鋰離子電池由于具有比能量高、循環(huán)壽命長、自放電小、無記憶效應(yīng)和無污染等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備以及交通工具。

從鋰電池電芯的制造到電池PACK成組，多道焊接工序是電池制作工序中的重要環(huán)節(jié)，將直接影響電池的成本、質(zhì)量、安全以及電池的一致性。

然而，目前鋰電池生產(chǎn)中焊接工序常采用常規(guī)光纖激光器，存在焊接過程不穩(wěn)定、飛濺、氣孔、焊縫外觀粗糙、一致性差和高系鋁焊縫裂紋的問題，銳科激光RFL-ABP系列光束可調(diào)光纖激光器，在焊接質(zhì)量及焊接效率上體現(xiàn)出了充分的優(yōu)勢，可完美解決以上問題。

ABP環(huán)形光斑示意圖

中芯/環(huán)芯可任意功率、獨立調(diào)節(jié)

光束可調(diào)光纖激光器是由小光斑高能量密度的中心光束和較大環(huán)形光束組合而成的二合一光束。與其他激光器（氣體、固體、半導體、常規(guī)光纖激光器）相比，光束可調(diào)光纖激光器具備以下焊接優(yōu)勢：

● 中心/環(huán)形光斑功率可獨立調(diào)節(jié)，實現(xiàn)高質(zhì)量、高速、均勻的焊接；

● 焊接飛濺較少，近乎無飛濺；

● 減少焊縫氣孔及裂紋傾向；

● 匙孔更大更穩(wěn)定、焊縫成型穩(wěn)定、一致性好；

● 適用于鋰電池、汽車制造及通用工業(yè)的高速焊接。

光束可調(diào)光纖激光器

在鋰電池行業(yè)中焊接應(yīng)用實例

針對光束可調(diào)光纖激光器在鋰電池行業(yè)中的激光焊接工藝，我們采用銳科RFL-ABP系列光束可調(diào)光纖激光器進行相關(guān)工藝實驗，一起看看其焊接效果如何！

電池殼體焊接

電池殼體材料厚度通常在0.2~2mm，這類部件對焊接飛濺和焊縫成型美觀要求比較嚴格，主要要求密封性，對焊縫強度要求不高。

采用常規(guī)光纖激光焊接時，會存在氣孔、爆孔現(xiàn)象導致密封性問題，而且飛濺多、焊接過程不穩(wěn)定也是焊接難題。

采用銳科光束可調(diào)光纖激光器進行電池殼體封口焊接，可顯著提高焊接速度，二合一光束匙孔更加穩(wěn)定，焊接過程更加穩(wěn)定，焊縫成型更加美觀。

方型電芯殼體封口焊接

圓柱電池殼體密封焊接

● 方型電池殼體焊接速度高達350mm/s （200 mm/s是電池焊接速度的行業(yè)標準，應(yīng)用銳科RFL-ABP系列光束可調(diào)光纖激光器進行焊接，速度提升43%）；

● 圓柱電池殼體焊接時間約0.9s/個；

● 焊接過程幾乎無飛濺；

● 焊縫成型均勻一致，無虛焊、爆孔、裂紋、氣孔等各類缺陷；

● 電芯內(nèi)部無漏光、漏渣現(xiàn)象；

● 密封性滿足要求，大大提高產(chǎn)品合格率。

轉(zhuǎn)接片焊接

轉(zhuǎn)接片焊接是電池電芯生產(chǎn)流程中極為重要的一道工序，起到連接蓋板及電芯的作用，焊縫質(zhì)量直接影響整個電芯的性能。

為了保證過電流能力，焊縫結(jié)合面連接寬度要求較大。其次焊接不能殘留飛濺物，避免引起電池內(nèi)部短路，影響電池安全性能。

采用銳科光束可調(diào)光纖激光器搭配振鏡焊接頭，合理調(diào)節(jié)中心功率和環(huán)形功率、螺旋線間距等工藝參數(shù)，可實現(xiàn)圓環(huán)形焊縫或螺旋式實心圓焊縫，有效增加結(jié)合面連接寬度，提高焊接接頭質(zhì)量。

圓環(huán)形焊縫（上圖：鋁合金，下圖：紫銅）

● 轉(zhuǎn)接片焊接速度高于110mm/s；

● 焊接接頭強度高于2kN；

● 焊縫成型均勻一致，幾乎無飛濺。

螺旋式實心圓焊縫（左圖：鋁合金，右圖：紫銅）

● 焊縫連接寬度高于6mm，結(jié)合面處連接面積非常大；

● 焊縫成型美觀，無裂紋等缺陷。

匯流排焊接

匯流排是連接單個電芯的橋梁，為了保證足夠的過電流能力需要連接處有足夠的寬度以及較低的氣孔率，匯流排焊縫熔深一般在2~4mm之間，對焊縫強度要求比較高，焊縫表面質(zhì)量和飛濺的要求也比較嚴格。

采用銳科光束可調(diào)光纖激光器搭配振鏡焊接頭進行擺動焊接，通過優(yōu)化中心光斑和環(huán)形光斑的功率配比，合理調(diào)節(jié)振鏡擺動參數(shù)，既能有效增加結(jié)合面連接寬度，又可大大減小焊縫內(nèi)部氣孔，優(yōu)化焊縫成型。

匯流排焊接

● 焊縫連接寬度＞2mm；

● 焊接接頭力學性能優(yōu)良，拉伸測試斷裂部位為上板母材；

● 焊縫成型較好，飛濺非常少。

電池模組側(cè)板焊接

模組側(cè)板一般采用5系鋁合金和6系鋁合金進行組合焊接保證外框強度，焊接裂紋是5系和6系鋁合金焊接一大難題，如何保證連接寬度達到2mm以上并獲得“U型”且無咬邊等缺陷的焊縫，從而提高焊接接頭質(zhì)量更是難上加難。

采用銳科光束可調(diào)光纖激光器搭配振鏡焊接頭進行擺動焊接，通過復雜的工藝參數(shù)調(diào)節(jié)，可減少焊縫氣孔及產(chǎn)生裂紋傾向，提高焊接接頭質(zhì)量。

模組側(cè)板：疊焊接頭

模組側(cè)板：止口對接接頭

● 焊接速度超過80mm/s；

● 疊焊接頭搭接面連接寬度＞2mm；

● 焊縫形狀接近“U”型；

● 焊接接頭力學性能優(yōu)良，拉伸測試斷裂部位為上板母材；

● 焊縫無裂紋、咬邊等缺陷，成型均勻一致。

通過嚴格測試和客戶現(xiàn)場應(yīng)用的表現(xiàn)來看，銳科激光RFL-ABP系列光束可調(diào)激光器在鋰電池焊接應(yīng)用表現(xiàn)極佳，速度提升43%左右，焊縫質(zhì)量更高、也更加美觀，勢必成為電池制造領(lǐng)域及高端焊接領(lǐng)域的實力派機型。