[发明专利]大容量锂离子动力电池集流体焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池的制造技术领域，尤其涉及一种大容量锂离子动力电池集流体焊接方法。

背景技术

随着全球范围内的能源危机及环境污染问题日益严重，寻找绿色可持续发展的新能源己成为能源领域的主要发展方向。电动汽车作为一种节能环保的新能源交通工具正在得到迅速发展，锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、绿色无污染等优点，使其成为备受瞩目的动力电源之一。集流体部件的焊接工序已经成为电池装配过程的重中之重，此处焊接不良容易产生各种质量问题，在振动、挤压、骤然温升、电流过大等情况下，出现脱焊、内短路、自燃等问题，电池会有着火甚至爆炸危险，给用户带来安全隐患。因此提高理离子电池的稳定性和安全性一直是动力电池研究的主要方向。

目前，业内大容量锂离子动力电池集流体部件的装配普遍应用超声焊接技术，超声焊焊接具有对焊接面表面要求低、焊接面积大、无热影响区、环保低污染等诸多优点。但超声焊焊接强度受工件厚度、焊机磨损以及输出功率非线性降低、品质控制检验难度较复杂等因素影响，在大容量电池集流体的焊接效果一直难以尽如人意。

行业少部分生产企业集流体部件使用激光焊接，激光焊接具有焊接强度高、不易受环境干扰、对工件无接触等优点，但是，单纯的大容量电池集流体激光焊焊接缺点亦较为突出，表现为单点能量较高致焊接效率较低、焊接面积较小致过流性能较差等。

综上可以看出，集流体部件进行单纯的超声焊焊接或者单纯的激光焊焊接后，都存在某些特定缺陷，过流性能、倍率性能、抗拉力性能等综合使用性能难以兼顾，难以达到大容量电芯实际使用中得大电流、低温升等高性能要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种大容量锂离子动力电池集流体焊接方法，在满足工艺要求、减少生产不良的同时，减少了日后使用的安全隐患。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种大容量锂离子动力电池集流体焊接方法，其特征在于:包括以下步骤：

步骤一，先在集流体部件上进行超声焊焊接；

步骤二，再在超声焊焊接的纹路表面非超声焊焊点区域进行附加的激光焊焊接。

所述超声焊焊点间隙大于或等于激光焊焊接的光斑直径。

所述超声焊的焊点间距大于等于0.8mm。

本发明的有益效果是: 本发明能够完美的应用两种焊接技术，增加大容量锂离子动力电池集流体连接部位的焊接强度及接触面积，整合两种焊接的优势，并弥补和消除单一超声焊或者单一激光焊焊接方式造成的缺陷。使两种焊接方式在大容量动力电池生产上进行和谐统一，避免因为以前单一的超声焊焊接或激光焊焊接不良造成的各种质量不良及后续使用的安全问题。降低不良、报废以及安全隐患。

以大容量动力电池集流体8毫米*25毫米的焊接面积为例：

1.集流体部件进行超声焊与激光焊的复合焊接后，焊接强度较高，纵向抗拉力测试达到500牛顿以上，横向抗拉能力达到800牛顿以上；

2.集流体部件进行超声焊与激光焊的复合焊接后，连接件接触面积增大，常规充放电电流可达到500A，瞬时充放电电流可达到1000A；

3.集流体部件进行超声焊与激光焊的复合焊接后，过流面积增大，10C充放电电池平均温升可控制在50摄氏度以内。

具体实施方式

下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式，一种大容量锂离子动力电池集流体焊接方法，包括以下步骤：

步骤一，先在集流体部件上进行超声焊焊接；将动力电池集流体部件放置于超声焊焊接工作台的特定工装上固定，超声焊焊接机参数在工艺参数控制范围内，控制超声焊焊接机的焊头下压完成集流体部件的超声焊焊接。

步骤二，再在超声焊焊接的纹路表面非超声焊焊点区域进行附加的激光焊焊接。将已经完成超声焊焊接的集流体部件固定在激光焊焊接工作台上，确认激光焊出射头位置在激光焊焊接区域（区域拥有特定性，需且必须为非超声焊焊点区域），控制激光焊完成激光焊接。此时，整个集流体部件的超声焊加激光焊的复合焊接完成。

因激光焊焊接时激光能量会随焦距变化而变化，所述超声焊焊点间隙大于或等于激光焊焊接的光斑直径，以减少超生焊焊接后在工件表面造成的焊点凸凹形变对后续激光焊焊接产生的焦距影响。优选地，所述超声焊的焊点间距大于等于0.8mm，以满足后续激光焊焊接焦点能在同一水平面上，保证激光焊焊接每个频率点激光能量的统一性。