锂电池电焊锂电池焊接方法及其优缺点分析|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

锂电池焊接方法及其优缺点分析

随着电子产品的不断普及，锂电池在生活中扮演着越来越重要的角色。而在锂电池的制造过程中，焊接是最关键的一步之一。虽然现有的焊接技术已经实现了很大的进步，但仍然有不同的焊接方法和各自的优缺点。本文将介绍三种常见的锂电池焊接方法 - 点焊、激光焊和超声波焊，并分析它们的优缺点。

锂电池激光焊接机

点焊

点焊是一种传统的焊接方法，通过将两个金属部件放置在电极之间，施加高电流将其瞬间加热并压合在一起，从而形成连接。点焊的优点是速度快、精度高，可以高效地连接小面积的电极。然而，点焊存在以下几个缺点：

受到连接面积的限制，不能用于较大的电极。

连接的强度较差，容易出现断裂等问题。

由于需要高电流，会产生较多的热量，可能会对其他组件造成损伤。

激光焊

激光焊是一种非接触式的焊接方法，通过激光束在金属表面产生高温，使其熔化并连接在一起。激光焊的优点是速度快、精度高、无需额外填充材料，可以适用于各种形态和尺寸的电极。但激光焊也存在以下问题：

设备价格昂贵，成本较高。

需要熟练的操作人员进行控制，技术门槛较高。

由于激光束的高能量，可能会对电极造成变形或损伤。

超声波焊

超声波焊是一种利用高频振动将金属部件加热并压合在一起的焊接方法。与激光焊和点焊相比，超声波焊具有以下优点：

无需预热，省去了热处理的步骤。

速度快、精度高、不会产生废气、废渣等污染物。

适用于各种形态和尺寸的电极。

但超声波焊也存在以下问题：

需要高品质的界面，否则无法保证连接的质量。

焊接深度受到振幅和时间的限制，无法用于较厚的金属部件。

在焊接过程中可能产生噪音和振动。

综上所述，点焊、激光焊和超声波焊都是常见的锂电池焊接方法，各自有其优缺点。选择合适的焊接方法取决于连接的材料、形态和尺寸等因素，以及生产成本和工艺控制等因素。

锂电池中的飞行焊接

传统激光焊接采用机器人或者是机械运动平台带动光束一起进行工件加工（切割或者是焊接）。因为运动机构与光束之间缺少数据的同步，焊接过程需要定位，并且与出光交替进行，存在非有效焊接时间。激光远程焊接采用相对长的聚焦镜头和扫描振镜（图1）把激光光束聚焦到工件上，轻便和高速动态的扫描振镜准确地在焊缝之间跳转，可以将更多的时间用于焊接和更少的时间来对下一个焊缝进行定位，这将为客户带来更高的产量、更少的工位和投入成本。

图1 扫描振镜工作原理图

激光远程飞行焊接是专门为解决焊接过程中的非有效焊接时间提出的解决方案。激光远程飞行焊接需要三个基本条件：首先，我们需要一台固体激光器作为提供激光能量的光源，并且光源可以通过高度灵活的光纤与固定在多轴机器人上的三维扫描振镜PFO相连接。第二，激光需要具有非常优异的光束质量和准确稳定的激光输出功率，激光器的功率稳定性在±1%。光束质量是激光是否可聚焦的参数标准，长工作距离的远程焊接需要优异的光束质量（例如4到8 mm•mrad）在工件焊接区域产生需要的光斑尺寸（比如约0.6毫米）。第三，通过对机器人和PFO扫描振镜同步工作实现激光焊缝的准确定位，这可以保证我们机器人以多种运动速度运行时，工件上依然可以形成精确的各种焊缝（直线焊缝、C型焊缝等），我们称之为“基于坐标位置”。

除了 “基于坐标位置”的飞行焊接，有些应用中也采用通过控制柜中转进行时间同步的方式对焊接过程进行优化，但是“基于时间同步”的方式在机器人速度或者焊接位置发生变化时，需要对焊接轨迹重新优化，否则会出现焊缝异形的问题。这主要是由于出光和运动机构之间没有同步，而出现的时间滞后造成的。如图2所示，与传统激光焊接相比，远程飞行焊接具有以下优势：

降低节拍时间灵活多样的焊接形状（客户定制焊接形状优化焊接强度）远距离工作距离（延长保护玻璃使用寿命）焊接工位减少，夹具数量相应减少

图2 远程飞行焊接优势

化焊接工艺

优化焊接工艺主要包括焊接图形以及焊接过程优化两个方面。

采用PFO扫描振镜可以实现任何可编辑焊缝形状和尺寸的焊接。为了优化焊接强度和实现轻量化，我们可以采用各种特殊焊缝形状（短线焊缝、圆焊缝、C形焊缝、S形焊缝等）、焊缝尺寸、灵活的焊缝分布和焊缝方向。除了焊接形状灵活多样外，激光焊接采用单侧焊接，与电阻电焊双侧焊接方式相比，在不宜到达的工件内侧也可以实现相同的焊接强度，并且降低焊接成本。

对于焊接过程优化，远程飞行焊接过程中可以实时记录焊接过程中的参数，并以图表的形式展现（图3）。这有助于操作人员在新产品开发过程中快速发现可优化的参数，从而在工件工艺允许的情况下，尽可能减小机器人加速度，缩短焊接周期时间。