锂电池制造设备中激光加工焊接工艺介绍

来源：维多利亚3308  日期：2019-04-29 09:39  浏览量：次

　　锂电池制造设备中激光加工焊接工艺介绍。激光焊接凭借焊接安全可靠、工艺精密、环保等优势，成为了很多焊接任务的首选方案。锂电池制造设备一般为前端设备、中端设备、后端设备三种，其设备精度和自动化水平将会直接影响产品的生产效率和一致性。而激光加工技术作为一种替代传统焊接技术已广泛应用于锂电制造设备之中。

　　激光焊接是锂电池加工制造的重要工艺

　　激光焊接工艺已成为锂电池制造中的重要工艺。激光焊接是唯一一种非接触式、高精度、高效的焊接方式；可以经济快速的进行电池结构件焊接及密封，激光加工通常包括激光切割、激光焊接、激光表面处理等。

　　在整个动力锂池制造，包括电芯、模组和pack中有约19个主要构件部位需要焊接，其中：11个焊接目前必须用激光焊接；5个焊接可能用到激光焊接；3个焊接不会使用激光焊接。方壳电池中，密封钉、盖板组件以及封口都需要用到激光焊接；而在圆柱电池及模组中，需要用到激光焊接的部分有极耳、盖帽、汇流排等。

　　激光焊接质量提升与检测。模组侧板焊接方面，动力锂电池模组常用铝合金型材、板材作为模组外框结构件，焊接质量的好坏，决定了模组整体结构的刚性。采用不同的焊接头和工艺可以获得不同的焊接效果，侧板激光焊接也发展出多种工艺方式。普通焊接头的气孔率达10%，双光束焊接头气孔率在3%，而摆动光斑焊接头的气孔率只有1%。越来越多的先进激光焊接设备及工艺，不断的提高焊接质量，降低气孔率。

　　此外，电芯封口激光焊接是锂电池加工制造的一道重要工艺，极大的影响电池成品率。电芯焊接速度越来越快的同时，还需要保证焊缝一致性等焊缝性能。由此衍生出多种激光焊接封口工艺。其中，光纤激光器高速摆动焊接，焊缝平整光滑，一致性好。而摆动头随着焊接频率的提升对爆点有修复作用。

　　锂电池加工激光焊接工艺

　　从锂电池电芯的制造到电池PACK成组，焊接都是一道很重要的制造工序，锂电池的导电性、强度、气密性、金属疲劳和耐腐蚀性，是典型的电池焊接质量评价标准。焊接方法和焊接工艺的选用，将直接影响锂电池的成本、质量、安全以及锂电池的一致性。

　　在众多焊接方式中，锂电池加工激光焊接以如下优势脱颖而出：首先，激光焊接能量密度高、焊接变形小、热影响区小，可以有效地提高制件精度，焊缝光滑无杂质、均匀致密、无需附加的打磨工作；其次，激光焊接可精确控制，聚焦光点小，高精度定位，配合机械手臂易于实现自动化，提高焊接效率，减少工时，降低成本；另外，激光焊接薄板材或细径线材时，不会像电弧焊接那样容易受到回熔的困扰。

　　激光焊接的工艺优势就在于可以焊接的材质种类广泛，能够实现不同材料之间的焊接。在动力锂电池焊接过程中，焊接工艺技术人员会根据电池材料、形状、厚度、拉力要求等选择合适的激光器和焊接工艺参数，包括焊接速度、波形、峰值、焊头倾斜角度等来设置合理的焊接工艺参数，以保证最终的焊接效果满足动力电池厂家的要求。

　　激光焊接在锂电池中的应用

　　1、电池防爆阀焊接

　　电池的防爆阀是电池封口板上的薄壁阀体,当锂电池内部压力超过规定值时,防爆阀阀体破裂,避免电池爆裂。安全阀结构巧妙，这道工序对激光焊接工艺要求极为严格。

　　2、电池极耳焊接

　　极耳通常分为三种材料，电池的正极使用铝（Al）材料，负极使用镍（Ni）材料或铜镀镍（Ni-Cu）材料。在动力电池的制造过程中，其中的一个环节是将锂电池极耳与极柱焊接到一起。在二次电池的制作中需要将其与另外一铝制的安全阀焊接在一起。焊接不仅要保证极耳与极柱之间的可靠连接，而且要求焊缝平滑美观。

　　3、电池极带点焊

　　电池极带使用的材质包括纯铝带、镍带、铝镍复合带以及少量的铜带等。电池极带的焊接一般使用脉冲焊接机，随着IPG公司QCW准连续激光器的出现，其在锂电池极带焊接上也得到了广泛的应用。

　　激光焊接是目前高端锂电池焊接推崇的主要方法。激光焊接是高能束激光照射工件,使工作温度急剧升高,工件熔化并重新连接形成永久连接的过程。