リチウム電池密封リベット HWレーザー溶接技術によるレーザー溶接ソリューション

HW-DH-AMB-ECO リチウム電池シーリングリベット

シーリングリベット（別名バッテリープラグまたはシーリングネイル）は、リチウムイオン電池製造における重要なコンポーネントです。これらは、液体注入後に電解液充填ポートを恒久的に密閉し、セルの内部環境を外部の汚染物質から密閉的に隔離します。その設計は、機械的安定性、電気化学的慣性、および安全機能を統合しています。
材料構成：
1.​アルミニウム合金（1060/3003）​: 主要材料（厚さ：0.08～0.1 mm）は、高い延性、軽量特性、およびレーザー溶接との適合性のためです。純アルミニウムは電解液腐食に強いですが、高い赤外線レーザー反射率（>90％）などの課題に直面しています。
2.複合設計: 高度なリベットは、金属（例：ステンレス鋼）と熱可塑性加硫物（TPV）またはフッ素ポリマーシールを組み合わせています。TPV層は、溶接シームへの電解液の浸透をブロックする二次シールフランジを作成し、長寿命化を実現します。

シーリングリベットのレーザー溶接：特徴と利点

レーザー溶接は、高エネルギービーム（通常は1,070 nmファイバーレーザー）を使用して、シーリングリベットをバッテリーケース（通常はアルミニウムまたは鋼）に融合させます。これにより、機械的圧着または接着剤接合が置き換えられ、原子レベルの冶金結合が実現します。

特徴：
1.デュアルスポットテクノロジー：内輪と外輪ビームを組み合わせます。熱影響部（HAZ）を最小限に抑えながら、0.6 mmの均一な溶接深さを実現します。
2.波形変調：プレピーク+指数減衰波形は、アルミニウムの反射率を克服し、エネルギー吸収を40％向上させます。
3.多段階溶接：プレタック溶接（≥4つの対称点）→セグメント化された完全溶接→ベントホールシーリング（ガス管理リベット用）。

中央の高強度ビーム​（深い浸透用）と​外輪ビーム​（溶融プールの安定化用）を組み合わせます。この設計により、精密な熱分布が可能になり、薄いAlシーリングリベット（0.08～0.1 mm）への熱応力が軽減され、クラックやブローホールなどの欠陥が最小限に抑えられます。​リチウム電池シーリングリベットは、単純なプラグから、気密性と圧力管理のためにアルミニウム合金と複合設計を活用した統合安全システムへと進化しています。レーザー溶接は、速度、品質、材料効率の点で利点があり、精密なシーリングを可能にします。デュアルビーム光学系、適応波形、およびAI駆動のプロセス制御は、薄いAl溶接の課題を解決し、インライン検査は欠陥ゼロの出力を保証します。ナトリウム電池と全固体電池が進歩するにつれて、シーリング技術は、より高い破裂圧力とセラミックとの適合性を優先し、レーザー溶接は大量生産と信頼性の高い生産のベンチマークであり続けます。

利点：

1.スパッタ防止機構：
リングビームは、キーホールの安定化により金属蒸気の放出を抑制し、シングルビームレーザーと比較してスパッタを95％以上削減します。バッテリー内の電極汚染や短絡を回避するために重要です。
2.ほぼゼロスパッタ溶接：
​滑らかで魚の鱗のような溶接​を達成し、目に見えるスパッタや気孔はありません（図1を参照）。溶接後のクリーニングを不要にし、メンテナンスのダウンタイムを40％削減します。
3.高速処理：
0.6 mmの浸透深さと1.2 mmの溶接幅を維持しながら、最大​300 mm/s​の溶接速度を可能にします。生産効率を50～60 PPM（パーツ/分）に向上させます。
4.シーリング完全性の向上：
気孔率を
<0.1%に減らし、ヘリウム漏れ率を≤1×10⁻⁹ Pa・m³/sに保ち、厳格な気密性基準を満たします。5.電解液汚染許容度：
液体充填ポート内の残留電解液結晶を許容します。リングビームの予熱効果により、溶接中の爆発性ガスの発生を防ぎ、ブローホール欠陥を90％削減します。
業界固有のメリット​

​高反射率材料との互換性：

• Al/Cu合金の優れたエネルギー吸収—キーホールで60〜70％、従来のレーザーでは10％。シーリングリベットとバッテリーシェルに最適です。

  ​熱変形の低減：

  
  

• 低熱入力（±5％の変動制御）により、薄いAl蓋の反りを防ぎ、平坦性を確保

  <0.1 mmの偏差 ​

モデル

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