[发明专利]软包锂离子动力电池正极极耳激光焊接工艺

说明书

本发明提供了软包锂离子动力电池正极极耳激光焊接工艺，属于锂离子电池领域，包括S1、超声波预焊，多层箔材焊接以后形成一个整体；S2、采用激光焊接，将极耳焊接在步骤S1完成箔材整体上，极耳的下端设在箔材整体上端的一侧且二者紧密压合无间隙，激光焊点从极耳上穿透整个箔材，并在箔材远离极耳一侧的表面形成焊点；焊接至少设置为两排，形成焊接区域，焊接背面焊点面积小于焊接表面焊点面积，焊点形成一个断面为U型的熔池，熔池形成到箔材的最下边一层。本发明焊接后工件表面光滑，焊接拉力足够大，焊接合格率较高，电芯过流能力强。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，涉及新能源汽车的锂离子电池，尤其涉及软包锂离子动力电池正极极耳激光焊接工艺。

背景技术

目前在锂离子软包芯包极耳焊接过程中，使用焊接方式采用的是超声波焊接，但超声波焊接箔材与极耳经常发生如下问题：焊接虚焊，焊透毛刺过大、拉力不足，覆箔量不稳定。这样就会造成电芯的电阻大，大电流充放电芯发热较大，而且对于电池包也有很大影响，经常发生车辆趴窝等现象，给电芯的制作和电池的使用都带来不良影响。因此研发一种可靠性的焊接工艺是保证锂离子动力电芯质量的必要工序。

现在的超声波焊接预焊接，也叫做超声波极耳焊接，超声波焊接为摩擦焊接，焊接容易产生粉尘，焊头焊座易磨损，焊头焊座磨损后，又影响焊接质量，而现有焊接工艺不稳定，质量隐患一直无法在生产过程中避免，因此电芯合格率一直不高，因焊接质量无法检测出来，经常在电池组使用过程中才回发现问题，直接影响了电芯正常使用，给车主用户带来不良体验。

发明内容

本发明要解决的问题是在于提供软包锂离子动力电池正极极耳激光焊接工艺，焊接后工件表面光滑，焊接拉力足够大，焊接合格率较高，电芯过流能力强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：软包锂离子动力电池正极极耳激光焊接工艺，包括以下步骤，

S1、超声波预焊，多层箔材焊接以后形成一个整体；

S2、采用激光焊接，将极耳焊接在步骤S1完成箔材整体上，极耳的下端设在箔材整体上端的一侧且二者紧密压合无间隙，激光焊点从极耳上穿透整个箔材，并在箔材远离极耳一侧的表面形成焊点；

焊接至少设置为两排，形成焊接区域，焊接背面焊点面积小于焊接表面焊点面积，多个焊点形成一个断面为U型的熔池，熔池形成到箔材的最下边一层。

进一步的，在步骤S1中，超声波焊接的箔材层数为16-40层，每层箔材的厚度为12um或箔材的总厚度在192um到480um。

进一步的，超声波预焊接面积在以下参数范围以上，长度为50mm，宽度为3-10mm。

进一步的，在步骤S2中，极耳的厚度为0.3mm-0.5mm。

进一步的，在步骤S2中，激光焊接为激光脉冲焊接，焊接背面焊点面积是焊接表面焊点面积的20％-80％。

进一步的，激光焊接正面，极耳上表面平滑，无凸起，形成一个表面1mm大小，50um深度的焊点，该焊点周围光滑。

进一步的，激光焊接反面，箔材背面光滑，形成一个0.3-0.8mm的焊点，焊点无凸起，略有凹陷。

进一步的，焊点为两排，焊点间距为1.4mm，两排焊点间距为1.2-2mm，整体形成一个3mm宽，45mm长的焊接区域，焊点数量为30以上。

进一步的，多点焊接以后，箔材和极耳之间的焊接拉力为400N以上，扯开之后，焊点面积大小的正极箔材残留在金属极耳上。

进一步的，在步骤S2中，采用IPGQCW600脉冲激光器，激光器的光纤直径为50um、100um、200um、400um，准直焦距为254um，聚焦焦距为175um，激光焊接功率约为2000W，焊接时间约为3ms。