动力电池激光焊技术“流向?

激光焊接可以显著提高动力电池的安全性和使用寿命。在动力电池的制造过程中，有很多激光焊接的位置，包括极耳、倒装片、封口、汇流条、PACK模块、注孔封装，可以实现电池的串并联。同时涉及到电芯、模块、包，也可以焊接到钢、铝、铜、镍等各种材料上。在方形电池上，激光焊接主要有穿透焊和脉冲焊。在软包装电池上，使用脉冲焊接。原理是利用热源焊接高能量密度激光元件，可靠性好，接触电阻低，自动化程度高，可以大大提高生产效率。激光焊接的优点是有效提高连接可靠性，便于模块轻量化，降低电池内阻，减少热量损失。同时可以不停机连续工作，焊接质量好，灵活性高。难点和痛点是焊件装配精度高，要求工件上横梁的位置不能有明显偏差。同时，激光器和相关系统的成本很高。目前市场上锂激光焊接设备的生产厂商有大族激光、海牧之星、炫硕智造、泰德激光、思科奇、新宇智能等。其中，大族激光、海木之星等龙头企业约占30-40%的市场份额。同时，据高拱锂电了解，宁德时代、比亚迪、郭萱高科、亿纬锂能、松下、三星等知名锂电企业都有涉及激光焊接的使用。在激光焊接技术方面，比较突出的有封钉焊接、顶盖焊接、连续焊接等。由于间歇热输入、低锡氢含量和良好的结果，使用脉冲焊接进行密封销焊接。封钉焊的发展分为两个阶段，第一阶段是7-8mm/s，第二阶段是速度已经达到30mm/s，以后会更快。顶盖焊接的第一阶段是普通封头焊接，只能达到60-80mm/s，由于熔透较深，焊接过程中容易出现目测孔，目测孔末端容易闭合。电子蒸气如何溢出容易引起表面刺激。第二阶段由复合焊接和高频摆动焊接共用，可以解决观察孔快速关闭的问题，大大提高焊接速度。第三阶段是一些公司开始新的尝试，比如海木之星的环形光点高速焊接和复合焊接，可以达到300 mm/s，连续焊接的特点是速度快，但是容易产生热积累，熔池的瞬态冷却过程中没有微断裂。其中连续激光焊接可达15 mm/s，物理焊接可达300 mm/s，一般锂离子器件常用激光头和振镜激光加工头进行焊接，高速焊接可实现S形、螺旋形等复杂轨迹，增加焊缝的接头面积，增强焊接强度。在焊接过程中，还可以连接MES系统，实时记录和调整各种焊接参数，确保更稳定和高质量的焊接。激光焊接设备的发展有三个主要趋势。首先，激光焊接的激光功率越来越大。这样一来，锂电池设备在焊接的趋势下可以实现“降本增效”，精度要求会越来越高，焊接位置的精度也可能会越来越大。泰德激光总经理吴华安表示，激光焊接在质量上更具可控性，焊接精度更高。在未来，它将全面取代螺栓和粘接方法。如锐科激光生产的新型3000W单模群连续光纤激光器，光电转换效率更高(≥ 35%)，光束质量更好更稳定，抗高反射能力更强，确保厚板切割时切割效果更稳定更精准。其次，增强应用场景的数据采集能力，增强对激光焊接效果的控制能力。例如，w……的三维模型模拟和智能预测丁效应是通过人工智能和大数据算法进行的。如韩激光采用大功率振镜、机器人、6000W激光组合，焊接质量好(焊缝剪切力> 1000N，焊缝熔深0.5-2mm)。该系统兼容生产各种规格型号的锂电池模块，并能实现快速切换。采用CCD寻址采集数据，定位准确；焊接监控，产品全程可追溯。最后，增强了稳定性、安全性和灵活性。代表是海牧之星激光，将一台从阿帕奇进口的2000W光纤激光器集成到一台焊接设备中，对铝电池盒进行满焊测试，实现了0.8mm-1.4mm的熔合宽度，0.6mm-1.1mm的熔合深度，凸缘≤ 60 μ m，鼓包值≤ 500微米标准。海牧之星激光的激光焊接设备可以实现连续稳定生产。在安全方面，它能保证操作、指令、数据和其他方面的记录，并具有断电保护。在灵活性方面，激光焊接可以根据实际产品材料和工艺要求进行定制。值得注意的是，12月16-18日，2019高科锂电池&电动汽车年会将在深圳机场凯悦酒店隆重举行。本届年会的主题是“全球电气化的黑暗时刻和美好未来”。锂电池产业链上下游企业500+家，高层次企业800+家将齐聚深圳。届时，行业领袖将分享他们对激光和激光焊接在锂电池生产中的应用和发展趋势的见解。

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