[發明專利]一種納秒激光焊接在軟包鋰電池中的應用方法

在審

• 申請號: 201710242677.X
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107069070A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 周濤;劉志彬;段勇;范鳴;車友保;劉權
• 申請（專利權）人: 重慶創元新能源科技有限責任公司
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M2/20;H01M2/22;B23K26/22
• 代理公司: 重慶創新專利商標代理有限公司50125
• 代理人: 宮兆斌

技術領域

本發明屬于新能源汽車動力電池技術領域，具體涉及的是一種納秒激光焊接在軟包鋰電池中的應用方法。

背景技術

采用鋁塑膜封裝的軟包電池在組裝時，由于軟包電池正極極耳材質為鋁材，銅鋁焊接即是把銅質材料和鋁質材料通過焊接工藝接成一體。因為銅和鋁都屬易氧化金屬，所以銅與鋁的焊接一直是一個國際性的焊接難題，無法與形成電池串并聯的連接銅板進行有效激光焊接，因此在制造過程中需將電池正極進行鋁轉鎳或者鋁轉銅鍍預處理。預處理工藝存在非工時和可靠性不高的弊端。

發明內容

針對現有技術上存在的不足，本發明提供一種不經過鋁轉鎳或者鋁轉銅鍍預處理、省工省時、可靠性高、成本低的納秒激光焊接在軟包鋰電池中的應用方法。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

一種納秒激光焊接在軟包鋰電池中的應用方法，其包括以下步驟：

1）電芯的分選，將分選合格的電芯捆綁形成電芯組；

2）對所述的電芯組進行貼高溫膠、貼環氧板處理，并將所述電芯組進行裝箱、打膠；

3）使用清洗機清洗導電銅板；

4）將經過清洗的導電銅板穿過上述裝箱的電芯組的電芯極耳構成待整平模組；

5）將若干所述的待整平模組放入按壓裝置，折彎電芯極耳，壓緊導電銅板；

6）采用納秒光纖激光機焊接所述的極耳和導電銅板，所述納秒光纖激光機脈寬10-500ns，頻率為500-2000KHz；

7）檢驗焊接質量，對焊接合格的產品進行質量檢測。

上述的一種納秒激光焊接在軟包鋰電池中的應用方法，其所述步驟6）的納秒光纖激光機的最大單點脈沖能量大于0.1-10mj。

上述的一種納秒激光焊接在軟包鋰電池中的應用方法，其所述步驟6）的納秒光纖激光機焊點拉力大于10-50N。

上述的一種納秒激光焊接在軟包鋰電池中的應用方法，其所述步驟3）的清洗步驟為，先編制運行軌跡，確定激光槍頭所走的路線；調整激光器發射高度，確認能量最強處為最佳焦距；焊接功率設置30-80%；速度設置500-2000mm/min；確認上述參數，開始清洗。

上述的一種納秒激光焊接在軟包鋰電池中的應用方法，其所述步驟5）壓緊時避開電芯極耳。

有益效果：

本發明將納秒光纖激光機引入焊接領域，省去了鋁轉鎳或者鋁轉銅鍍預處理工序，取消了鎳帶和紅膠材料的應用，減少了作業人數，降低了生產成本。

具體實施方式

為使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本發明。

本發明包括以下步驟：

1）電芯的分選，將分選合格的電芯捆綁形成電芯組；

2）對所述的電芯組進行貼高溫膠、貼環氧板處理，并將所述電芯組進行裝箱、打膠；

3）使用清洗機清洗導電銅板的焊接表面，防止表面臟污導致焊接的不穩定性，焊接穿孔。清洗時，先編制運行軌跡，確定激光槍頭所走的路線；調整激光器發射高度，確認能量最強處為最佳焦距；焊接功率設置30-80%；速度設置500-2000mm/min；確認上述參數，開始清洗。在激光系統中激光脈沖每秒集中分布在上萬的污染層上，強大的單脈沖激光束偏轉和放置均會有影響。大多數的激光能量被表層吸收，直接轉化為熱能，這個能量足以汽化并移除有效板上的污染物；吸光系數越大，效率越高；基體材料在正常情況下不像污染物那樣容易被汽化，而是反射激光光束，一旦有反射光束，激光清洗過程自動停止；綜合濾波裝置與環境，氣體過濾器可以有效去除產生的氣體和顆粒。

4）將經過清洗的導電銅板穿過上述裝箱的電芯組的電芯極耳構成待整平模組；

5）將若干所述的待整平模組放入按壓裝置，折彎電芯極耳，壓緊導電銅板；壓緊時避開電芯極耳，使用按壓裝置代替以往的人工操作，減少用工人數，且可以將所有銅板壓至統一高度，使焊接穩定性更好。

6）采用納秒光纖激光機焊接所述的極耳和導電銅板，所述納秒光纖激光機脈寬10-500ns，頻率為500-2000KHz，最大單點脈沖能量大于0.1-10mj；經過納秒光纖激光機焊接后的焊點拉力大于10-50N，即可滿足使用。納秒光纖激光機通過低峰值，高頻率，納秒級脈寬，將鋁片焊接在銅板，平均功率50-200W，每一焊接點均為數以萬計的小點組成，焊點美觀、圓滑，拉力合格，殘留達標，焊接效果穩定。

7）檢驗焊接質量，對焊接合格的產品進行質量檢測。