【激光焊接设备】动力电池激光焊接技术

　   高效精密的激光焊接可以大大提高汽车动力电池的安全性、可靠性和使用寿命，将为今后的汽车动力技术带来革命化进步。动力电池的激光焊接部位多，有耐压和漏液测试要求，材料多数为铝材，因此焊接难度大，对焊接工艺的要求更高。动力电池是新能源汽车的核心零部件，直接决定整车性能，其生产流程可分为前端、中端和后端设备，设备的精度和自动化水平将直接影响到电池的效率和一致性。

　　动力电池由于焊接部位多，焊接难度大，精度要求高，所以传统焊接方式难以满足要求，而激光焊接技术由于焊材损耗小、被焊接工件变形小、性能稳定易操作，焊接质量及自动化程度高，运用于动力电池焊接领域可大大提高电池的安全性、可靠性，延长使用寿命。其作为一个将正负极材料、隔膜和电解液等原材料化零为整的融合制造过程，是整个动力电池生产流程中的关键工艺。

　　激光焊接工艺难点

　　目前，铝合金材料的电池壳占整个动力电池的90% 以上。其焊接的难点在于铝合金对激光的反射率极高, 焊接过程中气孔敏感性高, 焊接时不可避免地会出现一些问题缺陷，其中最主要的是气孔、热裂纹和炸火。

　　铝合金的激光焊接过程中容易产生气孔，主要有两类：氢气孔和气泡破灭产生的气孔。由于激光焊接的冷却速度太快，氢气孔问题更加严重，并且在激光焊接中还多了一类由于小孔的塌陷而产生的孔洞。

　　热裂纹问题。铝合金属于典型的共晶型合金，焊接时容易出现热裂纹，包括焊缝结晶裂纹和HAZ 液化裂纹，由于焊缝区成分偏析会发生共晶偏析而出现晶界熔化，在应力作用下会在晶界处形成液化裂纹，降低焊接接头的性能。

　　炸火（也称飞溅）问题。引起炸火的因素很多，如材料的清洁度、材料本身的纯度、材料自身的特性等，而起决定性作用的则是激光器的稳定性。壳体表面凸起、气孔、内部气泡。究其原因，主要是光纤芯径过小或者激光能量设置过高所致。并不是一些激光设备提供商宣传的“光束质量越好，焊接效果越优秀”，好的光束质量适合于熔深较大的叠加焊接。寻找合适的工艺参数才是解决问题的致胜法宝。

　　其他难点

　　软包极耳焊接，对焊接工装要求较高，必须将极耳压牢，保证焊接间隙。可实现S形、螺旋形等复杂轨迹的高速焊接，增大焊缝结合面积的同时加强焊接强度。

　　圆柱电芯的焊接主要用于正极的焊接，由于负极部位壳体薄，极容易焊穿。如目前一些厂家采用的负极免焊接工艺，正极采用的为激光焊接。

　　方形电池组合焊接时，极柱或连接片受污染厚，焊接连接片时，污染物分解，易形成焊接炸点，造成孔洞；极柱较薄、下有塑料或陶瓷结构件的电池，容易焊穿。极柱较小时，也容易焊偏至塑料烧损，形成爆点。不要使用多层连接片，层之间有孔隙，不易焊牢。

　　方型电池的焊接工艺最重要的工序是壳盖的封装，根据位置的不同分为顶盖和底盖的焊接。有些电池厂家由于生产的电池体积不大，采用了“拉深”工艺制造电池壳，只需进行顶盖的焊接。