激光焊接在電池制造業的應用

電池制造業日益成為21世紀制造業中較大的新挑戰。雖然全球電池年生產量已達數百億件，但傳統的電池制造技術在電池效果和成本預算方面，已不能滿足飛速增長的電池應用范圍。我們大多數人已經非常清楚，電池應用在混合動力汽車、插電式混合動力汽車以及全電動汽車中。除了在汽車行業的應用之外，成本經濟、具有高性能的電池在電力和替代能源業應用方面也非常有吸引力。如今，“高性能和經濟性”應該被用來清晰地描述和認可電池在幫助我們解決能源挑戰中所扮演的英雄角色。因為現在市場上對電池應用的能量儲存和電池壽命的要求更高，對電池的重量和成本要求更低，制造過程中的挑戰仍在解決中。

在上述行業應用的眾多電池技術中，以滿足各種應用領域的多種需求。而且對于給定的電池品種，也會有很多不同的產品外形變化，從而可能導致不同的制造方法。新型電池多是圓柱或平面設計。電池單元被堆疊，包裝起來，或者陣列起來，使獨立的單元被合并為串聯和并聯的電路。單元和單元之間的連接可能涉及到相似的或不同的金屬材料，有兩個或兩個以上不同的分層。盡管設計存在多樣性，但在所有這些電池設計概念中，都有一個共同點不斷出現。這項共同的挑戰就是需要將越來越薄的各種金屬材料以更快的速度連接起來，而這正是激光焊接技術的應用領域。接下來創想激光為大家介紹電池制造業如何引用激光焊接機。

有一種公認的、被頻繁運用的激光焊接解決方案是基于振鏡掃描激光焊接機。這種“遠程焊接”技術在廣闊的激光焊接世界中并非特別新穎，但在掃描頭和激光性能上的改進，正讓它越來越受到廣泛關注。功率日益增加的高功率光纖激光器發射出幾乎完美的光束，現在可以在焊接加工的極限速度內被完全充分利用，而且限制了其它焊接運動系統的加速問題并未對其產生影響。該光束質量還保證了更大的視覺范圍、更長的運行時間和更多地入射角，能在許多電池焊接配置中用來同時完成多個焊點的焊接。

振鏡掃描激光焊接適用于許多電池配件的制造

其它有關高速振鏡掃描激光焊接的進步還包括新興的“飛行光路”焊接技術。在這個案例中，需要達到的廣闊的覆蓋區域、高焊接速度和非常高的加速度等都能通過精準的同步掃描軸（A,B）和互相垂直的機械運動方向（X,Y）來實現。這種高性能的激光焊接技術目前正用于電池焊接以及燃料電池焊接工藝發展帶來的挑戰中。

zui后一個電池激光焊接難題是加工的穩定性和質量保證方面。基于激光焊接的高速度和靈活性，制造過程的成功還要依賴于整個系統中其它機械配件的性能，來快速實現良好的焊縫。這是一個非常艱巨的任務，特別是考慮到焊接的小尺寸和高速度，以及在電池生產所需完成的焊縫數量巨大。同時，考慮到在zui終電池封裝中要求的焊接數量，6∑等級的焊接質量還是不夠的，需要達到更高的質量水平。對于這些主要挑戰（工藝路線和焊接質量保證）的解決，大多是通過高速圖像采集和分析來獲得。其中的一些方法已經在一些更低速度的激光焊接應用中嘗試了，但是需要進一步提高速度和精確性，這也是在電池制造業中充分發揮激光焊接潛力的保證。