[發明專利]多層極耳的激光焊接方法、激光焊接裝置及鋰電池

在審

• 申請號: 202110684149.6
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113385814A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 劉一民;孟令洋;聞發祥;劉亮;李功潔;劉瑞君;楊小偉
• 申請（專利權）人: 遠景動力技術（江蘇）有限公司;遠景睿泰動力技術（上海）有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/12;B23K26/60
• 代理公司: 上海上谷知識產權代理有限公司 31342
• 代理人: 蔡繼清

本申請涉及焊接技術領域，公開了一種多層極耳的激光焊接方法、激光焊接裝置及鋰電池。本申請中激光焊接方法包括以下步驟：包括：A、將第一極耳組和第二極耳組的多個極耳依次貼合設置并緊固，第一極耳組和第二極耳組的相鄰極耳之間間隙不大于0.1mm；其中，第一極耳組和第二極耳組分別由不同金屬材質制成；B、通過激光束照射第一極耳組和第二極耳組的待焊接位置上且向待焊接位置吹入保護氣體，以將第一極耳組和第二極耳組的多個極耳焊接為一體的導電結構，本申請實現了多層異種金屬材質極耳間的激光焊接，既保證了焊接質量，提高了企業生產效率，又降低了生產成本。

技術領域

本申請涉及焊接技術領域，尤其涉及多層極耳的激光焊接方法、激光焊接裝置及鋰電池。

背景技術

極耳連接，尤其是鋰電池極耳連接，對于整個鋰電池制造工藝的安全可靠性起到關鍵的作用，激光焊接的應用可以有效的解決鋰電池生產過程中極耳焊接的難題。激光焊接時利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效高精密焊接方法。激光焊接時激光材料加工技術的最廣泛的應用之一。20世紀70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接過程屬熱傳導型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導向內部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復功率等參數，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其獨特的優點，已成功應用于微、小形零件的精密焊接中。激光焊接可以采用連續或脈沖激光束加以實現，原理可分為熱傳導型和深熔焊接，其中功率密度小于10⁴～10⁵w/cm²時為熱傳導焊接，此時熔深淺，焊接速度慢；功率密度大于10⁵～10⁷w/cm²時，金屬表面受熱作用下凹成“匙孔”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深寬比大的特性。發明人發現在鋰電池制造工藝領域中，傳統的極耳焊接只能實現最多兩層鋁極耳和兩層銅極耳的激光焊接，且銅鋁焊接時容易產生脆性相問題，無法實現三層鋁極耳與三層銅極耳及更多層的鋁極耳與銅極耳的可靠連接，使電池在結構設計方面極其復雜，制造加工難度大大提高。

發明內容

本申請的目的在于提供一種多層極耳的激光焊接方法、激光焊接裝置及鋰電池，本申請實現了多層異種金屬材質極耳的激光焊接，既保證了焊接質量，提高了企業生產效率，又降低了生產成本。

為解決上述技術問題，本申請的第一方面提供了一種多層極耳的激光焊接方法，包括：A、將第一極耳組和第二極耳組的多個極耳依次貼合設置并緊固，所述第一極耳組和第二極耳組的相鄰極耳之間間隙不大于0.1mm；其中，所述第一極耳組和第二極耳組分別由不同金屬材質制成；B、通過激光束照射所述第一極耳組和第二極耳組的待焊接位置上且向所述待焊接位置吹入保護氣體，以將所述第一極耳組和第二極耳組的多個極耳焊接為一體的導電結構。

本申請的第二方面提供了一種多層極耳的激光焊接裝置，包括：光纖激光器；多自由度的機器人手臂，持有所述光纖激光器；控制系統，電性耦接所述光纖激光器及機器人手臂，以控制所述機器人手臂和光纖激光器執行如權利要求上述的多層極耳的激光焊接方法。

本申請的第三方面提供了一種鋰電池，其特征在于，包括：由上述的多層極耳的焊接方法焊接得到的導電結構。

本申請實施例相對于現有技術而言，本申請實現了多層極耳的激光焊接，既保證了焊接質量，提高了企業生產效率，又降低了生產成本。

在第一方面的實施例中，所述焊接工藝參數包括：所述激光為連續波，所述激光波長為1064nm，所述激光的焊接功率為2000-2500W，焊接速度為20-45mm/s。

在第一方面的實施例中，所述焊接功率為2300W，所述焊接速度為30mm/s。

在第一方面的實施例中，所述多個第一極耳組為厚度0.2mm的銅極耳，所述第二極耳組為厚度0.4mm的鋁極耳；所述待焊接位置為縫狀，其焊接熔深為1.8mm。

在第一方面的實施例中，所述保護氣體為氬氣，所述氬氣的氣流速度為20L/min。