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激光焊接

激光焊接具有熔深深、速度快、變形小等諸多優(yōu)點(diǎn)，可大幅提升動(dòng)力電池的安全性。激光焊接對(duì)焊接環(huán)境要求不高、功率密度大、不受磁場(chǎng)的影響、不局限于導(dǎo)電材料、不需要真空的工作條件并且焊接過(guò)程中不產(chǎn)生X射線等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē)及動(dòng)力電池制造領(lǐng)域。激光焊接技術(shù)可大幅提升動(dòng)力電池的加工效率、焊接精度，確保安全、可靠、一致，降低成本，延長(zhǎng)使用壽命。

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在動(dòng)力電池的生產(chǎn)中使用激光焊接的環(huán)節(jié)在電芯組裝環(huán)節(jié)與電池PACK環(huán)節(jié)。

1、電芯組裝工段-中段：激光焊接工藝應(yīng)用于殼體、頂蓋、密封釘、極耳等焊接環(huán)節(jié)

電芯組裝工段具體包括電芯的卷繞、疊片、極耳焊接、電芯入殼、外殼頂蓋焊、注液、注液口封裝等。電芯是動(dòng)力電池的最小單位，電芯的質(zhì)量決定了電池模組的性能進(jìn)而影響整個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)的可靠性。

相比傳統(tǒng)氬弧焊、電阻焊的方式，激光焊接具有顯著優(yōu)勢(shì)：

☆ 熱影響區(qū)窄，焊接變形小，特別適合于微型件的焊接；

☆ 通過(guò)光導(dǎo)纖維引導(dǎo)或棱鏡偏轉(zhuǎn)，可遠(yuǎn)距離施焊；

☆ 具有極高的能量密度；

☆ 不需要真空防護(hù)和X射線防護(hù)，也不受磁場(chǎng)影響。

2、后處理工段-后段：激光自動(dòng)化系統(tǒng)替代傳統(tǒng)手工裝配方式應(yīng)用于模組PACK

后處理工段具體環(huán)節(jié)包括化成分容、測(cè)試分檔、PACK 模組，主要設(shè)備包括化成機(jī)、分容檢測(cè)裝置、過(guò)程倉(cāng)儲(chǔ)物流自動(dòng)化，PACK 自動(dòng)化設(shè)備。其中，激光自動(dòng)化系統(tǒng)普遍應(yīng)用于模組PACK 組裝產(chǎn)線，進(jìn)行電池PACK 模組時(shí)的連接片焊接。

此外，激光也可用于模組后的蓋板上的防爆閥焊接等。防爆閥通常是由激光焊接成一定形狀的兩個(gè)鋁質(zhì)金屬片，其上設(shè)計(jì)有凹槽，當(dāng)電池壓力過(guò)高時(shí)破裂泄壓。由于防爆閥與蓋板的配合間隙小，很難準(zhǔn)確放到位，因而對(duì)激光焊接工藝要求極為嚴(yán)格，要求焊縫密封，嚴(yán)格控制熱輸入量，保證焊縫的破壞壓力值穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，否則會(huì)對(duì)電池的安全性造成較大影響。防爆閥通常采用拼接焊，復(fù)合焊。隨著激光焊接工藝不斷上行，激光焊接滲透率有望上行。

激光切割

激光切割技術(shù)可應(yīng)用于鋰電池制造過(guò)程中的極耳切割成型、極片分切以及隔膜分切等工序，相比模切，激光切割具有精確度更高、運(yùn)營(yíng)成本較低等優(yōu)勢(shì)，有助于電池生產(chǎn)提效降本。與傳統(tǒng)的機(jī)械切割相比，激光切割擁有無(wú)物理磨損、切割形狀靈活、邊緣質(zhì)量控制、精確性更高和運(yùn)營(yíng)成本較低等優(yōu)勢(shì)，有利于降低制造成本、提高生產(chǎn)效率、大幅縮短新產(chǎn)品模切周期。

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1、極耳切割

激光極耳成型是目前主流技術(shù)，工藝參數(shù)、控制系統(tǒng)、切割工位設(shè)計(jì)決定切割的速度和質(zhì)量。傳統(tǒng)上極耳成型主要使用機(jī)械模切工藝。機(jī)械模切工藝有模具損耗快、換模時(shí)間長(zhǎng)、靈活性差和生產(chǎn)效率低等局限性，已經(jīng)越來(lái)越不能滿(mǎn)足鋰電池制造的發(fā)展要求。由于激光切割技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，隨著高功率、高光束質(zhì)量納秒激光器、單模連續(xù)光纖技術(shù)的成熟，目前激光極耳切割逐漸成為極耳成型技術(shù)的主流。激光極耳成型一般采用卷對(duì)卷連續(xù)切割，其主要工藝流程為：放卷、張力控制、糾偏控制、激光切割、二次除塵、收卷。

