[发明专利]一种纳秒激光焊接在软包锂电池中的应用方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源汽车动力电池技术领域，具体涉及的是一种纳秒激光焊接在软包锂电池中的应用方法。

背景技术

采用铝塑膜封装的软包电池在组装时，由于软包电池正极极耳材质为铝材，铜铝焊接即是把铜质材料和铝质材料通过焊接工艺接成一体。因为铜和铝都属易氧化金属，所以铜与铝的焊接一直是一个国际性的焊接难题，无法与形成电池串并联的连接铜板进行有效激光焊接，因此在制造过程中需将电池正极进行铝转镍或者铝转铜镀预处理。预处理工艺存在非工时和可靠性不高的弊端。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种不经过铝转镍或者铝转铜镀预处理、省工省时、可靠性高、成本低的纳秒激光焊接在软包锂电池中的应用方法。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种纳秒激光焊接在软包锂电池中的应用方法，其包括以下步骤：

1）电芯的分选，将分选合格的电芯捆绑形成电芯组；

2）对所述的电芯组进行贴高温胶、贴环氧板处理，并将所述电芯组进行装箱、打胶；

3）使用清洗机清洗导电铜板；

4）将经过清洗的导电铜板穿过上述装箱的电芯组的电芯极耳构成待整平模组；

5）将若干所述的待整平模组放入按压装置，折弯电芯极耳，压紧导电铜板；

6）采用纳秒光纤激光机焊接所述的极耳和导电铜板，所述纳秒光纤激光机脉宽10-500ns，频率为500-2000KHz；

7）检验焊接质量，对焊接合格的产品进行质量检测。

上述的一种纳秒激光焊接在软包锂电池中的应用方法，其所述步骤6）的纳秒光纤激光机的最大单点脉冲能量大于0.1-10mj。

上述的一种纳秒激光焊接在软包锂电池中的应用方法，其所述步骤6）的纳秒光纤激光机焊点拉力大于10-50N。

上述的一种纳秒激光焊接在软包锂电池中的应用方法，其所述步骤3）的清洗步骤为，先编制运行轨迹，确定激光枪头所走的路线；调整激光器发射高度，确认能量最强处为最佳焦距；焊接功率设置30-80%；速度设置500-2000mm/min；确认上述参数，开始清洗。

上述的一种纳秒激光焊接在软包锂电池中的应用方法，其所述步骤5）压紧时避开电芯极耳。

有益效果：

本发明将纳秒光纤激光机引入焊接领域，省去了铝转镍或者铝转铜镀预处理工序，取消了镍带和红胶材料的应用，减少了作业人数，降低了生产成本。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

本发明包括以下步骤：

1）电芯的分选，将分选合格的电芯捆绑形成电芯组；

2）对所述的电芯组进行贴高温胶、贴环氧板处理，并将所述电芯组进行装箱、打胶；

3）使用清洗机清洗导电铜板的焊接表面，防止表面脏污导致焊接的不稳定性，焊接穿孔。清洗时，先编制运行轨迹，确定激光枪头所走的路线；调整激光器发射高度，确认能量最强处为最佳焦距；焊接功率设置30-80%；速度设置500-2000mm/min；确认上述参数，开始清洗。在激光系统中激光脉冲每秒集中分布在上万的污染层上，强大的单脉冲激光束偏转和放置均会有影响。大多数的激光能量被表层吸收，直接转化为热能，这个能量足以汽化并移除有效板上的污染物；吸光系数越大，效率越高；基体材料在正常情况下不像污染物那样容易被汽化，而是反射激光光束，一旦有反射光束，激光清洗过程自动停止；综合滤波装置与环境，气体过滤器可以有效去除产生的气体和颗粒。

4）将经过清洗的导电铜板穿过上述装箱的电芯组的电芯极耳构成待整平模组；

5）将若干所述的待整平模组放入按压装置，折弯电芯极耳，压紧导电铜板；压紧时避开电芯极耳，使用按压装置代替以往的人工操作，减少用工人数，且可以将所有铜板压至统一高度，使焊接稳定性更好。

6）采用纳秒光纤激光机焊接所述的极耳和导电铜板，所述纳秒光纤激光机脉宽10-500ns，频率为500-2000KHz，最大单点脉冲能量大于0.1-10mj；经过纳秒光纤激光机焊接后的焊点拉力大于10-50N，即可满足使用。纳秒光纤激光机通过低峰值，高频率，纳秒级脉宽，将铝片焊接在铜板，平均功率50-200W，每一焊接点均为数以万计的小点组成，焊点美观、圆滑，拉力合格，残留达标，焊接效果稳定。

7）检验焊接质量，对焊接合格的产品进行质量检测。