动力电池制造过程中焊接方法和工艺的合理选择将直接影响电池的成本、质量、安全性和一致性。接下来，激光切割加工厂家leyu（中国）有限公司将整理power cell的焊接内容。

1激光焊接原理

激光焊接是利用激光束优良的方向性和高功率密度进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在一个很小的区域内，在很短的时间内在焊接处形成一个高能集中的热源区，使被焊接的物体熔化，形成牢固的焊点和焊缝。

2激光焊接型

热传导焊接和深熔焊

激光功率密度为105-106w / cm2形成激光热传导焊接，激光功率密度为105-106w / cm2形成激光深熔焊

熔接和缝焊

通过焊接，连接件不需要冲孔，加工相对简单。通焊需要大功率激光焊机。熔透焊的熔透深度低于缝焊，可靠性相对较近。

与熔透焊相比，缝焊只需要一台小功率的激光焊机。焊缝焊的焊透比熔透焊高，可靠性相对较好。但连接件需要打孔，加工难度大。

脉冲焊和连续焊

1)脉冲焊接

激光焊接时应选择合适的焊接波形。常见的脉冲波有方波、峰值波、双峰波等，铝合金表面对光的反射率过高。当高强度激光束发射到材料表面时，材料表面的反射会损失60% ~ 98%的激光能量，反射率会随着表面温度的变化而变化。一般情况下，尖波和双峰波是焊接铝合金的选择。焊接波形的慢速部分具有较长的脉冲宽度，可有效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高反射率，为了防止激光束的垂直入射造成垂直反射，激光聚焦镜被损坏。在焊接过程中，焊接头通常会发生一定角度的偏转。随着激光倾角的增大，焊点直径和有效接头表面直径增大。当激光倾角为40°时，得到焊接点和有效结合面。焊缝深度和有效熔深随激光倾角的增大而减小。当焊缝深度大于60°时，有效焊缝深度降至零。因此，当倾斜焊接头处于一定角度时，可适当增加焊缝深度和宽度。

另外，焊接时焊缝为边界，将65%的激光点偏移盖板和35%的壳体进行焊接，可有效减少因闭合问题造成的爆炸。

2)连续模式焊接

连续激光焊接不像脉冲机那样突然冷或突然热，焊接过程中裂纹倾向不明显。为了提高焊缝质量，采用了连续激光焊接。焊缝表面平整，无飞溅，无缺陷。焊缝未发现裂纹。在铝合金焊接中，连续激光的优点是显而易见的。与传统焊接方法相比，生产效率高，不需要补丝;与脉冲激光焊接相比，可以解决焊接后产生的裂纹、气孔、飞溅等缺陷，保证铝合金焊接后具有良好的力学性能;焊接后不会凹面，焊接后的抛光研磨量减少，节约生产生产成本低，但由于连续激光的光斑比较小，对工件的装配精度要求高。

连续激光焊接试样

在动力电池的焊接,焊接工艺技术人员将选择合适的激光和焊接工艺参数根据客户的电池材料、形状、厚度、强度要求,包括焊接速度、波形,峰值,焊头倾角等设置合理的焊接参数,以确保焊接效果满足动力电池制造商的需求。

激光焊接的优点

能量集中，焊接效率高，加工精度高，焊缝深宽比大。该激光束易于对焦、对准和由光学仪器引导，可放置在距工件适当距离的位置，可在工件周围夹钳或障碍物之间引导。由于上述空间限制，不能使用其他焊接规则。

焊接能量控制准确，焊接效果稳定，焊接外观好;

非接触式焊接，光纤传输，易接近性好，自动化程度高。焊接细线或细线时，不会像电弧焊那样容易产生重熔的问题。动力电池的核心，由于“重量轻”的原则，通常采用较轻的铝材料，需要做的更薄。一般要求壳体、盖板、底板小于1.0mm。主流厂家的基础材料厚度在0.8mm左右。

它可以为各种材料组合提供高强度的焊接，特别是铜和铝之间的焊接。这也是可以将镀镍和铜焊接在一起的技术。

4 .激光焊接工艺难点

目前，铝合金电池外壳占整个动力电池的90%以上。焊接的难点在于铝合金在焊接过程中反射率很高，气孔敏感性高。焊接过程中不可避免地会出现一些问题和缺陷，其中主要的是气孔、热裂纹和爆炸。

铝合金激光焊接气孔主要有两种类型:氢气孔和气泡破裂。由于激光焊接冷却速度过快，氢气孔问题比较严重，而在激光焊接中，由于小孔的塌陷而产生更多的孔洞。

热裂问题。铝合金是典型的共晶合金，焊接过程中容易出现热裂纹，包括焊缝结晶裂纹和HAZ液化裂纹。焊缝区会发生共晶偏析，导致晶界熔化，在应力作用下晶界处会形成液化裂纹，降低焊接接头性能。

爆炸(也称为飞溅)问题。引起爆炸的因素有很多，比如材料的清洁度，材料本身的纯度，材料本身的特性，激光的稳定性起着决定性的作用。壳体表面为凸形，内部有气孔和气泡。主要原因是光纤芯直径过小或激光能量设置过高。并不是有些激光设备供应商提倡“光束质量越好，焊接效果越好”。电子束质量好，适用于焊透深度大的叠加焊。找到合适的工艺参数是解决这一问题的关键。

其他的困难

对于软包凸耳的焊接，要求焊接工装较高，焊条凸耳须压紧，以保证焊接间隙。可实现s形、螺旋形等复杂轨迹的高速焊接，增加焊缝的接合面积，增强焊接强度。

圆柱形铁芯的焊接主要用于正极的焊接，由于负极的壳体较薄，容易焊透。比如有的厂家采用负电极焊接工艺，正电极采用激光焊接。

方形蓄电池组焊接时，极片或连接件污染严重。焊接连接件时，污染物分解，容易形成焊接爆炸点和孔洞;电池极细，其下为塑料或陶瓷结构，易于焊接贯通。当电杆较小时，容易焊接塑料燃烧，形成爆炸点。不要使用多层接头，层与层之间有气孔，不容易焊接牢固。

方形电池焊接工艺中重要的工序是外壳盖的包装，根据不同位置可分为上盖焊接和下盖焊接。由于一些电池厂家生产的电池体积小，电池外壳采用“深拉”工艺制造，只需要焊接上盖即可。

方形动力电池侧焊样品

方形电池的焊接方法主要分为侧焊和顶焊两种。侧焊的主要优点是对电池内部的影响较小，飞溅物不会轻易进入壳体盖的内部。因为焊后可能会产生凸起，对后续工艺的装配会有轻微的影响，所以侧焊工艺对激光的稳定性和材料的清洁度有很高的要求。但由于顶焊工艺是在一个表面焊接的，对焊接设备的集成度要求较低，便于批量生产。但是有两个缺点:一是焊接过程中可能会有少量飞溅进入电池;二是对壳体前段加工要求高，会导致成本问题。

5焊接质量影响因素

激光焊接是电池焊接的主要方法。激光焊接是一种高能光束激光照射工件，使工作温度急剧升高，工件熔化重新连接形成连接的过程。激光焊接的剪切强度和撕裂强度较好。电池焊接的好坏，其导电性、强度、气密性、金属疲劳性和耐腐蚀性都是典型的焊接质量评价标准。