2、極片切割

極片切割有圓盤(pán)分切和模切、激光切割三種方式，圓盤(pán)分切和模切都存在刀具磨損問(wèn)題，這容易引起工藝不穩(wěn)定，導(dǎo)致極片裁切品質(zhì)差，引起電池性能下降；激光能量和切割移動(dòng)速度是兩個(gè)主要的工藝參數(shù)，對(duì)切割質(zhì)量影響巨大。當(dāng)激光功率太低或者移動(dòng)速度太快時(shí)，極片不能完全切開(kāi)，而當(dāng)功率太高或移動(dòng)速度太低時(shí)，激光對(duì)材料作用區(qū)域變大，切縫尺寸更大。

3、隔膜切割

通過(guò)激光切割組件切割由翻轉(zhuǎn)輥交替切換兩個(gè)隔膜卷曲組件卷繞的隔膜，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化均勻切割隔膜的功能，避免了切割過(guò)程中的脫粉、挑絲、碎膜以及切不斷的現(xiàn)象，便于在批量生產(chǎn)線中實(shí)用。

激光清洗

極片涂覆前激光清洗可以有效避免原濕式乙醇清洗造成的損傷；電池焊接前激光清洗采用脈沖激光使基底受熱震動(dòng)膨脹令污染物克服表面吸附力脫離基底達(dá)到去污的作用；電池組裝過(guò)程中激光清洗可對(duì)絕緣板、端板進(jìn)行激光清洗，清潔電芯表面臟污，粗化電芯表面，提高貼膠或涂膠的附著力。

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1、極片涂覆前

鋰電池的正負(fù)極片是在金屬薄帶上涂覆鋰電池正負(fù)極材料而成，金屬薄帶在涂覆電極材料時(shí)，需要對(duì)金屬薄帶進(jìn)行清洗，金屬薄帶一般為鋁薄或銅薄，原來(lái)的濕式乙醇清洗，容易對(duì)鋰電池其他部件造成損傷，激光干式清洗機(jī)能夠有效解決以上問(wèn)題。

2、電池焊接前

采用脈沖激光直接輻射去污，使其表面溫度升高而發(fā)生熱膨脹，熱膨脹使污染物或者基底振動(dòng)，從而使污染物克服表面吸附力脫離基底表面從而達(dá)到去除物體表面污漬的目的。這種方式可以有效地去除電芯極柱端面的污物、粉塵等，為電池焊接提前做準(zhǔn)備，以減少焊接的不良品。

3、電池組裝過(guò)程中

為了防止鋰電池發(fā)生安全事故，一般需要對(duì)鋰電池電芯進(jìn)行外貼膠處理，以起到絕緣的作用，防止短路的發(fā)生以及保護(hù)線路、防止刮傷。對(duì)絕緣板、端板進(jìn)行激光清洗，清潔電芯表面臟污，粗化電芯表面，提高貼膠或涂膠的附著力，且清洗后不會(huì)產(chǎn)生有害污染物，屬于綠色環(huán)保的清洗方法。

激光打標(biāo)

為更好的把控產(chǎn)品品質(zhì)，追溯鋰電池的全程生產(chǎn)信息，包括原料信息、生產(chǎn)過(guò)程和工藝、產(chǎn)品批次、生產(chǎn)廠家及日期等，需要將關(guān)鍵信息存儲(chǔ)在二維碼內(nèi)并在電池上進(jìn)行標(biāo)識(shí)。激光打標(biāo)具有永久性強(qiáng)、防偽性高、精度高、耐磨性強(qiáng)、安全可靠等特點(diǎn)，可以為產(chǎn)品品質(zhì)追蹤提供最佳的解決方案。

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波長(zhǎng)光電深耕激光光學(xué)領(lǐng)域，是國(guó)內(nèi)精密光學(xué)元件、組件的主要供應(yīng)商，為眾多知名激光設(shè)備制造企業(yè)提供激光光學(xué)元器件，產(chǎn)品包含應(yīng)用于激光領(lǐng)域的掃描透鏡、擴(kuò)束鏡、準(zhǔn)直鏡、聚焦鏡、切割頭、焊接頭等。動(dòng)力電池制造所涉及的激光焊接、切割、清洗和打標(biāo)技術(shù)，波長(zhǎng)光電潛心研究，深化布局，為激光加工制造企業(yè)提供極具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品和服務(wù)，助力全球新能源領(lǐng)域高端裝備高效智能化。新能源動(dòng)力電池模塊

光學(xué)組件全石英設(shè)計(jì)，帶水冷

D30高功率水冷振鏡

帶成像視覺(jué)系統(tǒng)

適用于6KW激光功率

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審核編輯：劉清