新能源動(dòng)力電池殼體密封激光焊接應(yīng)用工藝
來源:尚拓激光 日期:2023/03/21
新能源動(dòng)力電池生產(chǎn)過程中,電池殼體激光焊接的質(zhì)量穩(wěn)定性會(huì)影響電池組裝系統(tǒng)的一致性和安全性。動(dòng)力電池殼體內(nèi)部主要包含有機(jī)電解液、特殊隔膜,蓋板上主要包含防爆閥、極柱、安全帽、注液孔等。殼體與蓋板的封口焊接要求很高,其焊接質(zhì)量直接影響電池的密封程度,焊接不良會(huì)導(dǎo)致電池漏液、析鋰、電池外觀不達(dá)標(biāo)等問題。下面跟著小編一起了解一下動(dòng)力電池殼體密封激光焊接應(yīng)用工藝。
動(dòng)力電池的殼體材料主要有鋁合金和不銹鋼,其中采用鋁合金的最多,一般為1系和3系鋁合金。不銹鋼具有較好的激光焊接性能,如304不銹鋼,無論使用脈沖激光還是連續(xù)激光,都能夠獲得較好的焊縫外觀和力學(xué)性能。鋁合金密度小,但焊接難度相對(duì)較大,使用高功率連續(xù)激光焊接時(shí)雖然解決了動(dòng)力電池焊接要求的熔深和密封性問題,但由于其連續(xù)焊接的特性,熔化金屬量較多,金屬熔化后再結(jié)晶,晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了轉(zhuǎn)變,且焊接產(chǎn)生的變形導(dǎo)致產(chǎn)品的尺寸發(fā)生改變。從焊接的實(shí)際結(jié)果來看,連續(xù)焊接后焊縫都會(huì)有所凸起,導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸超差,需要后道工序來去除超差部分,增加制造成本。
電池殼體密封焊激光焊接的難點(diǎn):
動(dòng)力電池殼體封口常見焊縫問題
1.外觀不良:焊偏、砂眼、樣品傾斜;
2.強(qiáng)度及密封不足:熔深不夠、裂縫、氣孔大致使電池漏液。
電池殼體密封焊焊接方法:
方形電池的殼體厚度一般在1mm以下,根據(jù)容量的不同有0.6mm和0.8mm這兩種。激光焊接方形動(dòng)力電池殼體主要可分為側(cè)焊和頂焊:側(cè)焊對(duì)電芯內(nèi)部影響較小,飛濺物不會(huì)進(jìn)入殼體內(nèi)部,但焊接后容易產(chǎn)生凸起,對(duì)后續(xù)工藝造成影響;頂焊由于焊接在一個(gè)平面上,對(duì)前道工序入殼和定位要求很高,因此對(duì)自動(dòng)化要求高。焊接飛濺的因素也很多,如材料自身的特性、材料的清潔度等,其中主要決定因素是激光器的穩(wěn)定性。用連續(xù)激光器焊接薄殼鋰電池,效率可以提升5~10倍,且外觀效果和密封性更好。
現(xiàn)在為了追求更快的焊接速度和更均勻的外觀,大部分公司已經(jīng)開始采用復(fù)合焊和環(huán)形光斑取代以往低速的單光纖焊接(見圖9),目前大部分公司的量產(chǎn)線焊接速度已達(dá)200mm/s,而部分廠家光纖焊接的低速線,為保證焊道穩(wěn)定,一般量產(chǎn)速度為70mm/s。
隨著激光焊接或在汽車制造、電池制造、3C產(chǎn)業(yè)、精密加工等領(lǐng)域應(yīng)用的崛起,激光焊接設(shè)備滲透率將加速提升,激光焊接設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。目前,尚拓激光能提供電池激光焊接解決方案,根據(jù)客戶的焊接要求提供標(biāo)準(zhǔn)龍門式激光焊接設(shè)備,半自動(dòng)龍門式激光焊接生產(chǎn)線及全自動(dòng)PACK激光焊接生產(chǎn)線定制服務(wù)。
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