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鋰電池激光焊接電池廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備、自放電小、無(wú)記憶效果、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備(如手機(jī)、筆記本電腦、PDA、成為我國(guó)能源領(lǐng)域重點(diǎn)支持的數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等。)和交通工具。
動(dòng)力電池是指用于電動(dòng)汽車的電池,相對(duì)于小容量電池(如手機(jī)、筆記本電腦電池等),具有較大的容量和輸出功率,可用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電源和大型移動(dòng)電源應(yīng)用領(lǐng)域的二次電池。鋰離子電池或電池組的加工和生產(chǎn)過(guò)程很多,包括防爆閥密封焊接、極耳焊接、軟連接焊接、安全帽點(diǎn)焊、電池外殼密封焊接、模塊和PACK激光焊接是焊接的較佳工藝。動(dòng)力電池主要由純銅、鋁、鋁合金、不銹鋼等制成。特別是近年來(lái)新能源汽車的興起3C數(shù)字儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)是鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大驅(qū)動(dòng)力。2016年,新能源汽車30.8 GWh需求超過(guò)3C到2017年,電力電池產(chǎn)量將成為鋰電池較大的消費(fèi)市場(chǎng)44.5GWh。儲(chǔ)能電池具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ捎诩夹g(shù)、政策等原因,仍處于市場(chǎng)引進(jìn)階段,相對(duì)滯后于動(dòng)力電池。未來(lái),隨著技術(shù)的逐步成熟,儲(chǔ)能市場(chǎng)也將成為推動(dòng)鋰電池消費(fèi)的另一極。
隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益突出,工業(yè)節(jié)能環(huán)保發(fā)展受到高度重視,新能源汽車爆炸式增長(zhǎng)。2012年產(chǎn)量1.262017年,萬(wàn)輛增長(zhǎng)至2017年。79.4年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)1萬(wàn)輛99.4%79.4萬(wàn)輛和77.7同比增長(zhǎng)1萬(wàn)輛53.6%和53.3%,產(chǎn)銷同比增速分別增加2.1和0.3百分點(diǎn)。2017年新能源汽車市場(chǎng)占比。2.7%,比去年高0.9個(gè)百分點(diǎn)。中國(guó)已經(jīng)超過(guò)美國(guó),成為世界上較大的新能源汽車市場(chǎng),連續(xù)三年生產(chǎn)和銷量居世界第一。
鋰電池激光焊接:
1、焊接電池防爆閥
電池防爆閥是電池密封板上的薄壁閥體。當(dāng)電池內(nèi)部壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí),防爆閥體破裂,避免電池爆裂。安全閥結(jié)構(gòu)巧妙,該工藝對(duì)激光焊接工藝要求極其嚴(yán)格。在連續(xù)激光焊接前,電池防爆閥的焊接采用脈沖激光焊接,通過(guò)焊點(diǎn)與焊點(diǎn)的重疊和覆蓋實(shí)現(xiàn)連續(xù)密封焊接,但焊接效率低,密封性能相對(duì)較差。連續(xù)激光焊接可實(shí)現(xiàn)高速、高質(zhì)量的焊接,保證焊接穩(wěn)定性、焊接效率和良好的質(zhì)量率。
2、電池極耳焊接
極耳通常分為三種材料,鋁用于電池的正極(Al)鎳是負(fù)極材料(Ni)材料或銅鍍鎳(Ni-Cu)材料。在動(dòng)力電池的制造過(guò)程中,其中一個(gè)環(huán)節(jié)是將電池極耳與極柱焊接在一起。在二次電池的生產(chǎn)中,需要與另一個(gè)鋁安全閥焊接。焊接不僅要保證極耳與極柱之間的可靠連接,還要求焊縫光滑美觀。
3、電池極帶點(diǎn)焊
電池極帶使用的材質(zhì)包括純鋁帶、鎳帶、鋁鎳復(fù)合帶以及少量的銅帶等。電池極帶的焊接一般使用脈沖焊接機(jī),隨著IPG公司QCW隨著準(zhǔn)連續(xù)激光器的出現(xiàn),它也廣泛應(yīng)用于電池極帶的焊接中。同時(shí),由于其光束質(zhì)量好,焊點(diǎn)小,在處理高反射率的鋁帶、銅帶和窄帶電池極帶(極帶寬度)1.5mm焊接具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
4、動(dòng)力電池殼與蓋板密封焊接
動(dòng)力電池的外殼材料為鋁合金和不銹鋼,其中鋁合金較多,一般為3003鋁合金,少數(shù)為純鋁。不銹鋼是較好的激光焊接材料,特別是304不銹鋼,脈沖和連續(xù)激光都能獲得良好的外觀和性能。
根據(jù)焊接方法的不同,鋁和鋁合金的激光焊接性能略有差異。除純鋁和3系列鋁合金脈沖焊接和連續(xù)焊接外,其他系列鋁合金較好選擇連續(xù)激光焊接方法,以降低裂紋的敏感性。同時(shí),根據(jù)動(dòng)力電池外殼的厚度選擇合適的動(dòng)力激光器,一般外殼的厚度1mm以下可考慮1000W內(nèi)單模激光器厚度為1mm以上需使用1000W上述單模或多模激光器。
小容量鋰電池常采用比較薄的鋁殼(厚度在0.25mm大約),還有18650等鋼殼。由于殼體厚度的原因,這類電池的焊接一般采用低功率激光。薄殼鋰電池采用連續(xù)激光焊接,可提高效率5~10倍,外觀效果和密封性更好。因此,脈沖激光器在這一應(yīng)用領(lǐng)域有逐漸取代的趨勢(shì)。
5、動(dòng)力電池模塊及pack焊接
動(dòng)力電池之間的串并聯(lián)一般通過(guò)連接器和單個(gè)電池的焊接完成,正負(fù)極材料不同,一般有銅和鋁兩種材料,由于銅和鋁激光焊接形成脆性化合物,不能滿足使用要求,通常采用超聲焊接,銅、銅、鋁、鋁一般采用激光焊接。同時(shí),由于銅和鋁傳熱速度快,激光反射率高,連接器厚度相對(duì)較大,因此需要使用高功率激光器進(jìn)行焊接。