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超聲波焊接動力鋰電池外殼防水設計

2021-09-07 14:23
隨著全球共享經(jīng)濟的發(fā)展，共享助力車、共享滑板車、共享平衡車、共享摩托車、換電電池等領域如雨后春筍般催生。與此同時，這些產(chǎn)品也對其動力電池提出了更高的要求。共享產(chǎn)品長期工作在野外環(huán)境下，環(huán)境溫度多變、工況復雜多樣，如果電池內(nèi)部進水，可能導致電池短路、起火甚至爆炸。因此，動力電池外殼防水成為結(jié)構(gòu)設計的工作重點，這也要求產(chǎn)品的防水等級至少需要提升到IP67及以上。
 
超聲波焊接在產(chǎn)品尺寸較小且防水要求級別較低的情況下，一般選用超聲波焊接。超聲波焊接對產(chǎn)品上下塑膠外殼的定位、超聲波導熔線的結(jié)構(gòu)、塑料的材質(zhì)、壁厚的選擇、超聲波設備的頻率和功率等都有著嚴格的要求。超聲波焊接防水主要原理是用超聲能量將三角形柱快速軟化和熔化接觸面，塑膠熔化成液態(tài)后將上下塑膠外殼緊密粘合在一起。因此，超聲波導熔線設計和定位設計是防水成敗的關鍵。
 
定位方式設計
上下塑膠件在超聲焊接過程中需要保證三角形柱的定位準確，且限位高度一般不低于1mm?？稍谏舷滤苣z件配合位置增加圓柱、凹槽定位結(jié)構(gòu)，確保整個塑膠殼體定位準確。在設計的過程中，還需要考慮到塑膠殼外形的平面度和變形度，因此塑殼設計需要增加防變形設計，對模具分型線位置增加拋光等方式。
 
超聲波導熔線的設計
導熔線的設計有很多種類型。其中有一種是上模產(chǎn)品面做成斷點三角形柱，下模產(chǎn)品面做成水平面；還有一種是導熔線做成凹凸槽結(jié)構(gòu)，超聲波上模產(chǎn)品面做成凸結(jié)構(gòu)、另外一半則做成凹槽結(jié)構(gòu)，凸型結(jié)構(gòu)的尺寸大于凹型結(jié)構(gòu)的深度為0.5～1mm最佳。
 
其他鋰電池外殼防水方式介紹：
1）膠槽點膠防水主要用于壁厚較小、防水級別IP67以上的電池規(guī)格；但是返工性很差，外殼無法重復利用。
2）灌膠防水一般用于IP68及以上防水級別，且電池要求防延燒、溫度均衡性較高的電池，缺點是無法返工。
3）密封圈防水需要壁厚較大、且壓力均勻的電池，防水級別可達IP67及以上，容易返工，外殼可循環(huán)利用。
4）液態(tài)硅膠二次注塑一般用于尺寸較小，但是要求IP67及以上防水級別的電池。該種方法相比密封圈更加穩(wěn)定，但是成本較高。
 
鋰電池外殼防水具有重要性和普遍性，超聲波焊接一般用于尺寸較小，防水級別較低的電池規(guī)格。