激光焊接是锂电池加工制造的重要工艺吗？
来源：宝鄂实业
2019-08-25 15:31
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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。
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。
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。
