[发明专利]锂离子电池激光焊接封口工艺

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种锂离子电池封口工艺，具体是涉及一种锂离子电池连续的激光焊接封口工艺。

【背景技术】

传统的锂离子电池激光焊接封口采用固体脉冲激光焊接方式，固体脉冲激光焊接方式实质上是点焊接，每个焊点有60％～90％的重叠，这样由多点重合的方式最终实现线焊接。在传统的焊接设备中，最高脉冲频率一般采用50赫兹，焊接速度为6～8毫米/秒。所述点焊接形成的熔池形状为上大下小的抛物线型，在多点焊重叠的情况下会造成焊缝的熔深不均匀。

并且，脉冲焊接属于热传导焊接，激光照射到电池壳的铝壳上使铝壳表面升温，再通过热传导方式将热量传送到材质内部实现焊接。采用这种方法焊接，激光能量大部分被电池铝壳表面反射掉，焊接深度不深，激光能量利用率底。同时，传统的锂离子电池的固体脉冲激光焊接中，焊缝外观为一系列同心环重叠形成的直线，这种焊缝外观不美观并且会出现脉冲能量不稳定形成的击穿现象。

【发明内容】

本发明的目的是提出一种锂离子电池焊接效果好，焊接外观光滑、美观，焊缝处残余内应力小，并且焊接连续的激光焊接封口工艺。

实现上述目的的技术方案是：一种锂离子电池激光焊接封口工艺，使用输出频率范围是600赫兹-20千赫兹的激光焊接机对锂离子电池的电池壳与电池盖板进行封口焊接。

所述激光焊接机对锂离子电池的电池壳与电池盖板的封口焊接是连续的。

本发明采用上述技术方案，其有益的技术效果在于：1)本发明的锂离子电池激光焊接封口工艺采用光纤激光焊接机激光能量连续输出或者高频率输出的方式，对锂离子电池进行连续的封口焊接，这种焊接方式不同于传统的固定激光焊接机的脉冲焊接方式，连续焊接方式的熔池会一直保持熔化状态并向前推进，焊接效果好，焊接外观光滑、美观；2)本发明采用光纤激光焊接电池壳，焊缝中心区域的熔核区由于焊接时被完全熔化，所以冷却后焊缝处残余内应力小，不会出现裂纹等不良现象；3)本发明的光纤焊接工艺，在200瓦特的功率下能实现50毫米/秒的焊接速度，光纤焊接速度约为传统激光焊接设备的6～7倍；4)由于采用了本发明的光纤激光焊接工艺，电池壳的熔池一直保持熔化状态向匀速前推进，所以得到的焊缝很均匀；5)本发明由于采用了光纤激光焊接工艺，使得连续焊接时电池壳的熔池一直保持熔化状态，所以电池壳的铝壳对激光能量的反射率一直保持在最高状态，这时激光能量的利用率最高，所以能在相同激光能量下得到更快的焊接速度；6)本发明由于采用了光纤激光焊接工艺，使得连续激光焊接电池壳时，焊缝外观光滑美观，激光能量稳定度小于0.5％，不会出现击穿铝壳的现象；7)本发明中，光纤激光焊接机采用光纤输出的方式，在制作光纤激光器的夹具时可以有更大的灵活性。

【附图说明】

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步的详细说明：

图1是传统锂离子电池固体激光焊接封口工艺的焊接图样。

图2是本发明锂离子电池激光焊接封口工艺的焊接图样。

图3是传统锂离子电池固体激光焊接封口工艺的熔深图样。

图4是本发明锂离子电池激光焊接封口工艺的熔深图样。

【具体实施方式】

本发明涉及一种锂离子电池激光焊接封口工艺，对锂离子电池的电池壳6与电池盖板8进行封口焊接。所述焊接工艺使用输出频率范围是是600赫兹-20千赫兹的光纤激光焊接机，对锂离子电池的电池壳6与电池盖板8之间进行连续的封口焊接。

本实施方式中，所述光纤激光焊接机采用1090纳米波长的光纤激光焊接机。相比普通激光焊接机的脉冲输出方式，该种激光焊接机可连续输出激光能量，同时其波形输出方式多样，可以调节材料适用波形得到大的熔深比。

请比较图1与图2，图1是传统锂离子电池固体激光焊接封口工艺的焊接图样，图2是本发明锂离子电池光纤激光焊接封口工艺的焊接图样。

请参考图1，目前现有的固体激光焊接设备采用脉冲方式焊接。脉冲频率50赫兹，点距0.15～0.25毫米，光斑直径0.6～0.8毫米，焊接速度7～9毫米/秒。由于脉冲焊接及激光衍射的影响，焊接效果为圆环叠加的形式，有时会因为内应力影响在焊缝处形成裂纹。