激光焊接中，焊接的質(zhì)量與優(yōu)率一直是各大鋰電池生產(chǎn)商中關(guān)注的重點，而同時，設(shè)備的穩(wěn)定性也是關(guān)系到電池生產(chǎn)效率與優(yōu)率的關(guān)鍵。

目前方形鋁殼電池的生產(chǎn)中，頂蓋周邊焊的焊接質(zhì)量，對于電池組裝生產(chǎn)影響十分關(guān)鍵，目前做到最好的生產(chǎn)優(yōu)率，能達到99.5%（針對方形鋁殼電池，殼體厚度0.6mm），但大部分的時候，都只能維持在97.5~98.5%左右，實際生產(chǎn)中，焊縫優(yōu)率影響最大的還是以爆點和針孔比較多，緊隨其后的比如虛焊、偏光等。

什么爆點

什么是炸點？鋰電池在使用激光焊接時所產(chǎn)生的缺陷按成形及性能分類：有成形缺欠（氣孔飛濺、爆點（炸點）、成形一致性差）、連接缺欠（裂紋、咬邊）、性能缺欠等；

爆點是鋰電行業(yè)激光焊接點狀缺陷一種俗語。本質(zhì)是飛濺（也稱炸火）問題。引起飛濺的因素很多，如材料的清潔度、材料本身的純度、材料自身的特性等，而起決定性作用的則是激光器的穩(wěn)定性。殼體表面凸起、氣孔、內(nèi)部氣泡。究其原因，主要是光纖芯徑過小或者激光能量設(shè)置過高所致。

當激光束不斷加熱時，固態(tài)金屬變成液態(tài)，形成熔池；接著，熔池內(nèi)的液態(tài)金屬再受熱“沸騰”；最后，材料再吸熱達到汽化，而沸騰使得內(nèi)部壓力改變，帶出周邊包裹的液態(tài)金屬，最終產(chǎn)生“飛濺”。

由圖可見，激光持續(xù)作用于材料，使材料劇烈汽化膨脹產(chǎn)生壓力，形成熔融材料（左圖）；而后，金屬蒸汽逸出時產(chǎn)生高壓將材料推向匙孔頂部（中圖）；最后，飛濺物被推出匙孔頂部，并附著在表面形成熔化物（右圖）。

爆點對鋰電的影響

爆點不僅僅是外觀問題，不同工序的爆點對電池有不同的影響。

電芯連接片焊接工序：影響連接片與頂蓋的連接強度及承載電流能力，飛濺若掉到裸電芯表面還會燙傷隔膜導(dǎo)致極片間發(fā)生短路，遺留在電芯內(nèi)部還會引起自放電異常。

頂蓋焊接及密封釘焊接工序，爆點影響電芯氣密性，以及殼體抵抗內(nèi)部膨脹的機械強度，使用過程存在漏液，水汽進入的隱患。

模組pack級別主要是影響機械強度及過流等。

爆點產(chǎn)生原因分析

根據(jù)爆點外觀，一般可分兩種：黑色爆點和白色爆點。

3.1 黑色爆點致因

當激光經(jīng)過污漬時會發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)，形成氣體，直接影響熔池匙孔穩(wěn)定性，形成黑色爆點。具體的體現(xiàn)在于熔池匙孔異常關(guān)閉，導(dǎo)致熔深熔寬不足，表面未熔化，或者直接擊穿母材，需要切金相輔助判斷。污染物來源一般有以下幾個方面：

來料殘留異物，主要是零部件加工過程流出導(dǎo)致，比如沖裁落料的設(shè)備潤滑油，夾治具調(diào)整粘貼的膠紙等；

零部件包裝運輸過程中污染，主要是頂蓋，鋁殼邊緣比較銳利，剮蹭包裝材料導(dǎo)致的有機物殘留；

制程導(dǎo)致的污漬粘附在焊縫位置引起；比如作業(yè)員使用臟污手套抓取電芯過程污染待焊位置。

3.2）銀色爆點致因：

主要由于激光深熔焊，匙孔動態(tài)行為不穩(wěn)定，如果處于工藝窗口上下限，非常容易導(dǎo)致由于外部環(huán)境的變化導(dǎo)致匙孔失穩(wěn)，出現(xiàn)匙孔破滅，飛濺導(dǎo)致熔深不足，外觀不合格，這種情況一般伴隨斷焊（部分未熔合，熔深不足，熔化量不足，能量不足）出現(xiàn)。

保護氣湍流，一般出現(xiàn)在拐角附近，一般伴隨焊縫顏色變化（氧化）；

激光焊接頭或者軸抖動，導(dǎo)致匙孔失穩(wěn)；

預(yù)焊點焊位置失穩(wěn)，熔化量突變；

環(huán)形光斑或者復(fù)合焊，纖芯功率與外環(huán)功率比值過大，熔深過深導(dǎo)致的匙孔不穩(wěn)定；

工藝參數(shù)選擇接近工藝窗口上下限導(dǎo)致匙孔不穩(wěn)定；

來料表面含水率異常。

鋰電池激光焊接缺陷炸點解決辦法：

解決辦法：關(guān)鍵在于實驗設(shè)計驗證問題，定位致因，再針對性解決。

1、確保焊縫表面間隙一致性，間隙要小（根據(jù)光斑和產(chǎn)品來定標準）；

2、無污漬（可人為涂抹藍膜、膠等污漬去驗證是何種污漬，來自那個工位，那個動作，那個夾具，程序動作是否合理）；

3、擺動可以通過小功率打鋼板查看軌跡；

4、熔池不穩(wěn)定：注意不要把離焦量，保護氣流量，軌跡，能量，內(nèi)外環(huán)功率比選在工藝窗口上下邊界上，避免匙孔處于穩(wěn)定與否的非穩(wěn)狀態(tài)，容易受到環(huán)境波動影響。

（文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除）