激光焊接技术在动力电池上的应用简介
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激光焊接技术在动力电池上的应用简介

时间:2021-08-23 17:14:25 点击:197 次 来源:晖耀激光

众所周知,动力电池是新能源汽车的“心脏”。动力锂电池主要是三元材料电池和磷酸铁锂电池,下游是新能源汽车的安装应用,放电功率比普通电池更高。动力电池占新能源汽车整车成本的30%~40%,是新能源汽车成本核心部分,对新能源汽车的寿命里程、车辆寿命、安全等核心指标有着非常重要的影响,因此,提高电力电池性能是提高新能源汽车整体性能的关键。在动力电池生产过程中,从制造到包装组装,焊接是一个非常重要的制造过程。下面小编将跟大家介绍激光焊接技术在动力电池上的应用。

光纤激光焊接机

激光焊接技术在动力电池方面的应用:    

1、动力电池通用焊接应用

电源电池分为方形、圆柱形和柔性包装电池。目前,电力电池生产中激光焊接的使用过程主要是中途工艺和背面工艺。中途工艺:极耳焊接(包括预焊)、极台点焊、芯进入壳的预焊、外壳盖密封焊接、注入口密封焊接等。背面工艺:包括电池组模块的接头焊接、模块后面盖子上的防爆阀门焊接等。

2、电池防爆阀焊接

防爆阀是电池密封板的薄壁阀,当电池内部压力超过指定值时,防爆阀体会先破裂,使其灰心丧气,释放压力,防止电池破裂。防爆阀门结构巧妙,使用激光将两个形状固定的铝金属板材焊接在一起。电池内部压力提高到一定值时,铝片在设计的凹槽位置破裂,防止电池进一步膨胀爆炸。因此,该工艺对激光焊接工艺要求非常严格,要求焊接密封,严格控制热输入量,确保焊接的破坏压力值稳定在一定范围(一般为0.4~0.7MPa)内,如果太大或太小,会对电池的安全性产生很大影响。

3、极柱焊接

电池盖的磁极分为电池内部和外部连接。电池内部连接是电芯极耳和盖极柱的焊接。电池外部连接是通过切片焊接形成电池模块的串行、并行电路的电池磁极。

电池的两极是电池的两极,一般两极用铝,阴极用铜。常用的结构是铆钉结构,铆钉压力完成后全部焊接,通常是大小为直径8的圆。焊接时,对于符合设计要求的张力和导电性,优先选择光束质量、能量分布均匀的光纤激光器或复合焊接激光器。光纤激光器,复合焊接激光焊接可以实现的电极柱的铝铝-铝结构焊接,铜-铜结构焊接稳定性,减少飞溅,提高焊接收率。

4、转接片焊接

适配器片和软连接是将电池盖连接到电池的核心部件。电池的过流、强度和低飞溅要求都要考虑在内,因此在与盖子的焊接过程中要有足够的焊接宽度,防止电池短路,防止粒子掉在电池上。阴极材料铜是低吸收率的高半材料,焊接时需要更高的能量密度,蓝光复合激光器可以很好地解决高半和飞溅等传统工艺难题。

5、壳体封口焊接

动力电池的外壳材料是铝合金和不锈钢为原材,无论是脉冲还是连续激光,都能得到外观和性能都很好的焊接。使用连续激光焊接薄锂电池,效率可以提高5~10倍,外观和密封性都很好。现在,为了追求更快的焊接速度和更均匀的外观,大多数公司开始使用复合焊接和环形光斑,而不是以前低速的单一光纤焊接。目前,大部分量产线焊接速度达到200mm/s,部分制造商的光纤焊接低速线为了确保焊道的稳定性,一般量产速度为70mm/s。

6、密封钉(电解液注入口)焊接

密封钉(液孔帽)的形式也很多,通常是直径为8毫米、厚度约为0.9毫米的圆形帽。焊接的基本要求是耐压值达到1.1MPa,密封,不能有针孔、裂纹、爆炸点。作为芯焊的末尾一道工序,密封钉焊的收率尤为重要。密封钉焊接时残留电解质的存在会导致爆点、针孔等缺陷,抑制这些缺陷的重要方法是减少热输入量。

7、动力电池电池模块和电池包焊接

电池模块是锂离子电池的串行并行组合,可以理解为添加单个电池监控和管理设备。电池模块的结构设计经常决定电池组的性能和安全性。其结构必须对电芯起支撑、固定和保护作用。它还将成为判断电池模块优劣的标准,包括过流要求、电流均匀性、核心温度控制、出现严重异常时断电、避免连锁反应等。

通过上述对激光焊接技术在动力电池上的应用介绍,可以知道在动力电池整个产业链上,激光焊接主要用于动力锂电池中游生产。激光焊接利用激光束优异的方向性和高功率密度等特性工作,通过光学系统将激光束集中在小区域,在短时间内焊接的地方形成能量高度集中的热源区域,融化焊接物,形成坚硬的钎焊和焊接。激光焊接机以非常灵活、准确、高效的精密焊接方法,可以满足动力电池生产过程的性能要求,是动力电池制造过程中的,现已成为动力电池生产线的标准设备。

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