动力锂电池激光焊接技术原理及类型介绍
动力电池制造过程焊接方法与工艺的合理选用，将直接影响电池的成本、质量、安全以及电池的一致性。接下来就整理一下动力电池焊接方面的内容。
1、激光焊接原理
激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功率密度等特性进行工作，通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。
2、激光焊接类型
热传导焊接和深熔焊
热传导焊接，激光光束沿接缝将合作在工件的外表熔化，熔融物汇流到一起并固化，构成焊缝。主要用于相对较薄的材料，材料的最大焊接深度受其导热系数的约束，且焊缝宽度总是大于焊接深度。
深熔焊，当高功率激光聚集到金属外表时，热量来不及散失，焊接深度会急剧加深，此焊接技术即是深熔焊。因为深熔焊技术加工速度极快，热影响区域很小，而且使畸变降至最低，因而此技术可用于需求深度焊接或几层资料一起焊接。
热传导焊接和深熔焊的主要区别在于单位时间内施加在金属表面的功率密度，不同金属下临界值不同。
穿透焊和缝焊
穿透焊，连接片无需冲孔，加工相对简单。穿透焊需要功率较大的激光焊机。穿透焊的熔深比缝焊的熔深要低，可靠性相对差一点。
缝焊相比穿透焊，只需较小功率激光焊机。缝焊的熔深比穿透焊的熔深要高，可靠性相对较好。但连接片需冲孔，加工相对困难。
脉冲焊接和连续焊接
1） 脉冲模式焊接
激光焊接时应选择合适的焊接波形，常用脉冲波形有方波、尖峰波、双峰波等，铝合金表面对光的反射率太高，当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60%-98% 的激光能量因反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。一般焊接铝合金时最优选择尖形波和双峰波，此种焊接波形后面缓降部分脉宽较长，能够有效地减少气孔和裂纹的产生。
脉冲激光焊接样品
由于铝合金对激光的反射率较高，为了防止激光束垂直入射造成垂直反射而损害激光聚焦镜，焊接过程中通常将焊接头偏转一定角度。焊点直径和有效结合面的直径随激光倾斜角增大而增大，当激光倾斜角度为40°时，获得最大的焊点及有效结合面。焊点熔深和有效熔深随激光倾斜角减小，当大于60°时，其有效焊接熔深降为零。所以倾斜焊接头到一定角度，可以适当增加焊缝熔深和熔宽。
另外在焊接时，以焊缝为界，需将激光焊斑偏盖板65%、壳体35% 进行焊接，可以有效减少因合盖问题导致的炸火。
2） 连续模式焊接
连续激光器焊接由于其受热过程不像脉冲机器骤冷骤热，焊接时裂纹倾向不是很明显，为了改善焊缝质量，采用连续激光器焊接，焊缝表面平滑均匀，无飞溅，无缺陷，焊缝内部未发现裂纹。在铝合金的焊接方面，连续激光器的优势很明显，与传统的焊接方法相比，生产效率高，且无需填丝；与脉冲激光焊相比可以解决其在焊后产生的缺陷，如裂纹、气孔、飞溅等，保证铝合金在焊后有良好的机械性能；焊后不会凹陷，焊后抛光打磨量减少，节约了生产成本，但是因为连续激光器的光斑比较小，所以对工件的装配精度要求较高。
连续激光焊接样品
在动力电池焊接当中，焊接工艺技术人员会根据客户的电池材料、形状、厚度、拉力要求等选择合适的激光器和焊接工艺参数，包括焊接速度、波形、峰值、焊头倾斜角度等来设置合理的焊接工艺参数，以保证最终的焊接效果满足动力电池厂家的要求
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锂电池的激光焊接
锂电池的激光焊接是一个极其精细且关键的过程，激光焊接在锂电池生产过程中的几个关键点制程需要管控。
1. 焊接对象准备： • 极耳焊接：
这是最常见的激光焊接应用之一，涉及到将电池内部的正极和负极极耳与外部的集流体（如铝箔或铜箔）焊接在一起。焊接前需要精确对齐极耳与集流体，确保接触良好，且避免短路。
• 壳体密封：
锂电池的外壳与防爆阀、顶盖或密封圈的焊接也是非常重要的步骤，必须保证焊接后的密封性优良，防止电解液泄漏和外界空气进入电池内部。
2. 焊接工艺参数设定： • 激光功率：
选择适当的激光功率是确保焊接效果的关键，功率过高可能导致过热和材料烧损，功率过低则无法完成有效的焊接。
• 焊接速度：
焊接速度与激光功率相互配合，快速焊接可减少热输入，降低热影响区域，但需确保焊接深度足够，形成可靠的接头。
• 焦点位置：
准确调节激光焦点位置，使其落在焊接层的最佳位置，确保能量高效利用。
• 焊接顺序和时间：
针对不同材料组合和结构设计，制定合理的焊接顺序，避免因焊接顺序不当引起的应力分布不均而导致隐裂或其他缺陷。
3. 预处理与后处理： • 清洁与表面处理：
焊接前需要对焊接部位进行严格清洁，消除油脂、氧化层等影响焊接质量的因素，必要时还需要做表面活化处理。
• 焊接后检查与修整：
焊接后立即进行焊缝质量检验，如是否存在气孔、裂纹、未熔合等情况，如有问题应及时修正。此外，还需注意焊后冷却过程，避免过快冷却产生的残余应力过大。
4. 焊接监控与质量控制： • 实时监控：
现代激光焊接设备往往配备有实时监测系统，可以监控焊接过程中的温度、变形等参数，以保障焊接质量的一致性和稳定性。
• 无损检测：
焊后采用超声波检测、X射线检测等方式确认焊缝内部是否存在缺陷，确保焊接强度和密封性。
锂电池生产
5. 环境控制： • 在激光焊接过程中，尤其在洁净室环境中进行，以防止灰尘和其他污染物影响焊接效果，并确保焊接环境满足安全生产和高品质产品的要求。对关键点的严格控制和精细化操作，可以确保锂电池的激光焊接过程达到最佳效果，从而提升电池的整体性能和安全性。
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