歡迎各位小伙伴來到“PACK工藝系列合集”！新能源汽車的爆發(fā)式增長，帶動動力電池包（PACK）制造工藝不斷革新。作為電池系統(tǒng)的“骨骼”與“神經(jīng)”，激光焊接技術(shù)以高精度、高強度的特性，成為保障電池安全性與可靠性的核心工藝。接下來將從激光焊接的概念、關(guān)鍵步驟、性能要求及未來趨勢四大維度，解析激光焊接如何為動力電池注入強勁“粘合力”。

電池包PACK制造工藝系列①：電芯預(yù)處理——電芯一致性如何保證及解決！

電池包PACK制造工藝系列②：模組或CTP模塊裝配——電池包的“高階積木”如何裝配？

01 激光焊接的核心概念：從“熱熔”到“精密縫合”

激光焊接利用高功率密度的激光束（波長1064nm或532nm），通過聚焦形成微小熱源區(qū)，使金屬材料瞬間熔化并形成焊縫。其核心優(yōu)勢在于：

能量集中：功率密度可達10? W/cm2，熱影響區(qū)僅0.3mm，減少對電池材料的損傷；

材料兼容性：可焊接鋁、銅、鎳等高反材料，尤其適用于動力電池中鋁殼體（厚度0.6~0.8mm）與銅極耳的異種金屬連接；

工藝靈活性：支持脈沖焊（用于薄材防爆閥）與連續(xù)焊（用于殼體密封），適配方形、圓柱、軟包電池全場景。

以特斯拉4680電池為例，其極耳環(huán)形焊接采用多軸激光技術(shù)，焊點一致性達99.9%，顯著提升導(dǎo)電效率與安全性。

動力電池的激光焊接貫穿電芯制造、模組組裝兩大階段，需嚴控五大核心環(huán)節(jié)：

激光清洗前后的極柱表面對比

• 殼體與蓋板密封：采用連續(xù)激光焊接鋁合金殼體（Al3003），焊接速度達200mm/s，焊縫氣孔率＜2%，確保耐壓1MPa不泄漏；

• 防爆閥焊接：0.1mm鋁片采用脈沖激光拼接焊，破壞壓力精確控制在0.4~0.7MPa，防止電池過壓爆炸。

• 預(yù)處理：極耳折彎后壓平至厚度公差±0.05mm，表面經(jīng)紫外激光清洗，提升鋁材吸收率30%；

• 焊接參數(shù)：銅-銅焊接采用1.5~2.5kW脈沖激光，鋁-鋁焊接采用綠光激光（532nm）掃描“之字形”軌跡，導(dǎo)電面積≥極耳截面的80%。

• 連接片焊接：多軸機器人實現(xiàn)電芯串并聯(lián)，焊點拉力＞30N（斷裂需發(fā)生在母材而非焊點）；

• 外殼密封：激光+電弧復(fù)合焊（功率3~5kW），焊縫抗拉強度≥母材85%，通過10萬次振動測試。

2是要做好CCD識別，避免焊接位置的偏差和偏移！

焊接定位與路徑規(guī)劃

• 極耳/極柱定位：通過CCD視覺引導(dǎo)機器人精準(zhǔn)抓取電芯，定位精度±0.1mm，適應(yīng)2000mm/s高速激光切割。
• 焊縫跟蹤：實時校正激光焦點位置，避免焊偏（如特斯拉4680電池環(huán)形焊縫一致性達99.9%）。

表面缺陷檢測

• 焊縫形貌分析：采用結(jié)構(gòu)光三維測量技術(shù)，捕捉焊縫高度、塌陷深度（如檢測0.1mm塌陷）。
• 極片瑕疵識別：覆蓋涂布露箔、極耳毛刺、隔膜褶皺等20余類缺陷，檢測速度達120m/min。

質(zhì)量一致性控制

• 焊后復(fù)檢：集成AOI（自動光學(xué)檢測）系統(tǒng)，通過X射線掃描焊縫氣孔率（要求＜5%）。
• 數(shù)據(jù)追溯：結(jié)合SPC（統(tǒng)計過程控制）分析焊接參數(shù)波動，實現(xiàn)CPK＞1.67的工藝穩(wěn)定性。

接下來才是激光焊接，具體的原理如下所示：

動力電池對焊接質(zhì)量的要求近乎苛刻，需通過三重檢驗關(guān)卡：

• 拉力測試：極耳焊點承受＞30N拉力，模組外殼焊縫耐1MPa水壓；

• 氣密性檢測：充入0.3MPa氮氣，壓降＜5kPa/min（等效IP67防水）。

• 接觸電阻：采樣端子焊接電阻＜100μΩ，溫升測試中通10A電流，溫度上升＜30℃；

• 缺陷檢測：AOI視覺系統(tǒng)識別飛濺、塌陷（毛刺＞0.1mm即判廢），X射線掃描氣孔率＜5%。

• 熱循環(huán)測試：-40℃~85℃循環(huán)100次，焊點無脫落；

• 鹽霧測試：激光打碼字符經(jīng)48小時5% NaCl噴霧仍清晰可辨。

常見焊接不良：漏焊、虛焊、炸點、焊偏、焊點不全等

激光焊接過程及焊接飛濺現(xiàn)象，引用自知乎-獨汆組一號（或公眾號LaserLWM）

隨著動力電池產(chǎn)能向TWh級邁進，激光焊接技術(shù)正向三大方向突破：

智能化：AI實時監(jiān)控200+參數(shù)（如功率、離焦量），預(yù)測焊點質(zhì)量準(zhǔn)確率98%，不良率從0.5%降至0.1%；

綠色化：綠光激光（532nm）能耗降低30%，適配固態(tài)電池納米級電極焊接；

集成化：六軸機器人實現(xiàn)CTC底盤一體化復(fù)雜結(jié)構(gòu)焊接，效率提升40%。

（四）焊后EOL檢測

EOL（End of Line）檢測是激光焊接后的關(guān)鍵質(zhì)量控制環(huán)節(jié)。通過一系列的檢測手段，如外觀檢查、無損檢測等，對焊接后的電池包進行全面的質(zhì)量評估。EOL檢測能夠及時發(fā)現(xiàn)焊接過程中可能出現(xiàn)的缺陷，如焊縫不連續(xù)、氣孔、裂紋等，確保電池包在出廠前符合嚴格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

包括：機構(gòu)組裝、電氣安規(guī)性能、BMS通信、內(nèi)部電器部件邏輯是否正常、電池之間電壓和溫度是否正常等功能測試。

作用：保證動力電池系統(tǒng)功能正常，避免故障產(chǎn)品流入客戶端。

引用自：《電動汽車動力電池系統(tǒng)設(shè)計與制造技術(shù)》

激光焊接是動力電池包制造中“看不見的防線”，其工藝精度直接決定電池的壽命與安全。隨著新能源汽車向高壓化、長續(xù)航演進，激光焊接技術(shù)將持續(xù)突破材料與工藝極限，為綠色出行提供更可靠的“動力粘合劑”。

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