการณ์ความปลอดภัยที่ร้ายแรงเช่นไฟและการระเบิดที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไปช่วยปกป้องชีวิตของผู้ขับขี่และผู้โดยสารได้อย่างมีประสิทธิภาพ
4. วิธีการทำความสะอาดเบื้องต้น
ตอนนี้เราเข้าใจถึงความสำคัญของการทำความสะอาดขั้วแบตเตอรี่ลองมาดูวิธีการทำความสะอาดเทอร์มินัลทั่วไป
ขณะนี้การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นวิธีการทำความสะอาดที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย วิธีนี้ใช้ลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นพลังงานสูงในการส่องสว่างพื้นผิวขั้วแบตเตอรี่ทำให้เกิดสิ่งสกปรกและชั้นออกไซด์บนพื้นผิวเพื่อดูดซับพลังงานเลเซอร์ขยายอย่างรวดเร็วและไอได้รับการทำความสะอาดอย่างมีประสิทธิภาพของพื้นผิวเทอร์มินัล การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีความแม่นยำสูงทำให้สามารถกำหนดเป้าหมายเทอร์มินัลแบตเตอรี่ได้อย่างแม่นยำโดยไม่ทำลายพื้นที่โดยรอบ นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำความสะอาดส่วนประกอบแบตเตอรี่ที่ละเอียดอ่อน ตัวอย่างเช่นในการผลิตโมดูลแบตเตอรี่พลังงานรถยนต์พลังงานใหม่ขั้วแบตเตอรี่มีขนาดเล็กและล้อมรอบด้วยส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนจำนวนมาก การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถกำจัดสารปนเปื้อนออกจากพื้นผิวเทอร์มินัลได้อย่างแม่นยำโดยไม่ส่งผลกระทบต่อส่วนประกอบอื่น ๆ นอกจากนี้ยังเป็นวิธีการทำความสะอาดแบบไม่สัมผัสกำจัดผลกระทบของการสึกหรอเชิงกลต่อขั้วและลดความเสี่ยงของความเสียหาย นอกจากนี้ยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมโดยไม่ต้องใช้สารเคมีและไม่ก่อให้เกิดของเสียอันตราย
ACEY-G100Wเครื่องกำจัดสนิมเลเซอร์ส่วนใหญ่ใช้เลเซอร์ไฟเบอร์เพื่อกำจัดสนิมออกไซด์สีและการเคลือบอื่น ๆ จากพื้นผิวของโลหะ
การทำความสะอาดอัลตราโซนิกยังเป็นวิธีการทั่วไป หลักการของมันคือการสร้างสัญญาณการแกว่งความถี่สูงผ่านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัลตราโซนิก ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกจะแปลงการสั่นความถี่สูงนี้เป็นการสั่นสะเทือนเชิงกลความถี่สูงซึ่งจะถูกส่งไปยังของเหลวทำความสะอาด สิ่งนี้สร้างฟองเล็ก ๆ นับไม่ถ้วนในของเหลวทำความสะอาด ฟองเหล่านี้เติบโตอย่างรวดเร็วและปิดภายใต้อิทธิพลของอัลตร้าซาวด์สร้างแรงกระแทกที่แข็งแกร่งและเจ็ตส์ขนาดเล็กซึ่งกำจัดสิ่งสกปรกจาระบีและสิ่งสกปรกอื่น ๆ จากพื้นผิวเทอร์มินัล ในสถานการณ์การผลิตแบตเตอรี่ที่มีความต้องการการทำความสะอาดค่อนข้างต่ำและเครื่องชั่งผลิตขนาดใหญ่การทำความสะอาดอัลตราโซนิกสามารถใช้ในการทำความสะอาดขั้วในแบทช์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต อย่างไรก็ตามเมื่อใช้การทำความสะอาดอัลตราโซนิกต้องใช้ความระมัดระวังในการควบคุมเวลาทำความสะอาดและความเข้มข้นของสารละลายทำความสะอาดเพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนที่ไม่จำเป็นบนพื้นผิวเทอร์มินัล
การทำความสะอาดทางเคมีใช้รีเอเจนต์เคมีเพื่อทำปฏิกิริยากับสิ่งสกปรกบนพื้นผิวเทอร์มินัลละลายหรือแปลงเป็นสารทำความสะอาดได้ง่าย ตัวอย่างเช่นสารละลายที่เป็นกรดใช้ในการกำจัดออกไซด์ของโลหะและสารละลายอัลคาไลน์ใช้ในการกำจัดคราบน้ำมัน ข้อได้เปรียบของการทำความสะอาดสารเคมีคือผลการทำความสะอาดอย่างละเอียดทำให้กำจัดสารปนเปื้อนที่ดื้อรั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามมันยังมีข้อเสียบางประการเช่นศักยภาพสำหรับมลพิษสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากสารเคมีและความจำเป็นในการล้างอย่างละเอียดและการวางตัวเป็นกลางของขั้วหลังจากทำความสะอาดเพื่อป้องกันสารเคมีที่ตกค้างจากสารเคมีที่ส่งผลกระทบต่อการเชื่อมที่ตามมาและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่
