近年來，以純電動汽車為代表的新能源汽車產業飛速發展，動力電池作為電動汽車最為關鍵的核心部件，其質量問題決定著整輛汽車的整體表現，對于制造技術的要求越來越高。憑借高效、穩定、安全、焊材損耗小、安全等優勢，激光焊接工藝越來越多地被應用到在動力電池的制造過程中。

所謂激光焊接，是指利用激光束優異的方向性和高功率密度等特性進行工作，通過光學系統將激光束聚焦在很小的區域內，在極短的時間內使被焊處形成一個能量高度集中的熱源區，從而使被焊物熔化并形成牢固的焊點和焊縫。

和傳統電弧焊、電阻焊等相比，激光焊接有效地提高了動力電池的安全性、使用壽命。目前，動力電池的電芯遵循“輕便”原則，其材料一般為鋁合金且要薄，一般殼、蓋、底基本都要求達到1.0mm以下。主流廠家目前基本材料厚度均在0.8mm左右，這為激光焊接帶來了巨大的市場空間。

據了解，在動力電池生產的極片制作（前段）、電芯組裝（中段）以及后處理（后段）環節都會用到用激光焊接。例如，電芯配件中的防爆閥焊接；中道工藝中的極耳焊接、極帶的點焊接、電芯入殼的預焊、外殼頂蓋密封焊接、注液口密封焊接等；后道工藝中的電池PACK模組時的連接片焊接等。

具體來看，防爆閥焊接：電池的防爆閥是電池封口板上的薄壁閥體，當電池內部壓力超過規定值時，防爆閥閥體破裂，避免電池爆裂。防爆閥密封焊接要求防爆閥與蓋板保證完全密封焊接，不能因為漏焊、虛焊、偏焊導致密封不了。沒有采用連續激光焊接之前，電池防爆閥的焊接采用脈沖激光器焊接，不僅焊接效率較低，且密封性相對較差。而連續激光焊接使焊接穩定性、焊接效率以及良品率都得到了保障。

極耳焊接：極耳是鋰離子聚合物電池產品的一種原材料。極耳焊接需要將銅片和鋁材焊接在一起，可能由于不同材料焊接工藝以及薄片焊接時變形等，出現虛焊、焊接不良等情況。

殼體焊接：動力電池的殼體材料有鋁合金和不銹鋼，其中采用鋁合金的最多，也有少數采用純鋁。電池殼體密封焊接的焊接質量對電池整體的密封性及耐壓強度要求較高。為了追求更快的焊接速度和更均勻的外觀，現在大部分公司已經開始采用復合焊和環形光斑取代以往低速的單光纖焊接。

注液口密封焊接：注液口通常為一個圓形蓋帽，其焊接的基本要求是密封、不能有針孔、裂紋和爆點。焊接時由于有殘留電解液的存在，可能導致有爆點、針孔等缺陷，避免的方法是減小熱輸入量。

動力電池模組及PACK焊接：電池模組可以理解為鋰離子電芯經串并聯方式組合，并加裝單體電池監控與管理裝置。銅和鋁之間通常采用超聲波焊接；銅和銅、鋁和鋁一般采用激光焊接。其難點在于需要保證焊接的熔接深度和熔接強度。

值得注意的是，上述工序中的焊接缺陷很難被發現，由此帶來的產品質量隱患一直困擾著制造商和客戶。而有了激光加工在線檢測技術，就可以通過獲取產品焊接的實時質量狀態并通過系統分析，發現激光焊接時出現的缺陷，阻止不良產品進入到下一工序。這樣一來，不僅有利用于提高產品質量和生產效率，更降低了成本。

舉例來說，方形電池蓋的焊接路線長，焊接路線變化多，在焊接過程中容易會出現各種焊接缺陷，簡單的檢測手段很難滿足。而激光加工在線檢測技術不僅能全程對焊接進行過程監測外，還能在過程監測中檢測出不同的缺陷類型。焊接路徑上的不同缺陷都可被系統逐個發現。

不過，激光焊接也存在一些技術上的瓶頸。給鋁合金材料的電池殼焊接的難點在于：鋁合金對激光的反射率極高, 焊接過程中氣孔敏感性高, 焊接時不可避免地會出現氣孔、熱裂紋和炸火等問題缺陷。

其他難點還有：軟包極耳焊接對焊接工裝要求較高，必須將極耳壓牢，保證焊接間隙；方形電池組合焊接連接片時，污染物分解，易形成焊接炸點，造成孔洞問題等等。
 

  

12月27日-28日，中國電池工程師年會暨電池產業鏈技術精英交流會將在廣東佛山召開。會議聚焦電池產業未來發展趨勢與創新技術，劃分五大技術專場，涵蓋三十余場專題論壇。屆時，廣州德擎光學科技有限公司CTO白天翔博士將會帶來題目為《激光加工在線檢測技術及其在電池制造中的應用》的精彩演講。