|
| Abstract No.: |
|
Scheduled at:
|
Thursday, September 17, 2020, Virtueller Raum 2 9:30 AM
DVS CAMPUS - Strahlschweißverfahren
|
|
| Title: |
Untersuchungen zur Kontaktierung von Zellableitern aus Kupfer und Rundzellen mit Hilfe grüner Laserstrahlung
|
|
| Authors: |
Michael Kick / Institut für Wekzeugmaschinen und Betriebswissenschaften - TU München, Deutschland
Johannes Heilmeier* / Technische Universität München - Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften, Deutschland
Michael F. Zäh/ Technische Universität München - Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften, Deutschland
|
|
| Abstract: |
Zur globalen Reduzierung der CO2-Emissionen nehmen elektrische Batteriespeicher eine zentrale Rolle ein. Abhängig von der jeweiligen Applikation werden dafür Rund- oder Pouchzellen sowie prismatische Zellen eingesetzt. Rundzellen weisen dabei von elektri-schen Handarbeitsgeräten über Consumerprodukte bis hin zu Elektrofahrzeugen ein sehr großes Einsatzspektrum auf. In der Praxis werden Rundzellen meist mit Zellableitern aus vernickeltem Stahl mittels Widerstandspunktschweißen kontaktiert. Dabei stellt der Zellableiter aus vernickeltem Stahl aufgrund der im Vergleich zu Kupferwerkstoffen geringen elektrischen Leitfähigkeit und der damit verbundenen Wärmeentwicklung während des Betriebs limitierende Faktoren für die Anwendung dar. Das Widerstandspunktschweißen als Fügeverfahren weist durch eine geringe Flexibilität und einen hohen ther-mischen Energieeintrag, welcher zu einer Schädigung der Zelle führen kann, entscheidende Nachteile auf.
Das Laserstrahlschweißen kann durch das flexible Prozessdesign, die hohe Prozessgeschwindigkeit und einen geringen thermischen Energieeintrag brillieren. Für die Kontaktierung von Rundzellen mit Zellableitern aus vernickeltem Stahl hat sich der Spike-Puls nach Dijken als Mittel der Wahl herauskristallisiert. Damit können bei minimalem Energieeintrag eine hohe Festigkeit und ein geringer Widerstand erreicht werden. Im Rahmen dieser Arbeit werden Untersuchungen zum gepulsten Laserstrahlschweißen für die Kontaktierung von Rundzellen mit Zellableitern aus Reinkupfer vorgestellt. Da Kupferwerkstoffe für die Laserstrahlung herkömmlicher Materialbearbeitungslaser sehr stark reflektierend sind, wurde eine Strahlquelle, die Laserlicht im grünen Wellenlängenbereich emittiert, für die Versuche eingesetzt. Mit Hilfe der gewonnenen Erkenntnisse wird der Einfluss der einzel-nen Parameter, wie zum Beispiel Leistung oder Pulsdauer, im Hinblick auf mechanische Festigkeit und elektrischen Widerstand charakterisiert. Zudem wird ein Überblick über den thermischen Energieeintrag und die Spritzerbildung gegeben.
|
|