激光焊接具有熔深深、速度快、變形小等諸多優(yōu)點，可大幅提升動力電池的安全性。激光焊接對焊接環(huán)境要求不高、功率密度大、不受磁場的影響、不局限于導電材料、不需要真空的工作條件并且焊接過程中不產(chǎn)生X射線等優(yōu)勢，被廣泛應用于新能源汽車及動力電池制造領(lǐng)域。激光焊接技術(shù)可大幅提升動力電池的加工效率、焊接精度，確保安全、可靠、一致，降低成本，延長使用壽命。

在動力電池的生產(chǎn)中使用激光焊接的環(huán)節(jié)在電芯組裝環(huán)節(jié)與電池PACK環(huán)節(jié)。

1、電芯組裝工段-中段：激光焊接工藝應用于殼體、頂蓋、密封釘、極耳等焊接環(huán)節(jié)

電芯組裝工段具體包括電芯的卷繞、疊片、極耳焊接、電芯入殼、外殼頂蓋焊、注液、注液口封裝等。電芯是動力電池的最小單位，電芯的質(zhì)量決定了電池模組的性能進而影響整個動力電池系統(tǒng)的可靠性。

相比傳統(tǒng)氬弧焊、電阻焊的方式，激光焊接具有顯著優(yōu)勢：

☆ 熱影響區(qū)窄，焊接變形小，特別適合于微型件的焊接；

☆ 通過光導纖維引導或棱鏡偏轉(zhuǎn)，可遠距離施焊；

☆ 具有極高的能量密度；

☆ 不需要真空防護和X射線防護，也不受磁場影響。

2、后處理工段-后段：激光自動化系統(tǒng)替代傳統(tǒng)手工裝配方式應用于模組PACK

后處理工段具體環(huán)節(jié)包括化成分容、測試分檔、PACK 模組，主要設備包括化成機、分容檢測裝置、過程倉儲物流自動化，PACK 自動化設備。其中，激光自動化系統(tǒng)普遍應用于模組PACK 組裝產(chǎn)線，進行電池PACK 模組時的連接片焊接。

此外，激光也可用于模組后的蓋板上的防爆閥焊接等。防爆閥通常是由激光焊接成一定形狀的兩個鋁質(zhì)金屬片，其上設計有凹槽，當電池壓力過高時破裂泄壓。由于防爆閥與蓋板的配合間隙小，很難準確放到位，因而對激光焊接工藝要求極為嚴格，要求焊縫密封，嚴格控制熱輸入量，保證焊縫的破壞壓力值穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，否則會對電池的安全性造成較大影響。防爆閥通常采用拼接焊，復合焊。隨著激光焊接工藝不斷上行，激光焊接滲透率有望上行。

激光切割

激光切割技術(shù)可應用于鋰電池制造過程中的極耳切割成型、極片分切以及隔膜分切等工序，相比模切，激光切割具有精確度更高、運營成本較低等優(yōu)勢，有助于電池生產(chǎn)提效降本。與傳統(tǒng)的機械切割相比，激光切割擁有無物理磨損、切割形狀靈活、邊緣質(zhì)量控制、精確性更高和運營成本較低等優(yōu)勢，有利于降低制造成本、提高生產(chǎn)效率、大幅縮短新產(chǎn)品模切周期。

1、極耳切割

激光極耳成型是目前主流技術(shù)，工藝參數(shù)、控制系統(tǒng)、切割工位設計決定切割的速度和質(zhì)量。傳統(tǒng)上極耳成型主要使用機械模切工藝。機械模切工藝有模具損耗快、換模時間長、靈活性差和生產(chǎn)效率低等局限性，已經(jīng)越來越不能滿足鋰電池制造的發(fā)展要求。由于激光切割技術(shù)的諸多優(yōu)點，隨著高功率、高光束質(zhì)量納秒激光器、單模連續(xù)光纖技術(shù)的成熟，目前激光極耳切割逐漸成為極耳成型技術(shù)的主流。激光極耳成型一般采用卷對卷連續(xù)切割，其主要工藝流程為：放卷、張力控制、糾偏控制、激光切割、二次除塵、收卷。

2、極片切割

極片切割有圓盤分切和模切、激光切割三種方式，圓盤分切和模切都存在刀具磨損問題，這容易引起工藝不穩(wěn)定，導致極片裁切品質(zhì)差，引起電池性能下降；激光能量和切割移動速度是兩個主要的工藝參數(shù)，對切割質(zhì)量影響巨大。當激光功率太低或者移動速度太快時，極片不能完全切開，而當功率太高或移動速度太低時，激光對材料作用區(qū)域變大，切縫尺寸更大。

3、隔膜切割

通過激光切割組件切割由翻轉(zhuǎn)輥交替切換兩個隔膜卷曲組件卷繞的隔膜，實現(xiàn)了自動化均勻切割隔膜的功能，避免了切割過程中的脫粉、挑絲、碎膜以及切不斷的現(xiàn)象，便于在批量生產(chǎn)線中實用。

極片涂覆前激光清洗可以有效避免原濕式乙醇清洗造成的損傷；電池焊接前激光清洗采用脈沖激光使基底受熱震動膨脹令污染物克服表面吸附力脫離基底達到去污的作用；電池組裝過程中激光清洗可對絕緣板、端板進行激光清洗，清潔電芯表面臟污，粗化電芯表面，提高貼膠或涂膠的附著力。

1、極片涂覆前

鋰電池的正負極片是在金屬薄帶上涂覆鋰電池正負極材料而成，金屬薄帶在涂覆電極材料時，需要對金屬薄帶進行清洗，金屬薄帶一般為鋁薄或銅薄，原來的濕式乙醇清洗，容易對鋰電池其他部件造成損傷，激光干式清洗機能夠有效解決以上問題。

2、電池焊接前

采用脈沖激光直接輻射去污，使其表面溫度升高而發(fā)生熱膨脹，熱膨脹使污染物或者基底振動，從而使污染物克服表面吸附力脫離基底表面從而達到去除物體表面污漬的目的。這種方式可以有效地去除電芯極柱端面的污物、粉塵等，為電池焊接提前做準備，以減少焊接的不良品。

3、電池組裝過程中

為了防止鋰電池發(fā)生安全事故，一般需要對鋰電池電芯進行外貼膠處理，以起到絕緣的作用，防止短路的發(fā)生以及保護線路、防止刮傷。對絕緣板、端板進行激光清洗，清潔電芯表面臟污，粗化電芯表面，提高貼膠或涂膠的附著力，且清洗后不會產(chǎn)生有害污染物，屬于綠色環(huán)保的清洗方法。

為更好的把控產(chǎn)品品質(zhì)，追溯鋰電池的全程生產(chǎn)信息，包括原料信息、生產(chǎn)過程和工藝、產(chǎn)品批次、生產(chǎn)廠家及日期等，需要將關(guān)鍵信息存儲在二維碼內(nèi)并在電池上進行標識。激光打標具有永久性強、防偽性高、精度高、耐磨性強、安全可靠等特點，可以為產(chǎn)品品質(zhì)追蹤提供最佳的解決方案。

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