隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，帶動了鋰電池產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。激光焊接工序作為鋰電池制造過程的一個重要環(huán)節(jié)，對電池的可靠性起著關(guān)鍵作用。提高焊接質(zhì)量，優(yōu)化焊接工藝，對激光焊接技術(shù)在鋰電池制造中的應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。

焊接技術(shù)作為極其重要的加工技術(shù)之一，在鋰電池制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。鋰離子電池和電池組有很多道制造工序需要焊接，如鋰離子電池極耳焊接、殼體焊接、匯流排焊接、電池模組焊等等，制造過程需要采取有效的焊接技術(shù)，將其進行焊接牢固。

最常見的焊接技術(shù)之一就是激光焊接，它作為一種新型的熔化焊接技術(shù)，常用于航天、汽車、輪船及各種精密電子儀器等領(lǐng)域，由于激光焊接精準(zhǔn)度高，生產(chǎn)效率高，有著電阻點焊焊接、超聲波焊接無法比擬的優(yōu)勢，在鋰電池領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。鋰電池的焊接質(zhì)量不僅對電池的壽命、性能產(chǎn)生影響，而還對于鋰電池的質(zhì)量安全等影響至關(guān)重要，因此研究激光焊接技術(shù)在鋰電池制造的應(yīng)用具有重要價值。

1．鋰離子電池激光焊接技術(shù)的特點

目前，鋰離子電池的焊接技術(shù)主要包括：電阻點焊、超聲波焊接以及激光焊接。電阻點焊焊接不適合特殊材料焊接，人工成本較高，生產(chǎn)效率無法保障，由于人工操作，所以容易產(chǎn)生焊接誤差。超聲波焊接通過高頻振動能量對工件實施內(nèi)部加熱和表面清理，采取加壓的方式實現(xiàn)焊接。傳統(tǒng)焊接方式無法適應(yīng)特殊材料焊接，容易造成被焊工件損傷，導(dǎo)致焊件變形。而激光焊接能量高度集中，加熱、冷卻的過程極其迅速，當(dāng)激光照射到需要焊接的部位，金屬表面溫度迅速升高，高熱導(dǎo)率和高熔點金屬快速熔化，兩個工件的結(jié)合部分因溫度上升達到熔點后相互凝固在一起，使焊接部位變得牢固。

應(yīng)用激光焊接技術(shù)具有如下優(yōu)勢：

1）激光束焦點直徑小，功率密度高，每平方厘米的功率達到100W 以上，熱影響區(qū)域小，工件變形小，自動化程度較高，無需對焊接部位進行校正，能夠焊接傳統(tǒng)焊接技術(shù)無法焊接的高端材料。

2）激光焊接屬于無接觸焊接，沒有機械應(yīng)力的作用，焊接部件不會變形，對焊接的精確度要求較高，能夠保證精密、精準(zhǔn)部件的焊接。

3）激光焊接具有一致性、穩(wěn)定性，不需要加入其他金屬和焊劑，對環(huán)境能夠減少污染源。

4）激光焊接具有高度的柔性，整個車間的焊接過程憑借數(shù)字化、自動化操控，可通過計算機信息系統(tǒng)，實現(xiàn)焊接部位的精準(zhǔn)定位，在焊接過程中具有靈活性。

2．鋰離子電池激光焊接技術(shù)的應(yīng)用

2.1 采用不同的焊接工藝

由于鋰離子電池的特殊構(gòu)造，很多制造的工藝都需要采用焊接技術(shù)，在電池制造的不同工段，不同環(huán)境，采用的激光焊接方式也不相同，在電池正極的焊接過程中就采用脈沖激光電焊，而對于電池外殼的焊接過程則采用激光連續(xù)焊接，對于圓柱型鋰電池安全閥和極耳的焊接中，常采用激光掃描焊接方式，確保焊點質(zhì)量的穩(wěn)定性，極大地提高電池制造的生產(chǎn)效率。例如：在鋰電池智能化生產(chǎn)車間內(nèi)，電池正極的激光焊接過程需要有其它設(shè)施進行輔助，如全自動電池上料設(shè)備等，系統(tǒng)會對電池正極產(chǎn)品的合格性進行檢測，如發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在不良的狀況，系統(tǒng)則自動剔除不合格的產(chǎn)品，而將檢測合格的電池正極產(chǎn)品則送到激光焊接區(qū)域，經(jīng)過自動壓緊的機器，讓焊接部位相銜接，通過激光焊接機將兩者進行牢固焊接。

2.2 采用焊接自動化管理

為實現(xiàn)鋰電池激光焊接系統(tǒng)的自動化，應(yīng)在工業(yè)機器人的基礎(chǔ)上，建立一套鋰電池激光自動焊機系統(tǒng)，在鋰電池焊接工作臺 X/Y兩軸運動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采取在旋轉(zhuǎn)平臺增加旋轉(zhuǎn)軸的方式，加強激光自動焊機的靈活性，解決漏焊、密封不良等問題，實現(xiàn)焦距可變、角度多樣、操作靈活，同時實現(xiàn)焊接的連續(xù)性和一致性，從而提升焊接的定位精度和自動化水平。

2.3 加強焊接質(zhì)量檢驗

在鋰電池制造的過程中，焊接工序作為重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一定要加強產(chǎn)品的檢驗，在焊接工序結(jié)束后，需要采用拉力設(shè)備檢驗焊接的效果，確認(rèn)焊接點的拉力和焊接面積，按照測試的結(jié)果對焊接的技術(shù)進行優(yōu)化，確定最佳的焊接方案，保證鋰電池的產(chǎn)品質(zhì)量。

3．結(jié)束語

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，激光焊接技術(shù)也在不斷的迭代和突破，激光焊接技術(shù)已發(fā)展成為集激光技術(shù)、焊接自動化管理、智能化技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，鋰電池生產(chǎn)企業(yè)已普遍采用激光焊接技術(shù)，提高工件的焊接精度，提升了生產(chǎn)的焊接效率，促使鋰電池產(chǎn)品的可靠性大幅提高。可以預(yù)見的是，激光焊接技術(shù)在保證鋰電池產(chǎn)品質(zhì)量方面顯示出了其獨特的優(yōu)越性，隨著鋰電池需求量的持續(xù)增長，激光焊接技術(shù)在電池制造業(yè)中將繼續(xù)展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，所以實現(xiàn)鋰離子電池焊接技術(shù)的先進性、高精度、智能化，對鋰離子電池行業(yè)的蓬勃發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。

文章來源：《汽車博覽》期刊

文章作者：別深超、孫延生、申東風(fēng)、姚超

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