在全球雙碳和能源轉(zhuǎn)型的大背景下，中國儲能系統(tǒng)作為緩解可再生能源波動性、保障電網(wǎng)安全、提高能源利用效率和降低用電成本的關(guān)鍵解決方案，其重要性在全球能源轉(zhuǎn)型的過程中日益凸顯。儲能電池獲得空前的快速成長。

目前儲能電池主要包括方形電池、圓柱電池和軟包電池。應(yīng)用最為廣泛的為方形鋁殼電池。激光焊接技術(shù)作為電池生產(chǎn)的重要工藝環(huán)節(jié)之一,對電池的一致性、穩(wěn)定性、安全性有著重大影響。在單一電池的制造過程中需要激光焊接的主要部位包括：防爆閥、極耳轉(zhuǎn)接片、極柱、封口等。對于激光焊接的效果也提出更高的要求！

特斯拉的MEGAPACK在上海投產(chǎn)，有機會改變?nèi)騼δ墚a(chǎn)業(yè)格局，成為電動汽車之后另外一個超級賽道！儲能產(chǎn)品的不斷更新迭代，離不開激光應(yīng)用在其中的助推作用！

儲能電池的焊接部件大多采用鋁、銅等高反射材料，對激光產(chǎn)品的運行穩(wěn)定性和工藝調(diào)節(jié)靈活性提出了更高的性能要求，GW LaserTech（光惠激光）面向激光焊接應(yīng)用推出全系列柔性可調(diào)光束（FRM）系列產(chǎn)品，全系產(chǎn)品配置自主創(chuàng)新的關(guān)鍵激光器技術(shù)，具備ABR抗高反射技術(shù)、FRM環(huán)形動態(tài)光斑輸出技術(shù)，可以極大提升激光設(shè)備穩(wěn)定性及焊接工藝品質(zhì)，助力儲能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展需求。

FRM環(huán)形動態(tài)光斑輸出技術(shù)提供了中心高斯光束及環(huán)形光束自主可調(diào)的輸出特性，專為激光平臺焊接應(yīng)用、振鏡掃描系統(tǒng)的遠程激光焊接應(yīng)用場景優(yōu)化。FRM技術(shù)用途廣泛且可靠，專為傳統(tǒng)激光技術(shù)無法實現(xiàn)的高生產(chǎn)率解決方案而設(shè)計。光束輪廓由中心光和環(huán)型光組成，每個區(qū)域的功率均可自主可調(diào)，實現(xiàn)更加多變的光束輸出模式，可兼容復(fù)雜需求的激光加工應(yīng)用領(lǐng)域。所有采用FRM技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計均包含ABR反射保護技術(shù)，能夠持續(xù)加工高反射金屬材料。

技術(shù)特點

• 總功率可實現(xiàn)2～20KW全光纖架構(gòu)輸出，自主可調(diào)的光束能量輸出；

• 高亮度中心光束和環(huán)形光束均可獨立控制，靈活控制輸出光束，可在特定的應(yīng)用場景中實現(xiàn)更加靈活的加工方式；

• 整機采用ABR抗高反射設(shè)計，系統(tǒng)中添加多階防后向反射功能，有效增加了激光器的可靠性和使用壽命，適用于加工高反射材料；

• 可對中心光束和環(huán)形光束實現(xiàn)激光能量輸出的閉環(huán)控制，使激光焊接加工過程更加穩(wěn)定可靠。

（Anti-Back-reflection）激光器內(nèi)部搭配反光探測與剝除裝置可以在焊接過程中剝除99%的反射光，全方位保證激光器的穩(wěn)定運行。

1

方殼電池殼體封口

方殼電池的殼體材料主要有鋁合金和不銹鋼，其中采用三系鋁合金的最多，也有少數(shù)采用純鋁。使用傳統(tǒng)的連續(xù)光纖激光器焊接容易造成飛濺、氣孔等問題，給電池的穩(wěn)定性和可靠性造成極大的影響。目前大部分公司都已經(jīng)采用環(huán)形光斑與復(fù)合焊替代傳統(tǒng)的單光纖連續(xù)激光器，以求達到更快的焊接速度與焊接質(zhì)量。

