作為新能源汽車的配套行業(yè)，近年在新能源汽車產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)下，動(dòng)力電池行業(yè)也迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。在之前的文章中，楚天激光?中谷聯(lián)創(chuàng)給大家介紹了《動(dòng)力電池生產(chǎn)線的標(biāo)配設(shè)備—激光焊接機(jī)》，本文則詳細(xì)介紹下激光焊接技術(shù)具體應(yīng)用在動(dòng)力電池生產(chǎn)中的哪些環(huán)節(jié)上，我們一起來(lái)看下。

動(dòng)力電池常見(jiàn)焊接應(yīng)用

動(dòng)力電池分方形、圓柱和軟包電池。當(dāng)下，在動(dòng)力電池的生產(chǎn)中，使用激光焊接的環(huán)節(jié)主要包括：中道工藝：極耳的焊接（包括預(yù)焊接）、極帶的點(diǎn)焊接、電芯入殼的預(yù)焊、外殼頂蓋密封焊接、注液口密封焊接等；后道工藝：包括電池PACK模組時(shí)的連接片焊接，以及模組后的蓋板上的防爆閥焊接等。

1、電池防爆閥焊接

防爆閥是電池封口板上的薄壁閥體，當(dāng)電池內(nèi)部壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，防爆閥閥體率先破裂泄氣，釋放壓力，避免電池爆裂。

防爆閥結(jié)構(gòu)巧妙，多用激光焊接牢固一定形狀的兩個(gè)鋁質(zhì)金屬片。當(dāng)電池內(nèi)部壓力升高到一定值時(shí)，鋁片從設(shè)計(jì)的凹槽位置處破裂，防止電池進(jìn)一步膨脹造成爆炸。因而這道工序?qū)す夂附庸に囈髽O為嚴(yán)格，要求焊縫密封，嚴(yán)格控制熱輸入量，保證焊縫的破壞壓力值穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)（一般在0.4~0.7MPa），過(guò)大或太小都會(huì)對(duì)電池的安全性造成很大影響。因此，防爆閥一般采用拼接焊。

2、極柱焊接

電池蓋板上的極柱，分為電池內(nèi)部和電池外部連接。電池內(nèi)部連接，是電芯極耳與蓋板極柱的焊接；電池外部連接，是電池極柱通過(guò)連接片焊接，形成串聯(lián)、并聯(lián)電路，組成電池模組。

電池的極柱即電池的正負(fù)極，一般正極采用鋁，負(fù)極采用銅。常用的結(jié)構(gòu)為鉚壓結(jié)構(gòu)，鉚壓完成后進(jìn)行滿焊，其大小一般為直徑8的圓。焊接時(shí)，在滿足設(shè)計(jì)要求的拉力和導(dǎo)電性能的情況下，優(yōu)先選擇光束質(zhì)量好、能量分布均勻的光纖激光器或是復(fù)合焊激光器，采用光纖激光器、復(fù)合焊激光器焊接可以實(shí)現(xiàn)的電極柱的鋁-鋁結(jié)構(gòu)焊接、銅-銅結(jié)構(gòu)焊接穩(wěn)定性，減少飛濺、進(jìn)而提升焊接良率。

3、轉(zhuǎn)接片焊接

轉(zhuǎn)接片與軟連接是連接電池蓋板與電芯的關(guān)鍵部件。它必須同時(shí)考慮到電池的過(guò)流、強(qiáng)度及低飛濺的要求，所以在與蓋板的焊接過(guò)程中，需要有足夠的焊縫寬度。

4、殼體封口焊接

動(dòng)力電池的殼體材料有鋁合金和不銹鋼，其中采用鋁合金的最多，也有少數(shù)采用純鋁。不銹鋼是激光焊接性最好的材質(zhì)，尤其304不銹鋼，無(wú)論是脈沖還是連續(xù)激光都能夠獲得外觀和性能良好的焊縫。

使用連續(xù)激光器焊接薄殼鋰電池，效率可以提升5~10倍，且外觀效果和密封性更好?，F(xiàn)在為了追求更快的焊接速度和更均勻的外觀，大部分公司已經(jīng)開(kāi)始采用復(fù)合焊和環(huán)形光斑取代以往低速的單光纖焊接，目前大部分公司的量產(chǎn)線焊接速度已達(dá)200 mm/s，而部分廠家光纖焊接的低速線，為保證焊道穩(wěn)定，一般量產(chǎn)速度為70 mm/s。

5、密封釘（電解液注入口）焊接

密封釘（注液孔蓋帽）的形式也較多，其形狀通常為一個(gè)直徑 8 mm、厚度約 0.9 mm 的圓形蓋帽，其焊接的基本要求就是耐壓值達(dá)到1.1 MPa，密封且不能有針孔、裂紋和爆點(diǎn)的存在。

作為電芯焊接的最后一道工序，密封釘焊接的良率尤為重要。密封釘焊接時(shí)由于有殘留電解液的存在，導(dǎo)致有爆點(diǎn)、針孔等缺陷，而抑制這些缺陷的關(guān)鍵方式則是減小熱輸入量。

6、動(dòng)力電池模組及PACK焊接

電池模組可以理解為鋰離子電芯經(jīng)串并聯(lián)方式組合，并加裝單體電池監(jiān)控與管理裝置。電池模組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往能決定一個(gè)電池包的性能和安全。其結(jié)構(gòu)必須對(duì)電芯起到支撐、固定和保護(hù)作用。同時(shí)如何滿足過(guò)電流要求，電流均勻性，如何滿足對(duì)電芯溫度的控制，以及是否有嚴(yán)重異常時(shí)能斷電，避免連鎖反應(yīng)等等，都將是評(píng)判電池模組優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。 

由于銅和鋁之間采用激光焊接后易形成脆性化合物，無(wú)法滿足使用要求，通常采用超聲波焊接外，銅和銅、鋁和鋁一般均采用激光焊接。同時(shí)，由于銅和鋁傳熱均很快，且對(duì)激光反射率非常高，連接片厚度相對(duì)較大，因此需要采用較高功率的激光器才能夠?qū)崿F(xiàn)焊接。