激光焊接可以大大提高动力电池的安全性和使用寿命

2020-09-02 16:58 ryder

激光焊接可以大大提高动力电池的安全性和使用寿命。
 
在动力电池的制造过程中,激光焊接有很多部分,包括极耳、翻转片、封口、汇流排、PACK模组、注流孔封装等,可以实现电池串、并联。同时,涉及电池、模块、封装,也可焊接钢、铝、铜、镍等多种材料。
 
激光焊接的优点是有效地提高了连接的可靠性,便于模块轻量,降低了电池电阻,减少了自身的热损耗。同时不能停止连续工作,焊接质量好,灵活性高。难点和痛点是焊接件的装配精度高,横梁在工件上的位置不能有明显的偏移。同时,激光及其相关系统的成本较高。
 
方形电池激光焊接主要有深熔焊和脉冲焊两种。在软封装电池上,是脉冲焊接。其原理是将高能量密度的激光元件采用热源焊接,可靠性好,接触电阻小,自动化程度高,可大大提高生产效率。
 
目前,锂激光焊接设备制造商在市场上,比如Da祖茂堂激光,海目兴,炫硕智造、泰德激光,思客琦,鑫智能,等等,其中的市场份额大族激光、海目星等头部企业市场占比约30—40%。
 
与此同时,宁德时代、比亚迪、国轩高科、亿纬锂能、松下、三星等知名锂电池企业都参与了激光焊接的使用。
 
激光焊接工艺中,比较突出的有密封钉焊、帽焊、连续焊。
 
密封钉焊,为脉冲焊,原因是热输入间歇,锡氢少,效果好。密封钉焊接的发展分为两个阶段,第一个阶段是7-8mm/s,第二个阶段是速度已经达到30mm/s,未来会更快。
 
第一阶段是顶盖焊接,只能在60-80mm/s的速度下进行。由于深熔焊,在焊接过程中容易出现视孔,且视孔的末端容易闭合。电子蒸汽怎么泄漏出来,而且很容易造成表面毛糙。
 
第二阶段是常用的复合焊接和高频摆动焊接,可以解决视孔的快速闭合问题,大大提高了焊接速度。
 
第三阶段是一些公司开始新的尝试。例如高速焊圆点和复合焊,可达到300mm/s。
 
连续焊接的特点是速度快,但容易形成热积累,在熔池瞬间冷却的过程中,没有微断裂。连续激光焊接可达15mm/s,物理焊接可达300mm /s
 
一般来说,锂电设备中常用的是激光头和振镜激光加工头焊接,可以实现s形、螺旋形等复杂轨迹的高速焊接,在增加焊缝面积的同时提高焊接强度。在焊接过程中,还可连接MES系统实时记录和调整各种焊接参数,确保焊接更加稳定、质量更高。

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