Förbättrade materialegenskaper i fogar i litiumjonbatterier (EMPIRE)

Viktiga resultat som projektet gav

Projektets mål har varit att identifiera koncept och lösningar för att förbättra kvaliteten hos fogar i litiumjonbatterier. Detta i syfte att nå förbättrad driftsäkerhet hos batterisystem och undvika oplanerade driftavbrott eller rent av bränder. I arbetet mot det övergripande målet har projektet levererat följande: - En rapport som beskriver den moderna sammansättningen av Li-ion batterimoduler - Grupp- och individuella möten med partners - Karakterisering av intermetalliska faser i sammanfogade prover, bedömning av fogkvalitet och fogegenskaper - Materialkoncept som kan minimera de spröda intermetalliska faserna - Rapport om optimerad sammanfogningsprocess (lasersvetsning och lödning) för fogning av batteritabbar till strömskenor - Dokumentation av de slutliga egenskaperna hos de valda fogarna - Riktlinjer för fogar i litiumjonbatterier.

Långsiktiga effekter som förväntas

Projektresultaten förväntas användas brett under elektrifieringen av samhället och industrin. Projektresultaten kommer att förbättra tillförlitligheten hos elektriska fogar i elbilar och batterisystem. Resultaten är lätta att implementera i en mängd olika branscher, från bilindustrin till marin- och flygindustrin. De optimerade fogningsprocesserna kommer att höja kvaliteten på fogen men också förkorta cykeltider i produktionen vilket är gynnsamt för miljön (minskad resursförbrukning) och leder till ökad konkurrenskraft och lönsamhet.

Upplägg och genomförande

Studien utfördes för att hitta lämpliga mönster, lämplig effekt och lämplig skanningshastighet för att producera defektfria lasersvetsfogar mellan Al/Al Al/Cu med en minsta fogbredd på 1 mm och minsta penetration av 0,2 mm. För att ta reda på det designades och genomfördes en experimentplan med två olika laserstrålemönster som i) Sicksackmönster, ii) Timglasmönster. Ineffekten ändrades mellan 1300W till 3600W, och skanningshastigheten ändrades mellan 60 mm/s och 240 mm/s. Cirkulära svetsar och raka svetsar provades med enkel- och dubbel svetssträng.