動力電池即為(wei) 工具提供動力來源的電源，多指為(wei) 電動汽車、電動列車、電動自行車、高爾夫球車提供動力的蓄電池。動力電池作為(wei) 主要電源蓄電池廣泛應用於(yu) 工業(ye) 、生活等方方麵麵。近期，隨著新能源汽車產(chan) 銷火爆，中國已然成為(wei) 全球最大的市場，一時之間，關(guan) 於(yu) 動力電池上下遊產(chan) 業(ye) 鏈的發展廣受媒體(ti) 關(guan) 注。

動力電池是新能源汽車的核心零部件，直接決(jue) 定整車性能，其生產(chan) 流程可分為(wei) 前端、中端和後端設備，設備的精度和自動化水平將直接影響到電池的效率和一致性。2020年動力鋰電池的總需求量將達37GWh，是2014年的十倍以上，動力電池擴產(chan) 將直接拉動設備需求。而作為(wei) 鏈接上遊原料和下遊產(chan) 品的中遊設備，激光焊接工藝開始進入人們(men) 視野，但其工藝應用的神秘性，至今還蒙上一層神秘麵紗。得益於(yu) 身在激光行業(ye) 內(nei) ，筆者今日摸著行業(ye) 發展的脈搏點準六大穴位，借機撥開麵紗，揭秘激光焊接在動力電池行業(ye) 的應用。 

穴位1：全融合

對於(yu) 動力電池生產(chan) 企業(ye) 簡而言之，激光焊接是一個(ge) 將正負極材料、隔膜和電解液等原材料化零為(wei) 整的融合製造過程，是整個(ge) 動力電池生產(chan) 流程中的關(guan) 鍵工藝。將所有原材料焊接成電池電芯、PACK模組，可直接用於(yu) 傳(chuan) 統消費電子、電子工具、電動自行車、儲(chu) 能電站及新能源汽車領域。

另一方麵，激光焊接在動力電池中的地位也可以從(cong) 焊接設備的成本價(jia) 值上體(ti) 現出來。以電池原料為(wei) 對比，原料在成本中占比是持續性的且以噸為(wei) 單位購入；激光焊接設備基本是一次性到位，不同工藝或類型的焊接設備價(jia) 值數額在數十萬(wan) 位至數百萬(wan) 位人民幣，在電池廠投入中占比5-15%，在電池組pack廠投入占比10-40%不等。

       穴位2：全對比

電池製造過程涉及的焊接技術十分廣泛，如超聲波焊、電阻焊和激光焊接等。焊接方法與(yu) 工藝的合理選用，直接影響電池的生產(chan) 成本、質量的可靠性與(yu) 使用的安全性。激光焊接作為(wei) 電池生產(chan) 一項非常重要的工藝環節，對電池的一致性，穩定性和安全性有很大的影響，動力電池激光焊接部位多，工藝難度大，對焊接工藝要求更高。通過高效精密的激光焊接可以大大提高汽車動力電池安全性、可靠性和使用壽命，必將為(wei) 今後的汽車動力技術的發展提供重要保障。

 對比發現，激光焊接優(you) 勢在於(yu) 焊材損耗小、被焊接工件變形小、設備性能穩定易操作，焊接質量及自動化程度高。其工藝上的優(you) 勢是其它焊接方式無法比擬的。

穴位3：全工藝

動力電池的電芯按其外型可分方形、圓柱、軟包、18650等不同類型，在所有形狀電池中，激光焊接工藝應用最全麵的為(wei) 圓柱電池焊接，在此以圓柱動力電池工藝流程為(wei) 例，激光焊接的工序應用如下圖所示：

經曆上述激光焊接工序後，繼續一步將單體(ti) 電芯多個(ge) 組裝，就形成應用於(yu) 電動自行車、電動汽車上的PACK電池組，如國際領跑的特斯拉就應用了7000多塊鬆下NCR 18650 3100mah電池合成的PACK電池組，以此來滿足高續航能力。

穴位4：更高效

市場上應用於(yu) 動力電池的激光設備從(cong) 外觀上看雖是“亂(luan) 花漸欲迷人眼”，但最終達成的殊途同歸的作用。以工藝的複雜程度和設備占用空間上區分，激光焊接設備基本可以分為(wei) 三種類型：中試設備、全自動工作站和全自動流水線。

中試設備，基本為(wei) 單機半自動操作台，應用於(yu) 初期中試產(chan) 品的測試和小批量生產(chan) 。

全自動工作站，多為(wei) 雙劍合璧的模式，激光主機加半封閉或全封閉式工作台，每工位工作台上一般配備多工位夾具工裝，適用於(yu) 動力電池激光焊接和電池組PACK焊接的各種工藝的單工序段全自動係統。

全自動生產(chan) 線，全自動工作站的升級版，將多個(ge) 工作站相連接，形成電芯焊接或電池組PACK焊接的完整智能自動化產(chan) 線。

國內(nei) 自主研發首條圓柱動力電池智能自動化產(chan) 線 

穴位5：更安全

近年來，隨著電動汽車的快速發展，如何解決(jue) 電動汽車的安全問題，是新能源汽車行業(ye) 的良性發展必須突破的關(guan) 鍵點和難點。由於(yu) 人們(men) 對新事物的認知有個(ge) 過程，初期難免抱有懷疑和不信任的態度，所以任何一次有關(guan) 電動汽車的安全事故，都會(hui) 導致公眾(zhong) 對電動汽車安全性的疑慮進一步加深，阻礙電動汽車的發展和普及。

圓柱動力電池防爆閥激光焊接 

動力電池的安全問題廣受爭(zheng) 議，電池本身應不鼓包、不泄漏、不破裂、不起火、不冒煙、不爆炸。而電芯一旦發生熱失控，可能會(hui) 產(chan) 生電解液泄漏、起火和燃燒等現象。電池防爆安全閥在鋰電池中使用可有效地防止電池熱失控時發生爆炸，從(cong) 而保障了電池安全。

穴位6：看未來

近年來，很多國內(nei) 外動力電池生產(chan) 廠商，在較為(wei) 複雜的生產(chan) 工序中，對於(yu) 不同的工序、不同的被焊接部件，采用不同焊接方法，隨著新能源汽車行業(ye) 邁向縱深發展，對配套電池的裝配與(yu) 焊接精度、質量都提出了更高的要求，大規模的采用激光焊接工藝勢在必行。

未來，以三星、LG為(wei) 代表的外資企業(ye) 來世凶猛,以提供能量密度高、工藝精湛、高性價(jia) 比的產(chan) 品，將打破國內(nei) 動力電池市場的格局。國內(nei) 動力電池製造企業(ye) 隻有提升整體(ti) 製造工藝水平才能參與(yu) 國內(nei) 國際競爭(zheng) 。

近期敬請關(guan) 注：激光焊接在動力電池行業(ye) 的應用解密係列之二——量產(chan) 框架下的智能製造。