眾所周知,我國新能源汽車產業發展迅速,已成為綠色消費的一大亮點。在新能源汽車中,動力電池是核心部件之一,而動力電池作為新能源汽車的配套行業,在新能源汽車產業的帶動下,動力電池行業也迎來爆發式增長。

動力電池的結構通常包含多種材料,如鋼、鋁、銅、鎳等,這些金屬可能被制成電極、導線,或是外殼;因此,無論是一種材料之間或是多種材料之間的焊接,均對焊接工藝提出了較高要求。鋰電池制造設備一般為前端設備、中端設備、后端設備三種,其設備精度和自動化水平將會直接影響產品的生產效率和一致性。而激光加工技術作為一種替代傳統焊接技術已廣泛應用于鋰電制造設備之中。激光焊接的工藝優勢就在于可以焊接的材質種類廣泛,能夠實現不同材料之間的焊接。

激光焊接能量密度高、焊接變形小、熱影響區小,可以有效地提高制件精度,焊縫光滑無雜質、均勻致密、無需附加的打磨工作;其次,激光焊接可精確控制,聚焦光點小,高精度定位,配合機械手臂易于實現自動化,提高焊接效率,減少工時,降低成本等優點,目前激光焊接機已經成為動力電池生產線的標配設備。
電池極耳
電池極耳,是鋰離子聚合物電池產品的一種組件。電池分為正極和負極,極耳就是從電芯中將正負極引出來的金屬導電體,通俗地說電池正負兩極的耳朵是在進行充放電時的接觸點。電池極耳是一個“連接、導電、密封件”。

電池極耳分為三種材料,電池的正極使用鋁(AI)材料,負極使用鎳(Ni)材料,負極也有銅鍍鎳(Ni一Cu)材料。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。焊接不僅要保證極耳與極柱之間的可靠連接,而且要求焊縫平滑美觀。
極柱焊接
電池蓋板上的極柱,分為電池內部和電池外部連接。電池內部連接,是電芯極耳與蓋板極柱的焊接;電池外部連接,是電池極柱通過連接片焊接,形成串聯、并聯電路,組成電池模組。

電池的極柱即電池的正負極,一般正極采用鋁,負極采用銅。常用的結構為鉚壓結構,鉚壓完成后進行滿焊,其大小一般為直徑8的圓。焊接時,在滿足設計要求的拉力和導電性能的情況下,優先選擇光束質量好、能量分布均勻的光纖激光器,采用光纖激光器焊接可以實現的電極柱的鋁-鋁結構焊接、銅-銅結構焊接穩定性,減少飛濺、進而提升焊接良率。
連接片焊接
電池模組經連接片(或稱匯流體)將電芯串聯或并聯起來,連接片須滿足過電流要求、電流均勻性要求,以及對電芯溫度的控制要求。動力電池模組連接片多采用多層材料復合,其中一層材料為連接片與極柱的連接層,保證焊接性能。多層材料疊加用于保證連接片的導電性。

連接片基材采用多層箔材堆疊之后加工成型,可形成柔性區域,用于補償動力電池電芯膨脹造成的位移,減小對低強度界面的影響。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。
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