[發明專利]一種焊接鋰電池蓋帽與極耳的工藝方法

在審

• 申請號: 201710341892.5
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107225323A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 胡柳平;王新龍;白強;鄧彩珍;馮建華;黃再福;王技科;朱宇軍;黃星;周和平
• 申請（專利權）人: 深圳市吉祥云科技有限公司
• 主分類號: B23K26/064
• 分類號: B23K26/064;B23K26/21;B23K26/32;B23K26/60;B23K26/70
• 代理公司: 深圳市深聯知識產權代理事務所(普通合伙)44357
• 代理人: 楊靜

一種焊接鋰電池蓋帽與極耳的工藝方法，包括如下步驟：（1）激光器選型：采用50?150W的Fiber激光器作為焊接光源；（2）進行激光光學器件的配置；（3）焊接前對極耳、蓋帽進行預處理；（4）蓋帽與極耳位置對接，并合理選擇焊接區域、對焊區進行壓合的工藝方法；（5）采用有利于加強焊接強度的焊接軌跡：采用倒了角的矩形，2?8個矩形拍成一定形狀，采用呈螺旋線形填充的軌跡；（6）激光參數設置：功率40?120W，頻率60?650KHz，脈寬20?200ns；（7）焊接過程中采用吹氣保護系統進行保護。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，具體地說，是涉及一種特別是18650、26650、32700電池行業的焊接鋰電池蓋帽與極耳的工藝方法。

背景技術

目前，市場上通常采用超聲波焊接、電阻碰焊、YAG激光焊接工藝來焊接電池的蓋帽內側的極板與電芯的正極極耳。其中蓋帽內側的極板的材料是鋁、銅或不銹鋼（厚度不一），而電芯的正極極耳的材料是厚度0.08-0.15mm鋁、鎳帶。

如圖1所示，超聲波摩擦焊的工作原理是通過上焊件把超聲能量傳送到焊區，由于焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產生局部高溫。又由于接觸面的熱量不能及時散發，聚集在焊區，致使兩個焊接物的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當超聲波停止作用后，讓壓力持續幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近于原材料強度。缺點是：焊接時需要很大的施工空間，而鍵盤的鋁質組件是立體復合半封閉式的對鉚工件，不允許有這么大的施工空間；超聲波摩擦焊是雙面接觸式焊接，需要很強的應力，會直接將雙側的工件產生凹陷，嚴重影響外觀；需要模具壓合焊接，模具不很很小，很難滿足鍵盤鋁質組件對接面積只有2-3mm2的情況，且極易損壞模具；焊接速度慢，焊接一個5mm2面積需要4-10秒，且需要10-20秒鐘進行裝夾；難以實現對鍵盤鋁質組件的自動化焊接。

如圖2所示，電阻碰焊的工作原理是接觸式加工，需要上下通電，在接觸點形成電加熱場從而形成焊接效果。缺點：出點比較大，出點容易斷而造成虛焊、焊接不一致；電阻焊焊接時需要很大的施工空間，而鍵盤的鋁質組件是立體復合半封閉式的對鉚工件，不允許有這么大的施工空間；不適合焊接本身是儲電放電的工件。

YAG激光點焊：非接觸式焊接，依靠YAG激光器發射的脈沖激光點而形成焊接，焊斑最小可達0.4mm。缺點是：YAG焊接工藝適合焊單個的點、或者由單個的點形成的線條，不適合做大面積的焊接；YAG激光焊接厚度為0.4mm左右的高反鋁質材料時，激光能量穿透后對底部1.8mm板材的穿透深度小，在焊接面積小于2mm2時焊接強度低，拉力小，往往小于10N；YAG整機占地面積大（整套系統約需3-5平方米），能耗高（約10KW），有耗材（氙燈、光纖、保護鏡片、濾芯、水等），焊斑會隨氙燈的衰減而變弱，從而導致焊點不一致，長期運行不穩定；焊接效率相對傳統焊接高，但效率只有本工藝的20-50%。

發明內容

為了克服上述現有技術的上述缺陷，本發明提供了一種焊接鋰電池蓋帽與極耳的工藝方法。

為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：

一種焊接鋰電池蓋帽與極耳的工藝方法，包括如下步驟：

（1）激光器選型：采用50-150W的Fiber激光器作為焊接光源；

（2）進行激光光學器件的配置；

（3）焊接前對極耳、蓋帽進行預處理；

（4）蓋帽與極耳位置對接，并合理選擇焊接區域、對焊區進行壓合的工藝方法；

（5）采用有利于加強焊接強度的焊接軌跡：采用倒了角的矩形，2-8個矩形拍成一定形狀，采用呈螺旋線形填充的軌跡；

（6）激光參數設置：功率40-120W，頻率60-650KHz，脈寬20-200ns；