自1990年問世以來，鋰離子電池因其能量密度高、電壓高、環(huán)保、壽命長以及可快速充電等優(yōu)勢(shì)，深受3C數(shù)碼、動(dòng)力工具等行業(yè)的酷愛，其對(duì)新能源汽車行業(yè)的貢獻(xiàn)尤為突出。作為供應(yīng)新能源汽車動(dòng)力來源的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)潛力巨大，是國家戰(zhàn)略發(fā)展的緊要一環(huán)，預(yù)計(jì)將來5-10年，產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望沖破1600億元。

動(dòng)力鋰電池作為新能源汽車的核心部件，其品質(zhì)筆直決定了整車性能。鋰離子電池制造設(shè)備一般為前端設(shè)備、中端設(shè)備、后端設(shè)備三種，其設(shè)備精度和自動(dòng)化水平將會(huì)筆直影響產(chǎn)品的加工效率和一致性。而激光出產(chǎn)技術(shù)作為一種替代傳統(tǒng)焊接技術(shù)已廣泛使用于鋰電制造設(shè)備之中。

本文通過激光在動(dòng)力鋰電池行業(yè)中的使用情況，闡述了激光焊接的工藝特點(diǎn)，分解了鋁合金激光焊接難點(diǎn)以及焊接模式對(duì)焊接質(zhì)量的影響，列舉了方形動(dòng)力鋰電池及電池PACK工藝特點(diǎn)及設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)。

激光焊接工藝

從鋰離子電池電芯的制造到電池PACK成組，焊接都是一道很緊要的制造工序，鋰離子電池的導(dǎo)電性、強(qiáng)度、氣密性、金屬疲勞和耐腐蝕性，是典型的電池焊接質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

焊接辦法和焊接工藝的選用，將筆直影響電池的成本、質(zhì)量、安全以及電池的一致性。在眾多焊接方式中，激光焊接以如下優(yōu)點(diǎn)脫穎而出：首先，激光焊接能量密度高、焊接變形小、熱影響區(qū)小，可以有效地提高制件精度，焊縫光滑無雜質(zhì)、平均致密、無需附加的打磨工作；其次，激光焊接可精確控制，聚焦光點(diǎn)小，高精度定位，配合機(jī)械手臂易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高焊接效率，減少工時(shí)，降低成本；另外，激光焊接薄板材或細(xì)徑線材時(shí)，不會(huì)像電弧焊接那樣容易受到回熔的困擾。

電池的結(jié)構(gòu)通常蘊(yùn)含多種材料，如鋼、鋁、銅、鎳等，這些金屬可能被制成電極、導(dǎo)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(duì)焊接工藝提出了較高要求。激光焊接的工藝優(yōu)點(diǎn)就在于可以焊接的材質(zhì)種類廣泛，能夠?qū)崿F(xiàn)不同材料之間的焊接。

工藝難點(diǎn)

動(dòng)力鋰電池電芯的制造由于遵循“輕便”原則，通常會(huì)采用較“輕”的鋁材質(zhì)，而且還要做得更“薄”，一般殼、蓋、底的厚度基本都要求達(dá)到1.0mm以下，目前一些主流廠家的基本材料厚度均在0.8mm左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鋁合金材料的電池殼體占整個(gè)動(dòng)力鋰電池的90%以上。

鋁材焊接的難點(diǎn)在于鋁合金對(duì)激光束的高初始反射率及其本身的高導(dǎo)熱性，使得鋁合金在未熔化前對(duì)激光的吸收率低，由于鋁的電離能低，焊接過程中光致等離子體不易于擴(kuò)散，使得焊接穩(wěn)定性差。另外，焊接過程中合金元素的燒損，使鋁合金焊接接頭的力學(xué)性能下降。由于焊接過程中氣孔敏感性高,焊接時(shí)不可防止地會(huì)出現(xiàn)一些問題缺陷，其中最重要的是氣孔和熱裂紋。鋁合金的激光焊接過程中萌生的氣孔重要有兩類：氫氣孔和匙孔破滅萌生的氣孔。由于激光焊接的冷卻速度太快，氫氣孔問題更加嚴(yán)重，并且在激光焊接中還多了一類由于小孔的塌陷而萌生的孔洞。