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「电池激光焊接技术」锂电池应用了那些激光焊接技术

2019-08-27 14:50:45

1912年由Gilbert N. Lewis提出锂金属电池然后进行了研究,20世纪70年代时,M. S. Whittingham对锂离子电池进行了观点和研究;但锂金属的化学特性是非常的活泼,所以它的加工、保存、使用,的环境有着极高的要求。


锂电池的优点和应用

锂电池拥有比能量高、使用寿命长、自放电小、无记忆效应和不会造成污染等优点,广泛应用于各种电子设备(如移动电话、笔记本电脑、PDA、数码相机及数码摄像机等);锂电池还广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,邮电通讯的不间断电源,以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。锂离子电池以其特有的性能优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。

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激光焊接技术在锂电池的运用

电池防爆阀焊接

电池的防爆阀是电池封口板上的薄壁阀体,当电池内部压力超过规定内的范围值时,防爆阀的阀体就会破裂,防止电池爆裂,安全阀结构巧妙,这一步工序对激光焊接工艺要求十分的高。还没有开始使用连续激光焊接时,电池防爆阀的焊接都是使用脉冲激光器焊接,通过焊点与焊点的重叠和覆盖来实现连续密封焊接,但焊接效率低,密封性能不好;使用连续激光焊接就可以实现高速高质量的焊接,焊接稳定性好、焊接效率快。

 

电池极耳焊接

电池是分正负极的,极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体,简单的说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。在动力电池的制造过程中,其中的一个环节是将电池极耳与极柱焊接到一起,在二次电池的制作中需要将其与另外一铝制的安全阀焊接在一起;焊接要保证极耳与极柱之间的稳定连接,还要达到焊缝的光滑和美观。

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电池极带点焊

电池极带使用的材质包括纯铝带、镍带、铝镍复合带以及少部分的铜带等。电池极带的焊接基本使用脉冲焊接机,随着连续激光器的问世,其在电池极带焊接上也得到了广泛的应用,同时由于其光束质量好、焊斑能够做到很小,对于高反射率的铝带、铜带以及窄带电池极带(极带宽度在1.5mm以下)的焊接有着独特的优势。

 

动力电池壳体与盖板封口焊接

动力电池的壳体材料有铝合金和不锈钢,其中采用铝合金的最多,不锈钢是激光焊接性最好的材质,无论是脉冲还是连续激光的焊缝都能达到精致美观和高质量。连续激光器焊接在薄壳锂电池上使用,生产效率可以提升5~10倍,且外观效果和密封性能更好。比起脉冲激光焊接,连续激光焊接更加适合力电池壳体和盖板封口焊接。

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动力电池模组及pack焊接

动力电池之间的串并联一般通过连接片与单体电池的焊接来完成,正负极材质不同,一般有铜和铝2种材质,由于铜和铝之间采用激光焊接后形成脆性化合物,无法满足使用要求,通常采用超声波焊接外,铜和铜、铝和铝一般均采用激光焊接。同时,由于铜和铝传热均很快,且对激光反射率非常高,连接片厚度相对较大,因此需要采用较高功率的激光器才能够实现焊接。

 

在激光焊接技术出现前,电池产业使用传统焊接进行加工。与传统的焊接加工相比,激光焊接加工拥有无工具磨损、焊接质量好、焊强度高、焊接速度快、边缘质量控制、精确性更高和运营成本较低等优势,有利于降低制造成本、提高生产效率、大幅缩短新产品模切周期。锂电池作为新能源汽车的核心零部件,直接决定整车性能;随着新能源汽车市场的逐步爆发,激光焊接技术在这一领域一定有很大的发展。


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