2

防爆閥焊接

防爆閥是電池封口板上薄壁閥體，當(dāng)電池內(nèi)部壓力超高規(guī)定值時，防爆閥閥體率先破裂泄氣，釋放壓力，避免電池爆裂。所以電池的防爆閥的焊接好壞直接影響到儲能電池的安全性，對于焊接的工藝要求與激光器的穩(wěn)定性要求極高！要求焊縫密封，嚴(yán)格控制熱輸入量，保證焊縫破壞壓力值穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，過大或過小都會對電池的安全性造成極大影響！

3

極柱焊接

對于電池而言，電池之間連接的通暢性決定著電池的性能，單體電池想要并聯(lián)成一個電池的模組單元，就需要靠正負電極極柱才可以成為一個完整的電池模組單元。

多數(shù)電池的極柱的材質(zhì)是銅與鋁，這兩種材料都屬于高反材料，在焊接過程中對于激光的光束質(zhì)量、能量密度都有極高的要求！當(dāng)激光的光束質(zhì)量與能量密度達不到焊接的要求時，就會出現(xiàn)焊不透，焊接不牢固、前后一致性差、焊接有氣泡等問題，從而影響整個電池模組單元的性能！

熔深/熔寬能力分析（樣本數(shù)20）

4

極耳轉(zhuǎn)接片焊接

極耳轉(zhuǎn)接片與軟連接是連接電池蓋板與電芯的關(guān)鍵部件。對于焊接而言需要考慮到電池的過流強度以及低飛濺的要求，在焊接的過程中需要具備足夠的焊縫寬度，并且需要保證沒有飛濺物落在電芯上。焊接要求達不到或有飛濺物落在電芯上電池在以后的使用過程中極易出現(xiàn)電池短路與燒壞的現(xiàn)象。并且轉(zhuǎn)接片的主要負極材料為銅，屬于高反材料，在焊接的過程對于激光器的能量密度和抗高反能力提出了更高的要求！能量密度不夠焊接效果不達標(biāo)準(zhǔn)電池容易出現(xiàn)短路。

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電池模組及PACK焊接

電池模組可以理解為鋰離子電芯經(jīng)串并聯(lián)方式組合，并加裝單體電池監(jiān)控與管理裝置。電池模組的結(jié)構(gòu)設(shè)計往往能決定一個電池包的性能和安全。其結(jié)構(gòu)必須對電芯起到支撐、固定和保護作用。同時如何滿足過電流要求，電流均勻性，如何滿足對電芯溫度的控制，以及是否有嚴(yán)重異常時能斷電，避免連鎖反應(yīng)等等，都將是評判電池模組優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。

目前電池模組匯流排在激光焊接中往往會遇到焊接過程飛濺過多、焊接過程中出炸點、焊接裂紋、焊接容易產(chǎn)生氣孔、焊接表面收尾的地方出現(xiàn)凹坑等問題！

光惠激光的FRM動態(tài)光斑輸出激光器就可以很好的解決這些問題相比傳統(tǒng)的光纖激光器，光惠激光的FRM激光器在焊接過程穩(wěn)定無飛濺，焊接成品外觀美觀！

（焊接效果對比）

焊接1 系鋁鈀片到方形鋰電池極柱上方，要求表面外觀無焊渣飛濺、裂紋、氣孔、虛焊等不良現(xiàn)象，焊接熔深達到0.6—1.2mm,熔寬 1.5-2.5mm實際測試20組數(shù)據(jù)，熔深大都集中在0.7— 1.0之間，過程能力Cpk為1.92，滿足焊接實驗要求。

，時長

00:19

（焊接過程）

對于儲能電池不同部件的焊接，采用光惠激光的FRM動態(tài)光斑輸出激光器可以有效的解決各種類型的焊接難題，實現(xiàn)焊接零飛濺、表面無氣孔、熔深穩(wěn)定、焊縫平滑美觀，顯著提高焊接質(zhì)量，有效保證柱能電池的穩(wěn)定性與安全性。

光惠激光（GW LaserTech）始終把向客戶提供高品質(zhì)、高安全性的產(chǎn)品作為重中之重，采用多種先進安全和應(yīng)用技術(shù)，旨在為客戶提供高可靠和安全的儲能電池制造解決方案，推動可再生能源的發(fā)展，為實現(xiàn)可持續(xù)的能源未來做出貢獻。