【有“锂”走遍天下】激光，赋予动力电池智能制造更多可能

近年来，新能源汽车如雨后春笋般出现，与传统燃油汽车加工相比，新能源汽车中要使用的动力电池加工成为一块新的大蛋糕。

作为一种新型的清洁能源，动力电池即为提供动力来源的电源，不仅可以为新能源汽车，还可以为电动列车、电动自行车、高尔夫球车等各类产品提供动力的蓄电池。

激光焊接在电池上大有可为，是因为焊接的部位多、工艺难度相当大。激光焊接是动力电池生产一项非常重要的工艺环节，新能源汽车电池加工对成本、安全、环境控制的要求很高。

相对于传统焊接方式，激光焊接是一种非接触式工艺，灵活、精确和高效，能够满足动力电池生产过程中的性能要求，同时具备高效精密的特点，将成为新能源动力技术发展的重要保障。

激光焊接在动力电池中的应用在很多地方，主要用在电池防爆阀焊接、电池极耳焊接、电池极带点焊、动力电池壳体与盖板封口焊接、动力电池模组及PACK焊接等。

01

防爆阀焊接

防爆阀是电池封口板上的薄壁阀体，防爆阀结构巧妙，很多是电池厂家的专利设计，但其基本原理多为用激光焊接牢固的、一定形状的两个铝质金属片；但当内部压力升高到一定值时，铝片从设计的凹槽位置处破裂，为防止电池进一步膨胀造成爆炸，这道工序对激光焊接工艺要求极为严格，要求焊缝能够密封，并且焊缝的破坏压力要大于铝片凹槽位置的破坏压力。采用连续激光焊接可以实现高速高质量的焊接，焊接稳定性、焊接效率以及良品率都能够得到保障。

目前市面上常见的激光焊接方案为：

焊接方式

连续焊

建议机型

1000W连续

配合精度

<0.05mm

光纤芯径

50um

焊接功率

800～900W

焊接速度

70～90mm/s

02

极柱焊接

动力电池一般设置有正极极柱和负极极柱，用于电流的输出以及与外部电路的连接。其中，为了满足高容量的使用需求，动力电池一般需要通过转接片串联或者并联成电池组使用，电池成组时其正负极极柱与转接片之间的连接一般使用焊接的方法。

目前市面上常见的激光焊接方案为：

焊接方式

连续焊

建议机型

1000W连续

配合精度

<0.05mm

光纤芯径

50um

焊接功率

700～900W

焊接速度

50～60mm/s

03

软连接焊接

新能源动力电池汽车软连接指的是电动汽车电池组之间的连接线，可以弯曲的叫做软连接，材质主要是铜和铝，经过焊接处理后不会产生漏酸，导电性更好。

铜极

铝极

目前市面上常见的激光焊接方案为：

焊接方式

连续焊

建议机型

6000W连续

配合精度

<0.05mm

光纤芯径

150um

焊接功率

铝2000～3000W

铜3900～4500W

焊接速度

110～130mm/s

04

壳体封口焊接

动力电池的壳体材料有铝合金和不锈钢，其中采用铝合金的最多，一般为3003铝合金，也有少数采用纯铝。壳体的焊接形式分为顶焊和侧焊两种方式。使用连续激光器焊接薄壳动力电池，效率可以提升5~10倍，且外观效果和密封性更好。

目前市面上常见的激光焊接方案为：

焊接方式

连续焊

建议机型

2000W连续

配合精度

间隙<0.05mm

高度0.06

光纤芯径

100um

焊接功率

1100～1300W

焊接速度

50～70mm/s

05

注液孔焊接

锂电池在制造过程中，当向电池壳体中注入电解液后，由于要维持电解液的稳定性而需要将电池壳体的注液口进行密封，目前普遍采用是激光焊接密封，该种技术效率高，密封效果好。

目前市面上常见的激光焊接方案为：

焊接方式

连续焊

建议机型

1000W连续

配合精度

间隙<0.05mm

高度0.06

光纤芯径

100um

焊接功率

750～950W

焊接速度

40～70mm/s

06

PACK焊接

电池电芯组装成组的过程称为PACK，可以是单只电池，也可以是串并联的电池模组等。通过激光焊接，优点是可靠性较好。正负极材质不同，一般有铜和铝2种材质，由于铜和铝传热均很快，且对激光反射率非常高，连接片厚度相对较大，因此需要采用较高功率的激光器才能够实现焊接。

目前市面上常见的激光焊接方案为：

焊接方式

连续焊

建议机型

3000W/6000W连续

配合精度

拼接间隙<0.1mm

高度间隙<0.05

光纤芯径

100um/150um/200um

焊接功率

拼接焊：2000W～3000W T≤2mm 

叠焊:3000W-5000W  T≥1.5mm

焊接速度

60～80mm/s

除了焊接应用，动力电池领域还可以应用到激光切割技术

01

极耳激光切割

极耳切割是动力电池的关键工艺，目前常见的切割方式有模切技术和激光切割技术。与传统模切相比，极耳激光切割作为新工艺，具有无耗材、速度快、灵活性高、适应性强等特点，可以降低制造成本、提高生产效率、大幅缩短新产品模切周期，同时可适用不同种类、不同规格型号的产品.

极耳切割前        极耳切割后

材料

铝、铜箔

切割方式

在线振镜切割

切割速度

≥60m/min

边缘毛刺高度

≤7μm

热影响区

≤50μm

推荐激光器

100W/200W MOPA

动力电池作为新能源汽车的核心零部件，直接决定整车性能。随着新能源汽车市场的逐步爆发，光纤激光器未来将有很大的市场潜力。

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展会信息

IBTE

深圳锂电技术展

时间：2018年12月10日（周一）- 12日（周三）

地点：深圳会展中心

锐科激光展位：3A136

同期演讲

时间：12月11日（周二）11:20-11:40

演讲嘉宾：锐科激光 副总经理 李杰

主题：光纤激光器在动力电池行业的应用

地点：深圳会展中心6楼桂花厅

金球奖评选

高工锂电金球奖

评选投票

为鼓励技术创新、企业品牌价值提升，回望与记录中国锂电企业的成长历程、行业重大变革力量，2018高工锂电金球奖将于2018年12月21日举行。

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