️一、为何需要特殊焊接?
在软包锂电池内部,铝箔(正极)和铜箔(负极)组成的极片需要与金属极耳(电池导电极)连接。传统焊接方式面临三大挑战:
材料脆弱:箔片厚度仅6-20微米(约头发丝1/5),易被高温烧穿
异种金属:铝-铜焊接易生成脆性合金,引发虚焊或断裂
热敏感:高温会损伤电极活性物质,降低电池容量
这就好比要用焊枪缝合蝉翼般的金属薄膜,还不能留下灼伤痕迹——激光+超声波焊接技术应运而生。
️二、技术原理:光与振动的共舞
1. 激光焊接(精密定位)
作用:在极耳与箔片重叠区打出微孔阵列(直径50-200μm)
意义:创造金属熔池,为超声波焊接提供“锚点”
关键技术:
脉冲光纤激光器(波长1070nm)
高速振镜(定位精度±5μm)
实时温度监控(防止热堆积)
2. 超声波焊接(分子级结合)
过程:
① 焊头以20kHz高频振动(每秒2万次)
② 通过压力使金属界面摩擦生热
③ 微观金属晶粒相互嵌入,形成冶金结合
优势:
温度<200℃(远低于金属熔点)
避免铝-铜脆性化合物生成
能耗仅为电阻焊的1/3
️三、设备核心黑科技
多轴联动平台
六维机械臂带动焊头,以0.01mm精度追踪极耳位置
适应不同尺寸电池(从手机到动力电池)
AI视觉引导系统
工业相机识别极耳边缘(精度±0.02mm)
深度学习算法实时补偿材料变形
过程质量监控
声发射传感器:检测焊接频率偏移,识别虚焊
电阻在线测量:焊接后即刻测试导通性
️四、为何是动力电池的刚需?
安全需求
焊缝电阻<50μΩ(传统焊接的1/5),避免充放电发热
抗拉强度>15N/mm,保障车辆碰撞时不断裂
能量密度提升
极耳厚度减薄30%(激光精密焊接实现)
同等体积电池容量提升5-8%
生产效率革命
单点焊接时间<0.3秒
良品率>99.5%(人工焊接的20倍)
️五、技术演进方向
复合焊接:激光+超声+脉冲电流三模协同
数字孪生:虚拟仿真提前预测焊点失效
量子传感:利用磁通量量子检测微观焊接缺陷
行业意义:该设备已成为中国动力电池“出海”的关键装备,国产设备(如联赢激光、大族激光)全球市占率达68%,焊接效率比日德设备高40%。