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激光,賦予動力電池智能製造更多可能

cici 來源:銳科激光2018-11-22 我要評論(0 )   

近年來,新能源汽車如雨後春筍般出現,與(yu) 傳(chuan) 統燃油汽車加工相比,新能源汽車中要使用的動力電池加工成為(wei) 一塊新的大蛋糕。作為(wei) 一種

近年來,新能源汽車如雨後春筍般出現,與(yu) 傳(chuan) 統燃油汽車加工相比,新能源汽車中要使用的動力電池加工成為(wei) 一塊新的大蛋糕。

作為(wei) 一種新型的清潔能源,動力電池即為(wei) 提供動力來源的電源,不僅(jin) 可以為(wei) 新能源汽車,還可以為(wei) 電動列車、電動自行車、高爾夫球車等各類產(chan) 品提供動力的蓄電池。

激光焊接在電池上大有可為(wei) ,是因為(wei) 焊接的部位多、工藝難度相當大。激光焊接是動力電池生產(chan) 一項非常重要的工藝環節,新能源汽車電池加工對成本、安全、環境控製的要求很高。

相對於(yu) 傳(chuan) 統焊接方式,激光焊接是一種非接觸式工藝,靈活、精確和高效,能夠滿足動力電池生產(chan) 過程中的性能要求,同時具備高效精密的特點,將成為(wei) 新能源動力技術發展的重要保障。

激光焊接在動力電池中的應用在很多地方,主要用在電池防爆閥焊接、電池極耳焊接、電池極帶點焊、動力電池殼體(ti) 與(yu) 蓋板封口焊接、動力電池模組及PACK焊接等。

01

防爆閥焊接

防爆閥是電池封口板上的薄壁閥體(ti) ,防爆閥結構巧妙,很多是電池廠家的專(zhuan) 利設計,但其基本原理多為(wei) 用激光焊接牢固的、一定形狀的兩(liang) 個(ge) 鋁質金屬片;但當內(nei) 部壓力升高到一定值時,鋁片從(cong) 設計的凹槽位置處破裂,為(wei) 防止電池進一步膨脹造成爆炸,這道工序對激光焊接工藝要求極為(wei) 嚴(yan) 格,要求焊縫能夠密封,並且焊縫的破壞壓力要大於(yu) 鋁片凹槽位置的破壞壓力。采用連續激光焊接可以實現高速高質量的焊接,焊接穩定性、焊接效率以及良品率都能夠得到保障。

目前市麵上常見的激光焊接方案為(wei) :

焊接方式  連續焊

建議機型  1000W連續

配合精度  <0.05mm

光纖芯徑  50um

焊接功率  800~900W

焊接速度  70~90mm/s


02

極柱焊接

動力電池一般設置有正極極柱和負極極柱,用於(yu) 電流的輸出以及與(yu) 外部電路的連接。其中,為(wei) 了滿足高容量的使用需求,動力電池一般需要通過轉接片串聯或者並聯成電池組使用,電池成組時其正負極極柱與(yu) 轉接片之間的連接一般使用焊接的方法。

目前市麵上常見的激光焊接方案為(wei) :

焊接方式  連續焊

建議機型  1000W連續

配合精度  <0.05mm

光纖芯徑  50um

焊接功率  700~900W

焊接速度  50~60mm/s



03

軟連接焊接

新能源動力電池汽車軟連接指的是電動汽車電池組之間的連接線,可以彎曲的叫做軟連接,材質主要是銅和鋁,經過焊接處理後不會(hui) 產(chan) 生漏酸,導電性更好。

銅極

鋁極

目前市麵上常見的激光焊接方案為(wei) :

焊接方式  連續焊

建議機型  6000W連續

配合精度  <0.05mm

光纖芯徑  150um

焊接功率  鋁2000~3000W  銅3900~4500W

焊接速度  110~130mm/s


04

殼體(ti) 封口焊接

動力電池的殼體(ti) 材料有鋁合金和不鏽鋼,其中采用鋁合金的最多,一般為(wei) 3003鋁合金,也有少數采用純鋁。殼體(ti) 的焊接形式分為(wei) 頂焊和側(ce) 焊兩(liang) 種方式。使用連續激光器焊接薄殼動力電池,效率可以提升5~10倍,且外觀效果和密封性更好。

目前市麵上常見的激光焊接方案為(wei) :

焊接方式  連續焊

建議機型  2000W連續

配合精度  間隙<0.05mm  高度0.06

光纖芯徑  100um

焊接功率  1100~1300W

焊接速度  50~70mm/s


05

注液孔焊接

鋰電池在製造過程中,當向電池殼體(ti) 中注入電解液後,由於(yu) 要維持電解液的穩定性而需要將電池殼體(ti) 的注液口進行密封,目前普遍采用是激光焊接密封,該種技術效率高,密封效果好。

目前市麵上常見的激光焊接方案為(wei) :

焊接方式  連續焊

建議機型  1000W連續

配合精度  間隙<0.05mm  高度0.06

光纖芯徑  100um

焊接功率  750~950W

焊接速度  40~70mm/s


06

PACK焊接

電池電芯組裝成組的過程稱為(wei) PACK,可以是單隻電池,也可以是串並聯的電池模組等。通過激光焊接,優(you) 點是可靠性較好。正負極材質不同,一般有銅和鋁2種材質,由於(yu) 銅和鋁傳(chuan) 熱均很快,且對激光反射率非常高,連接片厚度相對較大,因此需要采用較高功率的激光器才能夠實現焊接。

目前市麵上常見的激光焊接方案為(wei) :

焊接方式  連續焊

建議機型  3000W/6000W連續

配合精度  拚接間隙<0.1mm   高度間隙<0.05

光纖芯徑  100um/150um/200um

焊接功率  拚接焊:2000W~3000W T≤2mm   疊焊:3000W-5000W T≥1.5mm

焊接速度  60~80mm/s


除了焊接應用,動力電池領域還可以應用到激光切割技術

01

極耳激光切割

極耳切割是動力電池的關(guan) 鍵工藝,目前常見的切割方式有模切技術和激光切割技術。與(yu) 傳(chuan) 統模切相比,極耳激光切割作為(wei) 新工藝,具有無耗材、速度快、靈活性高、適應性強等特點,可以降低製造成本、提高生產(chan) 效率、大幅縮短新產(chan) 品模切周期,同時可適用不同種類、不同規格型號的產(chan) 品.

極耳切割前                                          極耳切割後

材料   鋁、銅箔

切割方式   在線振鏡切割

切割速度   ≥60m/min

邊緣毛刺高度   ≤7μm

熱影響區  ≤50μm

推薦激光器  100W/200W MOPA

動力電池作為(wei) 新能源汽車的核心零部件,直接決(jue) 定整車性能。隨著新能源汽車市場的逐步爆發,光纖激光器未來將有很大的市場潛力。

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