激光焊接機(jī)在高性能汽車電池中的應(yīng)用

激光焊接機(jī)精密打造高性能汽車電池

隨著新能源汽車、消費(fèi)電子產(chǎn)品的興起，激光焊接市場(chǎng)需求近年來(lái)迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。市場(chǎng)上對(duì)電池應(yīng)用的能量?jī)?chǔ)存和電池壽命的要求越來(lái)越高，電池的重量和成本要求越來(lái)越低。作為非金屬焊接領(lǐng)域的佼佼者，松盛光電專業(yè)從事精密激光焊接機(jī)的研發(fā)制造，產(chǎn)品大量應(yīng)用于動(dòng)力電池、消費(fèi)電子、光通訊等領(lǐng)域。

電池通常都包含許多種材料，比如鋅、鋼、鋁、銅、鈦、鎳等，些金屬可能被制成電極、導(dǎo)線或是外殼，基于重量和成本較小化的考慮，它們都應(yīng)該盡可能地薄，多新興的電池設(shè)計(jì)材料厚度范圍在25到250微米之間。對(duì)于每個(gè)電池的導(dǎo)電性、強(qiáng)度、氣密性、金屬疲勞和耐腐蝕性能是典型的焊接質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

電芯焊接

極耳焊接：極耳是電芯與外部電路連接的關(guān)鍵部分。激光焊接能將極耳與電極箔精準(zhǔn)連接，確保低電阻、高導(dǎo)電性的連接。對(duì)于鋁極耳和銅極耳，激光焊接可通過(guò)精確控制能量和脈沖頻率，實(shí)現(xiàn)不同金屬材料的良好結(jié)合，減少虛焊、漏焊等缺陷，提高電芯的充放電性能和安全性。例如，在高能量密度的三元鋰電池中，極耳焊接質(zhì)量直接影響電池的充放電效率和循環(huán)壽命，激光焊接技術(shù)能夠保證極耳與電極箔之間的連接牢固可靠，降低接觸電阻，減少能量損耗。

殼體焊接：電芯的殼體需要良好的密封性來(lái)防止電解液泄漏和外部雜質(zhì)進(jìn)入。激光焊接可將殼體的各個(gè)部分，如蓋板與外殼，進(jìn)行高精度的密封焊接。以方形鋁殼電芯為例，激光焊接能夠在不破壞殼體材料性能的前提下，實(shí)現(xiàn)焊縫的緊密結(jié)合，有效阻擋外界空氣和水分，提高電芯的環(huán)境適應(yīng)性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

密封釘焊接：密封釘用于密封電芯在注液后的注液孔。激光焊接密封釘時(shí)，能精確控制焊接深度和熱量輸入，確保密封釘與殼體緊密連接，同時(shí)避免對(duì)電芯內(nèi)部造成熱損傷，保證電池的密封性和安全性。

電池模組焊接

連接片焊接：電池模組由多個(gè)電芯串聯(lián)或并聯(lián)組成，連接片用于連接不同電芯的極柱。激光焊接連接片時(shí)，可實(shí)現(xiàn)連接片與極柱之間的牢固連接，具有較高的連接強(qiáng)度和良好的導(dǎo)電性。例如，在磷酸鐵鋰電池模組中，激光焊接能夠快速、高效地完成連接片與電芯極柱的焊接，提高模組的整體性能和可靠性。

模組框架焊接：模組框架用于固定和保護(hù)電芯及連接片等部件。激光焊接可將模組框架的各個(gè)部件焊接在一起，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，同時(shí)保證焊接過(guò)程中產(chǎn)生的熱量不會(huì)對(duì)電芯造成不良影響，確保模組的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

電池 PACK 焊接

母線排焊接：母線排是電池 PACK 中用于匯集和分配電流的重要部件。激光焊接能夠?qū)⒛妇€排與電池模組的輸出端或其他電氣部件進(jìn)行可靠連接，具有較高的焊接質(zhì)量和電氣性能。例如，在一些高性能電動(dòng)汽車的電池 PACK 中，母線排的電流承載能力要求較高，激光焊接能夠保證母線排與模組之間的連接電阻小，減少發(fā)熱，提高電池 PACK 的整體效率。

電池 PACK 外殼焊接：電池 PACK 外殼需要具備良好的密封性和防護(hù)性能，以保護(hù)內(nèi)部的電池模組和電氣部件。激光焊接可將外殼的各個(gè)部分進(jìn)行高精度焊接，形成堅(jiān)固、密封的外殼結(jié)構(gòu)，有效防止灰塵、水分和外力對(duì)電池 PACK 的損害，提高電池 PACK 的安全性和可靠性。

激光焊接一直以來(lái)都是鋰電制造過(guò)程中必不可少的工序，各種材料都大量應(yīng)用到激光焊接，如不銹鋼殼、鋁殼、聚合物等。激光焊接所特有的高速是其他焊接技術(shù)所不能匹敵的，隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)激光焊接的效率和質(zhì)量提出了更高的要求，光纖激光器則推動(dòng)了高速焊接，在焊縫處可實(shí)現(xiàn)低熱輸入和高凝固速度，能有效控制發(fā)生在混合金屬焊接中的凝固缺陷。

較容易產(chǎn)生裂紋的焊縫金屬組合是銅與鋁，這也恰巧是在鋰離子電池中較常用的金屬組合之一。光纖激光焊接在這一重要的金屬焊接工藝中，表現(xiàn)出了無(wú)裂紋焊接的特性。其它一些需要用到或不常見(jiàn)的金屬組合同樣也可以利用激光焊接完成，特別是當(dāng)凝固速度很高的時(shí)候。較后，只要這些焊縫金屬組合是能夠?qū)崿F(xiàn)的，其至關(guān)重要的一點(diǎn)是評(píng)估他們?cè)陬A(yù)期電池應(yīng)用中的表現(xiàn)能力(尤其是強(qiáng)度、韌性、金屬疲勞和耐腐蝕方面)。

松盛光電推薦設(shè)備桌面式自動(dòng)送錫絲激光焊接，該系列中小功率激光焊接機(jī)焊接效率高、熱影響區(qū)小、焊點(diǎn)美觀牢固，能焊接難熔材料，可進(jìn)行微小零部件的精密焊接、各種不同的點(diǎn)焊及模具補(bǔ)焊。設(shè)備激光輸出功率穩(wěn)定，對(duì)焊接環(huán)境無(wú)要求，能在室溫或特殊條件下焊接