激光焊接機在高性能汽車電池中的應用

激光焊接機精密打造高性能汽車電池

隨著新能源汽車、消費電子產品的興起，激光焊接市場需求近年來迎來爆發式增長。市場上對電池應用的能量儲存和電池壽命的要求越來越高，電池的重量和成本要求越來越低。作為非金屬焊接領域的佼佼者，松盛光電專業從事精密激光焊接機的研發制造，產品大量應用于動力電池、消費電子、光通訊等領域。

電池通常都包含許多種材料，比如鋅、鋼、鋁、銅、鈦、鎳等，些金屬可能被制成電極、導線或是外殼，基于重量和成本較小化的考慮，它們都應該盡可能地薄，多新興的電池設計材料厚度范圍在25到250微米之間。對于每個電池的導電性、強度、氣密性、金屬疲勞和耐腐蝕性能是典型的焊接質量評價標準。

電芯焊接

極耳焊接：極耳是電芯與外部電路連接的關鍵部分。激光焊接能將極耳與電極箔精準連接，確保低電阻、高導電性的連接。對于鋁極耳和銅極耳，激光焊接可通過精確控制能量和脈沖頻率，實現不同金屬材料的良好結合，減少虛焊、漏焊等缺陷，提高電芯的充放電性能和安全性。例如，在高能量密度的三元鋰電池中，極耳焊接質量直接影響電池的充放電效率和循環壽命，激光焊接技術能夠保證極耳與電極箔之間的連接牢固可靠，降低接觸電阻，減少能量損耗。

殼體焊接：電芯的殼體需要良好的密封性來防止電解液泄漏和外部雜質進入。激光焊接可將殼體的各個部分，如蓋板與外殼，進行高精度的密封焊接。以方形鋁殼電芯為例，激光焊接能夠在不破壞殼體材料性能的前提下，實現焊縫的緊密結合，有效阻擋外界空氣和水分，提高電芯的環境適應性和長期穩定性。

密封釘焊接：密封釘用于密封電芯在注液后的注液孔。激光焊接密封釘時，能精確控制焊接深度和熱量輸入，確保密封釘與殼體緊密連接，同時避免對電芯內部造成熱損傷，保證電池的密封性和安全性。

電池模組焊接

連接片焊接：電池模組由多個電芯串聯或并聯組成，連接片用于連接不同電芯的極柱。激光焊接連接片時，可實現連接片與極柱之間的牢固連接，具有較高的連接強度和良好的導電性。例如，在磷酸鐵鋰電池模組中，激光焊接能夠快速、高效地完成連接片與電芯極柱的焊接，提高模組的整體性能和可靠性。

模組框架焊接：模組框架用于固定和保護電芯及連接片等部件。激光焊接可將模組框架的各個部件焊接在一起，形成穩定的結構，同時保證焊接過程中產生的熱量不會對電芯造成不良影響，確保模組的結構強度和穩定性。

電池 PACK 焊接

母線排焊接：母線排是電池 PACK 中用于匯集和分配電流的重要部件。激光焊接能夠將母線排與電池模組的輸出端或其他電氣部件進行可靠連接，具有較高的焊接質量和電氣性能。例如，在一些高性能電動汽車的電池 PACK 中，母線排的電流承載能力要求較高，激光焊接能夠保證母線排與模組之間的連接電阻小，減少發熱，提高電池 PACK 的整體效率。

電池 PACK 外殼焊接：電池 PACK 外殼需要具備良好的密封性和防護性能，以保護內部的電池模組和電氣部件。激光焊接可將外殼的各個部分進行高精度焊接，形成堅固、密封的外殼結構，有效防止灰塵、水分和外力對電池 PACK 的損害，提高電池 PACK 的安全性和可靠性。

激光焊接一直以來都是鋰電制造過程中必不可少的工序，各種材料都大量應用到激光焊接，如不銹鋼殼、鋁殼、聚合物等。激光焊接所特有的高速是其他焊接技術所不能匹敵的，隨著行業的不斷發展，對激光焊接的效率和質量提出了更高的要求，光纖激光器則推動了高速焊接，在焊縫處可實現低熱輸入和高凝固速度，能有效控制發生在混合金屬焊接中的凝固缺陷。

較容易產生裂紋的焊縫金屬組合是銅與鋁，這也恰巧是在鋰離子電池中較常用的金屬組合之一。光纖激光焊接在這一重要的金屬焊接工藝中，表現出了無裂紋焊接的特性。其它一些需要用到或不常見的金屬組合同樣也可以利用激光焊接完成，特別是當凝固速度很高的時候。較后，只要這些焊縫金屬組合是能夠實現的，其至關重要的一點是評估他們在預期電池應用中的表現能力(尤其是強度、韌性、金屬疲勞和耐腐蝕方面)。

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