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    「電池激光焊接技術」鋰電池應用了那些激光焊接技術

    2019-08-27 14:50:45

    1912年由Gilbert N. Lewis提出鋰金屬電池然后進行了研究,20世紀70年代時,M. S. Whittingham對鋰離子電池進行了觀點和研究;但鋰金屬的化學特性是非常的活潑,所以它的加工、保存、使用,的環境有著極高的要求。


    鋰電池的優點和應用

    鋰電池擁有比能量高、使用壽命長、自放電小、無記憶效應和不會造成污染等優點,廣泛應用于各種電子設備(如移動電話、筆記本電腦、PDA、數碼相機及數碼攝像機等);鋰電池還廣泛應用于水力、火力、風力和太陽能電站等儲能電源系統,郵電通訊的不間斷電源,以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、軍事裝備、航空航天等多個領域。鋰離子電池以其特有的性能優勢已在便攜式電器如手提電腦、攝像機、移動通訊中得到普遍應用。

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    激光焊接技術在鋰電池的運用

    電池防爆閥焊接

    電池的防爆閥是電池封口板上的薄壁閥體,當電池內部壓力超過規定內的范圍值時,防爆閥的閥體就會破裂,防止電池爆裂,安全閥結構巧妙,這一步工序對激光焊接工藝要求十分的高。還沒有開始使用連續激光焊接時,電池防爆閥的焊接都是使用脈沖激光器焊接,通過焊點與焊點的重疊和覆蓋來實現連續密封焊接,但焊接效率低,密封性能不好;使用連續激光焊接就可以實現高速高質量的焊接,焊接穩定性好、焊接效率快。

     

    電池極耳焊接

    電池是分正負極的,極耳就是從電芯中將正負極引出來的金屬導電體,簡單的說電池正負兩極的耳朵是在進行充放電時的接觸點。在動力電池的制造過程中,其中的一個環節是將電池極耳與極柱焊接到一起,在二次電池的制作中需要將其與另外一鋁制的安全閥焊接在一起;焊接要保證極耳與極柱之間的穩定連接,還要達到焊縫的光滑和美觀。

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    電池極帶點焊

    電池極帶使用的材質包括純鋁帶、鎳帶、鋁鎳復合帶以及少部分的銅帶等。電池極帶的焊接基本使用脈沖焊接機,隨著連續激光器的問世,其在電池極帶焊接上也得到了廣泛的應用,同時由于其光束質量好、焊斑能夠做到很小,對于高反射率的鋁帶、銅帶以及窄帶電池極帶(極帶寬度在1.5mm以下)的焊接有著獨特的優勢。

     

    動力電池殼體與蓋板封口焊接

    動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,不銹鋼是激光焊接性最好的材質,無論是脈沖還是連續激光的焊縫都能達到精致美觀和高質量。連續激光器焊接在薄殼鋰電池上使用,生產效率可以提升5~10倍,且外觀效果和密封性能更好。比起脈沖激光焊接,連續激光焊接更加適合力電池殼體和蓋板封口焊接。

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    動力電池模組及pack焊接

    動力電池之間的串并聯一般通過連接片與單體電池的焊接來完成,正負極材質不同,一般有銅和鋁2種材質,由于銅和鋁之間采用激光焊接后形成脆性化合物,無法滿足使用要求,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,由于銅和鋁傳熱均很快,且對激光反射率非常高,連接片厚度相對較大,因此需要采用較高功率的激光器才能夠實現焊接。

     

    在激光焊接技術出現前,電池產業使用傳統焊接進行加工。與傳統的焊接加工相比,激光焊接加工擁有無工具磨損、焊接質量好、焊強度高、焊接速度快、邊緣質量控制、精確性更高和運營成本較低等優勢,有利于降低制造成本、提高生產效率、大幅縮短新產品模切周期。鋰電池作為新能源汽車的核心零部件,直接決定整車性能;隨著新能源汽車市場的逐步爆發,激光焊接技術在這一領域一定有很大的發展。


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