Contractul nr.: 30N/12.01.2023
Proiectul: „Dezvoltarea de soluții inovatoare și tehnologii de fabricație avansată cu laseri, plasmă și radiații pentru rezolvarea problemelor societale„
Faza 20/2026: „Sudarea laser a unui cuplu nou de materiale eterogene cu conductivitate ridicata pentru contacte de baterii (PL2.14)„
Responsabil fază: Dr. Andrei Popescu
Termen de încheiere a fazei: 03.03.2026
Abstract:
Interconectarile electrice din bateriile litiu-ion destinate vehiculelor electrice si altor aplicatii trebuie sa asigure functionare fiabila pe durate de exploatare > 10 ani, ceea ce impune imbinari cu rezistenta electrica scazuta si stabila, aport termic redus si compatibilitate cu productia de serie. In acest studiu sunt definite criterii interdisciplinare de evaluare (electrice/termice, metalurgice, mecanice si economice) si este selectat cuplul material Cu–Al pentru realizarea contactelor (tab-uri), avand in vedere compatibilitatea cu arhitectura uzuala a celulelor si performanta bateriilor. Experimentele de sudare cu laser au fost realizate folosind o sursa Yb:YAG in regim continuu (λ = 1030 nm, Pmax = 3 kW), integrata intr-un sistem CNC cu 5 grade de libertate si optica de tip scanner galvanometric, capabila de viteze de scanare de ordinul sutelor de mm/s. Avand in vedere grosimile reduse ale materialelor (100–400 µm) si sensibilitatea la deformare, mentinerea unui contact rigid intre suprafete a fost tratata ca premisa critica, intrucat interstitiile >100 µm conduc la lipsa imbinarii si la risc de vaporizare/perforare. In consecinta, au fost analizate solutii de fixare, concluzionandu-se ca optima este apasarea individuala a fiecarui tab, pentru cresterea flexibilitatii si productivitatii, cu potential ridicat de automatizare. Parametrii de proces au fost optimizati pentru imbinari eterogene si omogene pe placa suport CuNi (2 mm), utilizand o strategie de scanare cu linii paralele (pas 0,25 mm), spot ~42 µm si unghi de inclinare de 10°, fara gaz de protectie. Regimurile rezultate au inclus, pentru Al (0,4 mm)/CuNi (2 mm), P ≈ 650 W si v ≈ 250 mm/s (adancime 150–200 µm), respectiv pentru CuNi (0,2 mm)/CuNi (2 mm), P ≈ 800 W si v ≈ 420 mm/s (adancime 80–100 µm). Validarea electrica a imbinarilor pe un lot de trei baterii a indicat rezistente interne in intervalul 0,63–0,72 mΩ, sub pragul de 1 mΩ, confirmand conformitatea pentru aplicatie si potentialul de implementare industriala a procesului.
Abstract grafic:
