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进阶的激光焊接,为动力电池实现高标准制造赋能

来源:创鑫激光2023-10-18我要评论(0)

2022年全球动力电池和储能电池的总出货量达812GWh,同比增长86%。2022年我国锂离子电池产量达750GWh,同比增长超过130%,行业总产值突破1.2万亿元。在2022年全球动力电...

2022年全球动力电池和储能电池的总出货量达812GWh,同比增长86%。2022年我国锂离子电池产量达750GWh,同比增长超过130%,行业总产值突破1.2万亿元。在2022年全球动力电池装机TOP10阵营中,中国企业依然稳固占据六席,中国在全球电动汽车动力电池市场继续保持领先水平。

目前在新能源电池领域的焊接加工主要包括刀片锂电池焊接、圆柱锂电池焊接、方壳锂电池焊接、软包锂电池焊接和氢燃料电池焊接等。

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。

尽管激光焊接技术在动力电池中已得到了广泛应用,但仍然存在一些亟待攻克的挑战,其中包括:铜焊接存在外观不良、飞溅大、虚焊;铝焊接存在炸孔、飞溅,以及电池制造产能不断提升,现有工艺激光焊接速度需要提升等问题。

当前,全球新能源汽车产业已进入加速发展新阶段,对动力电池技术创新、质量性能等提出更高的要求。接下来,动力电池行业将迈入从“有没有”到“好不好”的新阶段。动力电池产业的前半程,已经可以满足市场的基础需求。动力电池产业的后半程,是引领市场需求,从有到好,与产业一起迈向高质量跃升发展的新阶段。

要在动力电池的生产制造中实现高标准制造,无论是锂电工艺本身还是HTH登陆入口网页 落地都存在着许多亟需解决的问题:动力电池的质量标准要求高,工艺多样化,新工艺迭代快,电池产品多样化等,都给电池生产带来了诸多挑战。在HTH登陆入口网页 落地过程中,一致性、稳定性、效率、精度等要求高也是工艺难点。

以创鑫激光新能源部门接触到的某电芯FTT焊接项目为例,由于工件结构非常复杂,铜箔单层仅有6μ,而层数却共计有93层,焊接中需要把每一层都叠在一起,再焊在电池盖板上。

因为其复杂的结构,传统的激光焊接容易产生大飞溅和炸点、尖锐物等异物,并很难做到表面效果一致。异物极易引发刺穿蓝膜的异常,从而导致电池放电过程中高温发热,严重时可能引起电池爆炸,为此需要更先进的激光焊接工艺来完成此高难度的焊接需求。

随着激光技术在工业制造中的应用越来越普及、重要程度越来越高,激光加工设备已不仅仅作为独立运行的工业机器,更是以集成整线、融合先进智能制造、数字化技术作为整体解决方案。因此,随着激光技术不断发展,不断吸收、融合先进的智能制造技术,将有力助推工业制造业向数字化、智能化发展。

在动力电池激光焊接应用中,创鑫激光新能源部门也在积极推动其走向数字化、智能化。在接到新的项目需求后,会先制定好可行的激光方案,接着就是在配置内完成可能成百上千次的测试。如在给某头部能源企业做Busbar焊接时,需要完成不同材料厚度、走线方式及密度、速度、功率、保护气、工作光斑大小、离焦量、间隙、熔深极限等测试;针对不同应用场景(如动力电池与储能电池)选用何种激光器,都需要一一完成:提出想法、实验验证的过程。

每一次给客户DOE测试的过程,也是在丰富工艺数据库,后续客户在做相关的激光焊接应用时,可从丰富的数据库中快速匹配到合适方案。

随着动力电池市场和产业规模的扩大,以及行业对电池高质量发展的要求,提升激光焊接的效率与工艺水平,推动激光制造向数字化、智能化方向发展将是大势所趋 ,激光技术作为现代先进制造技术也将从传统的“金属硬质刀具”向“激光数字刀具”转型,并成为中国制造换道超车的关键“利器”!


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