В ЛЭТИ разработали первую в России установку для автоматизированной сварки литий-ионных аккумуляторов

Устройство с помощью технологии точечной сварки способно быстро и безопасно собрать литий-ионные батареи в единый массив различных размеров.

итий-ионные батареи – это тип электрического аккумулятора, который сегодня активно используется в бытовой электронике и электротранспорте. В частности, для питания электроинструмента, ноутбуков, электросамокатов, электромобилей и электробусов используются сборки из цилиндрических аккумуляторов. Одними из наиболее распространенных являются аккумуляторы 18650, внешне похожие на обычные одноразовые батарейки. Массивы различных размеров (для ноутбука достаточно трех аккумуляторов, а для самоката – несколько десятков) соединяются с помощью никелевой ленты.

Соединение литий-ионных аккумуляторов в единую структуру невозможно выполнить с помощью пайки, так как процесс занимает относительно много времени (несколько секунд или дольше), в течение которого батарейка может перегреться и выйти из строя. Поэтому основным методом является точечная сварка никелевой лентой – она обладает высокой производительностью (несколько сотен соединений в минуту) и не перегревает аккумуляторы, поскольку нагревание элементов для соединения происходит за треть секунды. Однако в России оборудование для использования данной технологии не производится.

«Мы разработали первую отечественную установку для точечной сварки, с помощью которой можно быстро и надежно соединять цилиндрические литий-ионные аккумуляторы в единые батареи», - отметил нженер кафедры электротехнологической и преобразовательной техники (ЭТПТ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Владимир Евстратов.

Устройство выполнено в двух конфигурациях. Вариант, с помощью которого батареи скрепляются вручную, можно использовать в бытовых условиях. Помимо этого, ученые ЛЭТИ разработали установку для автоматической сварки батарей, состоящих из большого числа литий-ионных аккумуляторов. Действующий прототип имеет рабочую площадь 40х40 см. Однако с помощью универсального подхода к созданию программного кода, используемого в ЛЭТИ, разработку можно масштабировать и использовать на больших рабочих областях для сборки аккумуляторных батарей любых конфигураций в промышленных объемах. Оба варианта устройства для точечной сварки используют для соединения аккумуляторов никелевую ленту.

«Наша конечная цель – внедрить разработку в компании, которые занимаются сборкой и восстановлением аккумуляторных батарей. Сегодня они используют зарубежные аналоги приборов для точечной сварки. В отличие от них, наша разработка является более дешевой и компактной. Мы рассчитываем, что в будущем внедрение такой системы позволит значительно повысить производительность труда в сфере сборки литий-ионных батарей», – отмечает заместитель заведующего кафедрой ЭТПТ по учебной работе СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Владимир Валентинович Ишин.

Проект был поддержан грантом молодежного конкурса инновационных проектов СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в 2021 году.