双光束激光器让锂电池壳体满焊达到完美效果

中国汽车动力锂电池市场规模不断扩大，并且在全球范围内占据重要地位，随着中国政府对环境保护和可持续发展的重视，推动了新能源汽车市场的快速发展。政府制定了一系列支持政策，如补贴和减免税政策，促进了新能源汽车的销售，进一步推动了汽车动力锂电池市场的扩大。

1、先进激光焊接，提升电池稳定性

动力电池内部也是一整个复杂的系统，从电芯、电池模组、电池包，历经一道道制造工序，最后组装成一整个动力电池系统。这其中，材料与材料、模组与模组、电池包结构的连接就涉及到高要求的焊接工艺——激光焊接。

在动力电池生产过程中，电池壳体焊接的质量稳定性会影响电池组装系统的一致性和安全性。动力电池壳体内部主要包含有机电解液、特殊隔膜，盖板上主要包含防爆阀、极柱、安全帽、注液孔等。壳体与盖板的封口焊接要求很高，其焊接质量直接影响电池的密封程度，焊接不良会导致电池漏液、析锂、电池外观不达标等问题。当前的常规解决方案是先将壳体和顶盖进行预焊，然后进行满焊。

满焊，又称全焊，意思是在焊接过程中，需要将焊接的两个部件完全融合成为一个整体。满焊对焊缝的要求高，需尽可能地使焊接的两者没有间隙，以达到无缝连接的焊接效果。

2、双光束因需制宜，实现完美加工要求

针对上述的工艺要求，采用双光束激光器为核心的焊接方案，经验证，各方面工艺都可达到客户严格的标准要求。

目前，铝合金材料的电池壳占整个动力电池的90% 以上。动力汽车电池的外壳材料通常采用3003铝合金，而铝合金对激光的反射率极高, 激光焊接难度较大，焊接过程中可能会面临飞溅、爆点、内部气孔、铝壳变形等各类问题。面对这一问题，选择合适的激光器、激光焊接控制系统，都能解决。

双光束激光器，采用环形光斑设计，在进行动力电池外壳焊接时，可利用光斑较小的内环的高功率密度光斑作用于工件，生成匙孔，获得足够的焊接熔深；利用外环对焊接过程中的熔池提供更多能量以增大焊缝宽度，并延长匙孔闭合时间，帮助熔池气体逸出，从而降低焊缝气孔率。

在该焊接项目中，材料顶盖厚度为2mm，外壳厚度为0.3mm铝材，需达到的焊接要求具体为：熔深0.3~0.9mm ，熔宽1.4±0.5mm，余高≤0.2mm。

根据客户的需求，对材料和应用样品进行分析后，整理出焊接方式如下图所示：

工程师在以往焊接经验基础上，对焊接配置进行多重验证后，得出一套最优的焊接方案。

焊接方案采用双光束激光器，并选配合适的芯径配比和焊接头，系统使用CRT激光焊接系统，从而可以得到良好的焊接质量。

随着激光技术的不断突破和发展，激光焊接技术及工艺也将得到更大的提升，并在动力电池制造领域发挥更大的作用，推动动力电池产业的高质量发展。

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审核编辑 黄宇