Stabilité des processus lors du soudage par ultrasons de cellules de batterie
Comptant parmi les plus grands fabricants de cellules de batteries lithium-ion sur mesure au monde, l’entreprise CUSTOMCELLS® poursuit l’objectif d’atteindre le taux de rejet le plus faible possible dans sa production de batteries, avec une fiabilité de processus maximale. Pour le soudage de ses applications, la société de développement et de production fait confiance à la technologie ultrasons dans l’une de ses lignes de production. Les systèmes de soudage par ultrasons Herrmann Ultraschall utilisés ici ont permis de limiter le taux de rejet et d’optimiser l’efficacité de production.
Le défi
La nouvelle cellule de batterie développée par CUSTOMCELLS® intègre des languettes nettement plus petites que celles généralement utilisées dans l’industrie.Afin de garantir un soudage fiable avec un taux de rejet minimal et une fiabilité maximale des processus, l’outil de soudage doit être adapté à cette taille.
Le défi pour Herrmann consistait à développer une sonotrode adaptée et à déterminer les paramètres de soudage appropriés en un temps record, afin que la production sûre et fiable de la cellule de batterie puisse commencer le plus vite possible.
Optimisation du taux de rejet
Dans la ligne de production en question, CUSTOMCELLS® pré-soude et soude des cellules de type « pouch ». La première étape, le pré-soudage, consiste à pré-souder les différentes couches du film de cuivre pour l’anode et les différentes couches du film d’aluminium pour la cathode. Dans un second temps, considéré comme le soudage principal, les languettes sont soudées à la cathode et à l’anode.
Le pré-soudage comme le soudage principal exigent de solides raccords de matériau à matériau afin de garantir la fonctionnalité des cellules de batterie. Si les différentes couches de film ne sont pas entièrement assemblées ou si le film présente des accrocs, même d’une épaisseur de quelques microns seulement, il peut en résulter des rejets et donc l’exclusion de l’intégralité de la cellule.
Les machines de soudage par ultrasons Herrmann garantissent une procédure stable pour ces raccords. Les systèmes HiS VARIO B 20 kHz ont été spécialement développés pour le soudage d’applications de batterie avec des films multi-couches. Ces systèmes permettent de réduire les déchets de production et les coûts de production.
Conception de batterie spéciale : relever le défi
La cellule de batterie développée par CUSTOMCELLS® présente une particularité, à savoir la taille des languettes. Elles sont nettement plus petites que celles généralement utilisées dans l’industrie. Afin de garantir un raccord fiable entre la languette et l’anode ou la cathode, les sonotrodes des machines de soudage par ultrasons ont été adaptées à cette taille.
Grâce à des travaux de recherche et développement continus, Herrmann Ultraschall a pu exploiter une conception de sonotrode spécifique existante, dès le début du projet. Ces travaux ont alors garanti un procédé de soudage fiable pour l’application de batterie CUSTOMCELLS®. Après une courte durée, les paramètres de soudage appropriés ont également été évalués dans le laboratoire d’ultrasons. Les systèmes de soudage Herrmann ont pu être adoptés et intégrés quasi sans arrêt de production.
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Automatisation en vue
Les deux systèmes de soudage Herrmann sont utilisés en permanence pour le soudage des languettes de cellule chez CUSTOMCELLS®. Dans le cadre d’une production en série, les systèmes de soudage par ultrasons seront intégrés dans la ligne de production automatisée dans une prochaine étape. Un conseil continu ainsi que le développement de solutions de soudage appropriées par Herrmann Ultraschall garantissent une intégration fluide dans le processus.
Avec Herrmann Ultraschall, nous partageons une passion pour les raccords solides
« Avec Herrmann Ultraschall, nous avons trouvé un partenaire de confiance pour le soudage fiable de nos cellules lithium-ion. Nous sommes incroyablement satisfaits des systèmes Herrmann Ultraschall qui nous permettent d’améliorer en permanence la qualité de nos produits. Nous recommandons pleinement la société Herrmann Ultraschall. »
Christian Zender, COO Customcells Tübingen GmbH
Avantages client
Seule l’utilisation de systèmes de soudage par ultrasons répondant à la demande et aux exigences permet de maintenir les taux de rejet en permanence au plus bas dans la production de batteries. Un service après-vente flexible de la part du partenaire ultrasons est important pour la réussite du projet de soudage, afin d’être en mesure de réagir immédiatement face aux changements dans le procédé de production si nécessaire. L’interaction entre des solutions de soudage appropriées et un service après-vente de qualité forme la base d’une production sûre et efficace des applications de batterie à l’aide des ultrasons.
Membre certifié
Fonder une industrie de batterie européenne : voilà la mission commune que l’EBA (European Battery Alliance), Herrmann, ainsi qu’un groupe croissant d’entreprises, d’instituts et d’universités engagés, se sont donnée dans le but d’établir une chaîne de valeur paneuropéenne complète dans le domaine des batteries.
