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鋰電池激光焊接電池廣泛應用于各種電子設備、自放電小、無記憶效果、無污染等優點,廣泛應用于各種電子設備(如手機、筆記本電腦、PDA、成為我國能源領域重點支持的數碼相機、數碼相機等。)和交通工具。
動力電池是指用于電動汽車的電池,相對于小容量電池(如手機、筆記本電腦電池等),具有較大的容量和輸出功率,可用于電動汽車驅動電源和大型移動電源應用領域的二次電池。鋰離子電池或電池組的加工和生產過程很多,包括防爆閥密封焊接、極耳焊接、軟連接焊接、安全帽點焊、電池外殼密封焊接、模塊和PACK激光焊接是焊接的較佳工藝。動力電池主要由純銅、鋁、鋁合金、不銹鋼等制成。特別是近年來新能源汽車的興起3C數字儲能產業是鋰電池產業發展的三大驅動力。2016年,新能源汽車30.8 GWh需求超過3C到2017年,電力電池產量將成為鋰電池較大的消費市場44.5GWh。儲能電池具有巨大的發展潛力,但由于技術、政策等原因,仍處于市場引進階段,相對滯后于動力電池。未來,隨著技術的逐步成熟,儲能市場也將成為推動鋰電池消費的另一極。
隨著全球能源危機和環境污染問題的日益突出,工業節能環保發展受到高度重視,新能源汽車爆炸式增長。2012年產量1.262017年,萬輛增長至2017年。79.4年復合增長率高達1萬輛99.4%79.4萬輛和77.7同比增長1萬輛53.6%和53.3%,產銷同比增速分別增加2.1和0.3百分點。2017年新能源汽車市場占比。2.7%,比去年高0.9個百分點。中國已經超過美國,成為世界上較大的新能源汽車市場,連續三年生產和銷量居世界第一。
鋰電池激光焊接:
1、焊接電池防爆閥
電池防爆閥是電池密封板上的薄壁閥體。當電池內部壓力超過規定值時,防爆閥體破裂,避免電池爆裂。安全閥結構巧妙,該工藝對激光焊接工藝要求極其嚴格。在連續激光焊接前,電池防爆閥的焊接采用脈沖激光焊接,通過焊點與焊點的重疊和覆蓋實現連續密封焊接,但焊接效率低,密封性能相對較差。連續激光焊接可實現高速、高質量的焊接,保證焊接穩定性、焊接效率和良好的質量率。
2、電池極耳焊接
極耳通常分為三種材料,鋁用于電池的正極(Al)鎳是負極材料(Ni)材料或銅鍍鎳(Ni-Cu)材料。在動力電池的制造過程中,其中一個環節是將電池極耳與極柱焊接在一起。在二次電池的生產中,需要與另一個鋁安全閥焊接。焊接不僅要保證極耳與極柱之間的可靠連接,還要求焊縫光滑美觀。
3、電池極帶點焊
電池極帶使用的材質包括純鋁帶、鎳帶、鋁鎳復合帶以及少量的銅帶等。電池極帶的焊接一般使用脈沖焊接機,隨著IPG公司QCW隨著準連續激光器的出現,它也廣泛應用于電池極帶的焊接中。同時,由于其光束質量好,焊點小,在處理高反射率的鋁帶、銅帶和窄帶電池極帶(極帶寬度)1.5mm焊接具有獨特的優點。
4、動力電池殼與蓋板密封焊接
動力電池的外殼材料為鋁合金和不銹鋼,其中鋁合金較多,一般為3003鋁合金,少數為純鋁。不銹鋼是較好的激光焊接材料,特別是304不銹鋼,脈沖和連續激光都能獲得良好的外觀和性能。
根據焊接方法的不同,鋁和鋁合金的激光焊接性能略有差異。除純鋁和3系列鋁合金脈沖焊接和連續焊接外,其他系列鋁合金較好選擇連續激光焊接方法,以降低裂紋的敏感性。同時,根據動力電池外殼的厚度選擇合適的動力激光器,一般外殼的厚度1mm以下可考慮1000W內單模激光器厚度為1mm以上需使用1000W上述單模或多模激光器。
小容量鋰電池常采用比較薄的鋁殼(厚度在0.25mm大約),還有18650等鋼殼。由于殼體厚度的原因,這類電池的焊接一般采用低功率激光。薄殼鋰電池采用連續激光焊接,可提高效率5~10倍,外觀效果和密封性更好。因此,脈沖激光器在這一應用領域有逐漸取代的趨勢。
5、動力電池模塊及pack焊接
動力電池之間的串并聯一般通過連接器和單個電池的焊接完成,正負極材料不同,一般有銅和鋁兩種材料,由于銅和鋁激光焊接形成脆性化合物,不能滿足使用要求,通常采用超聲焊接,銅、銅、鋁、鋁一般采用激光焊接。同時,由于銅和鋁傳熱速度快,激光反射率高,連接器厚度相對較大,因此需要使用高功率激光器進行焊接。