前言

通過(guò)一系列的工藝革新的創(chuàng)新，大族激光已經(jīng)在焊接效率、質(zhì)量以及質(zhì)檢控制上得到了明顯的改善和提升，協(xié)助眾多動(dòng)力電池客戶(hù)有效降低生產(chǎn)成本，提升電池產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性與使用安全性。

激光焊接作為動(dòng)力電池制造過(guò)程中的重要工藝，直接關(guān)系到產(chǎn)品的最終性能。

數(shù)據(jù)顯示，在當(dāng)前整個(gè)動(dòng)力電池制造（電池、模組、Pack）中，約有19個(gè)主要構(gòu)件部位需要焊接，其中11個(gè)焊接當(dāng)前必須用激光焊接，5個(gè)焊接可能用到激光焊接，僅一個(gè)電池蓋板，就有6-8處需激光焊接的點(diǎn)位，毫不夸張的說(shuō)，激光焊接的質(zhì)量直接影響到動(dòng)力電池的質(zhì)量。

從既有激光焊接在動(dòng)力電池制造領(lǐng)域的發(fā)展歷程來(lái)看，國(guó)內(nèi)激光技術(shù)已走過(guò)了“完成功能”階段，基本完成“自動(dòng)化”階段，在鋰電池廠對(duì)設(shè)備要求越來(lái)越高的背景下，正在向著“智能化”的方向高速進(jìn)發(fā)。

“從國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)的實(shí)際反饋來(lái)看，其對(duì)于鋰電設(shè)備的要求正在朝著更高效、更可靠、更智能的方向邁進(jìn)。”在2017高工鋰電年會(huì)上，大族激光副總裁黃祥虎坦言，客戶(hù)需求壓力下，鋰電激光設(shè)備企業(yè)需要做持續(xù)的工藝革新和升級(jí)來(lái)進(jìn)行提前應(yīng)對(duì)。

黃祥虎介紹，大族激光在該焊接領(lǐng)域做的技術(shù)探索和升級(jí)包括焊接技術(shù)、焊接速度、焊接質(zhì)量、過(guò)程控制、MES導(dǎo)入等多個(gè)環(huán)節(jié)。

作為國(guó)內(nèi)激光設(shè)備領(lǐng)域巨擘，大族激光可以提供包括整套動(dòng)力電池、電芯封口（側(cè)焊，頂焊）封栓、軟連接、電池模組焊接、防爆閥焊接、防爆罩焊接、節(jié)流閥焊接、集流體焊接、極柱焊接、封栓焊接、模組和電芯及隔離膜清洗、電芯打標(biāo)、極耳切割等電池相關(guān)部件的生產(chǎn)制造解決方案。截至目前，其已進(jìn)入包括寧德時(shí)代在內(nèi)的國(guó)內(nèi)一線(xiàn)企業(yè)供應(yīng)鏈。

通過(guò)一系列的工藝革新的創(chuàng)新，大族激光已經(jīng)在焊接效率、質(zhì)量以及質(zhì)檢控制上得到了明顯的改善和提升，協(xié)助眾多動(dòng)力電池客戶(hù)有效降低生產(chǎn)成本，提升電池產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性與使用安全性。

裝備效率顯著提高

“隨著產(chǎn)能要求不斷擴(kuò)大，大功率激光器、振鏡及高自動(dòng)化流水線(xiàn)等產(chǎn)品應(yīng)用加大，直接導(dǎo)致改版組件焊接效率也由過(guò)去的6-10ppm，提高到20-30ppm。” 黃祥虎介紹。與此同時(shí)，激光焊機(jī)的另一個(gè)領(lǐng)域，電芯封口激光焊接設(shè)備也由過(guò)去的6ppm發(fā)展到12ppm，目前可達(dá)20ppm，效率增速驚人。

實(shí)際上，焊接效率的提升幾乎具備著“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的特點(diǎn)，隨著模組裝配、焊接、檢測(cè)自動(dòng)化程度等各個(gè)生產(chǎn)、工藝環(huán)節(jié)效率的不斷提高，焊接設(shè)備也由過(guò)去簡(jiǎn)單的工作臺(tái)，向更加自動(dòng)化集成的設(shè)備產(chǎn)品轉(zhuǎn)變。

焊接質(zhì)量明顯改善

在焊接質(zhì)量攀升方面，模組側(cè)板和電池封口側(cè)焊接表現(xiàn)的十分典型。

模組側(cè)板焊接方面：動(dòng)力電池模組常用鋁合金型材（端板）、板材（側(cè)板）作為模組外框結(jié)構(gòu)件，焊接質(zhì)量的好壞，直接決定了模組整體結(jié)構(gòu)的剛性。

而通過(guò)采用不同的焊接頭和工藝，可以獲得不同的焊接效果，側(cè)板激光焊接也因此發(fā)展出多種工藝方式。具體來(lái)看，第一代單光束焊接頭，氣孔率 10%——第二代雙光束焊接頭，氣孔率 3%——第三代擺動(dòng)光束焊接頭，氣孔率 1%。不難發(fā)現(xiàn)通過(guò)激光焊接設(shè)備推新及工藝調(diào)整，焊接質(zhì)量在不斷提升，從而極大地降低了焊接氣孔率；

電池封口焊接：電芯封口激光焊接作為電池制造的一道重要工藝，極大地影響這電池成品率。電芯焊接速度越來(lái)越快的同時(shí)，還需要保證焊縫一致性等焊縫性能，由此衍生出第一代普通激光焊接——第二代技術(shù)復(fù)合激光焊接——第三代技術(shù)高頻擺動(dòng)焊接、環(huán)形激光焊接以及多層輸出光纖激光器高速擺動(dòng)焊接等激光焊接封口工藝。

大族激光以多層輸出光纖激光器高速焊接為例介紹道，該技術(shù)通過(guò)多包層光纖，可同時(shí)輸出圓點(diǎn)、環(huán)形激光，同時(shí)支持由一臺(tái)激光器取代半導(dǎo)體、光纖激光器組成的復(fù)合激光器，可靈活調(diào)節(jié)功率，光束質(zhì)量更穩(wěn)定。

質(zhì)檢、控制更加專(zhuān)業(yè)

傳統(tǒng)的焊接通過(guò)過(guò)程質(zhì)量控制SPC保證焊接質(zhì)量，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方式控制焊接良率，配合傳統(tǒng)的CCD焊后檢測(cè)，雖然可檢測(cè)出漏焊、斷焊等問(wèn)題，但對(duì)氣孔、爆點(diǎn)的識(shí)別率不夠高。但在現(xiàn)階段，大族激光表示已可以實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)異常檢測(cè)，在焊接過(guò)程中智能識(shí)別缺陷。

資料顯示，大族Dragon系列振鏡可搭配焊接過(guò)程檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)等離子濃度探測(cè)，反射激光能量探測(cè)和焊縫溫度探測(cè)來(lái)判定焊接過(guò)程穩(wěn)定及判定焊縫質(zhì)量，并在軟包極耳焊接、BSB焊接等領(lǐng)域取得了良好的應(yīng)用效果。