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激光焊接设备锂电池极耳焊接工艺要求

什么是电池极耳?极耳,是软包锂离子电池产品的一种组件。电池分为正极和负极,极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体,通俗的说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。电池的正极使用铝(Al)材料,负极使用镍(Ni)材料,负极也有铜镀镍(Ni—Cu)材料,它们都是由胶片和金属带两部分复合而成。软包装锂离子电池能量密度大,安全性能好,多极耳结构叠片形式的软包装电池具有较好的导电性能、较高的倍率性能和良好的循环性能,特别适合大容量动力电池,尤其应用于动力领域,所以极耳焊接是电池生产加工中必不可少的一部分,激光焊接设备大大提升了极耳焊接效率,也是许多电池生产厂家首选焊接设备。
软包装电池极耳焊接方法采用如下步骤:
1.首先将铝片和镍片的两端折弯处理,然后使用铝片和镍片分别固定正极片外露铝极耳箔材和负极片外露铜极耳箔材,铝片和镍片结构和尺寸相同,铝片和镍片的头部齿状压在箔材表面;
2.裁切未被包覆的正负极片外露极耳箔材
3.最后将铝带胶极耳和镍带胶极耳超声焊接在裁切后的正负极片外露的极耳箔材上。

根据所述的软包装电池极耳焊接方法,其特征是:所述的外露极耳箔材宽度A为20mm~60mm,外露极耳箔材长度B为10mm~50mm,电芯边缘与极耳箔材间的间隙C为0mm~100mm,正负极耳箔间隙D为20mm~200mm。

激光焊接设备

激光焊接锂电池极耳的优点:
1.激光设备占地面积小,能释放出大量空间用于其它灵活布置;
2.激光焊接没有空气及噪音污染,没有灰尘,属于新利源产物,更适应高科技无尘车间的使用;
3.激光对耗电率低,电光转换率高,设备损耗低,维护成本也大幅度缩小,降少生产成本,提高了生产厂家的生产利润;
4.激光焊接能根据需求进调整焊接速度,焊接深度,焊接宽度等均可以实现精准调控,适应不同材质及产品的焊接,达到精准焊接,质量更可靠,外观更整洁。
激光设备在锂电池焊接运用范围:
1、电池防爆阀焊接
电池的防爆阀是电池封口板上的薄壁阀体,当电池内部压力超过规定值时,防爆阀阀体破裂,避免电池爆裂。安全阀结构巧妙,这道工序对激光焊接工艺要求极为严格。没有采用连续激光焊接之前,电池防爆阀的焊接都是采用脉冲激光器焊接,通过焊点与焊点的重叠和覆盖来实现连续密封焊接,但焊接效率较低,且密封性相对较差。采用连续激光焊接可以实现高速高质量的焊接,焊接稳定性、焊接效率以及良品率都能够得到保障。
2、电池极耳焊接
极耳通常分为三种材料,电池的正极使用铝(Al)材料,负极使用镍(Ni)材料或铜镀镍(Ni-Cu)材料。在动力电池的制造过程中,其中的一个环节是将电池极耳与极柱焊接到一起。在二次电池的制作中需要将其与另外一铝制的安全阀焊接在一起。焊接不仅要保证极耳与极柱之间的可靠连接,而且要求焊缝平滑美观。
3、电池极带点焊
电池极带使用的材质包括纯铝带、镍带、铝镍复合带以及少量的铜带等。电池极带的焊接一般使用脉冲焊接机,随着IPG企业QCW准连续激光器的出现,其在电池极带焊接上也得到了广泛的应用,同时由于其光束质量好、焊斑能够做到很小,其在应对高反射率的铝带、铜带以及窄带电池极带(极带宽度在1.5mm以下)的焊接有着独特的优势。
4、动力电池壳体与盖板封口焊接
动力电池的壳体材料有铝合金和不锈钢,其中采用铝合金的最多,一般为3003铝合金,也有少数采用纯铝。不锈钢是激光焊接性最好的材质,无论是脉冲还是连续激光都能够获得外观和性能良好的焊缝。使用连续激光器焊接薄壳锂电池,效率可以提升5~10倍,且外观效果和密封性更好。因此有逐渐取代脉冲激光器在这个应用领域的趋势。
5、动力电池模组及pack焊接
动力电池之间的串并联一般通过连接片与单体电池的焊接来完成,正负极材质不同,一般有铜和铝2种材质,由于铜和铝之间采用激光焊接后形成脆性化合物,无法满足使用要求,通常采用超声波焊接外,铜和铜、铝和铝一般均采用激光焊接。同时,由于铜和铝传热均很快,且对激光反射率非常高,连接片厚度相对较大,因此需要采用较高功率的激光器才能够实现焊接。
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