最近動力電池真的火了！原材料價格“瘋狂上漲”，產業鏈頭部企業增產，資本市場多只概念股漲停。

1、動力電池是什么？

全球電動汽車行業將為電動汽車提供動力的電池稱為動力電池，將現有的鉛酸電池、鎳氫電池和新的鋰離子電池分為動力型動力電池(混合動力汽車)和能源型動力電池(純電動汽車)。

眾所周知，動力電池是新能源汽車的“心臟”。動力鋰電池主要是三元材料電池和磷酸鐵鋰電池，下游是新能源汽車的安裝應用，放電功率比普通電池更高。

作為新能源汽車的輔助產業，近年來在新能源汽車產業的帶動下，動力電池行業也迎來了爆炸性增長。

資料來源：中國工業研究所

2、動力電池與激光焊接的關系

動力電池占新能源汽車整車成本的30% ~ 40%，是新能源汽車成本的最大部分，對新能源汽車的壽命里程、車輛壽命、安全等核心指標有著非常重要的影響，因此，提高動力電池性能是提高新能源汽車整體性能的關鍵。

動力鋰電池產業鏈示意圖

在動力電池生產過程中，從種植地制造到包裝組裝，焊接是一個非常重要的制造過程。特別是，動力電池結構包含各種材料，如鋼、鋁、銅、鎳等，這些金屬可以由電極、電線或外殼制成。因此，無論是一種材料之間還是多種材料之間的焊接，對焊接工藝的要求都越來越高。

激光焊接利用激光束優異的方向性和高功率密度等特性工作，通過光學系統將激光束集中在小區域，在極短時間內焊接的地方形成能量高度集中的熱源區域，融化焊接物，形成堅硬的釬焊和焊接。

在動力電池整個產業鏈上，激光焊接主要用于動力鋰電池中游生產。以非常靈活、準確、高效的精密焊接方法，可以滿足動力電池生產過程的性能要求，是動力電池制造過程中的首選，現已成為動力電池生產線的標準設備。

3、動力電池通用焊接應用

電源電池分為方形、圓柱形和柔性包裝電池。目前，動力電池生產中激光焊接的使用過程主要是：

中途工藝：極耳焊接(包括預焊)、極臺點焊、芯進入殼的預焊、外殼蓋密封焊接、注入口密封焊接等。

背面工藝：包括電池組模塊的接頭焊接、模塊后面蓋子上的防爆閥門焊接等。

1、電池防爆閥焊接

防爆閥是電池密封板的薄壁閥，當電池內部壓力超過指定值時，防爆閥體會先破裂，使其灰心喪氣，釋放壓力，防止電池破裂。防爆閥門結構巧妙，使用激光將兩個形狀固定的鋁金屬板材焊接在一起。電池內部壓力提高到一定值時，鋁片在設計的凹槽位置破裂，防止電池進一步膨脹爆炸。因此，該工藝對激光焊接工藝要求非常嚴格，要求焊接密封，嚴格控制熱輸入量，確保焊接的破壞壓力值穩定在一定范圍(一般為0.4~0.7MPa)內，如果太大或太小，會對電池的安全性產生很大影響。

因此，防爆閥通常使用接合焊接。實踐證明，使用國玉激光復合焊接激光可以實現高速、高質量的焊接，保證焊接穩定性、焊接效率和收率。

2、極柱焊接

電池蓋的磁極分為電池內部和外部連接。電池內部連接是電芯極耳和蓋極柱的焊接。電池外部連接是通過切片焊接形成電池模塊的串行、并行電路的電池磁極。

電池的兩極是電池的兩極，一般兩極用鋁，陰極用銅。常用的結構是鉚釘結構，鉚釘壓力完成后全部焊接，通常是大小為直徑8的圓。焊接時，對于符合設計要求的張力和導電性，優先選擇光束質量、能量分布均勻的光纖激光器或復合焊接激光器。光纖激光器，復合焊接激光焊接可以實現的電極柱的鋁鋁-鋁結構焊接，銅-銅結構焊接穩定性，減少飛濺，提高焊接收率。

3、轉接片焊接

適配器片和軟連接是將電池蓋連接到電池的核心部件。電池的過流、強度和低飛濺要求都要考慮在內，因此在與蓋子的焊接過程中要有足夠的焊接寬度，防止電池短路，防止粒子掉在電池上。陰極材料銅是低吸收率的高半材料，焊接時需要更高的能量密度， 國玉激光最新藍光復合激光器可以很好地解決高半和飛濺等傳統工藝難題。

4、殼體封口焊接

動力電池的外殼材料是鋁合金和不銹鋼，鋁合金最多，純鋁也少。不銹鋼是激光焊接性最好的材料，特別是304不銹鋼，無論是脈沖還是連續激光，都能得到外觀和性能都很好的焊接。

使用連續激光焊接薄鋰電池，效率可以提高5~10倍，外觀和密封性都很好。現在，為了追求更快的焊接速度和更均勻的外觀，大多數公司開始使用復合焊接和環形光斑，而不是以前低速的單一光纖焊接。目前，大部分量產線焊接速度達到200mm/s，部分制造商的光纖焊接低速線為了確保焊道的穩定性，一般量產速度為70mm/s。

5、密封釘(電解液注入口)焊接

密封釘(液孔帽)的形式也很多，通常是直徑為8毫米、厚度約為0.9毫米的圓形帽。焊接的基本要求是耐壓值達到1.1MPa，密封，不能有針孔、裂紋、爆炸點。

作為芯焊的最后一道工序，密封釘焊的收率尤為重要。密封釘焊接時殘留電解質的存在會導致爆點、針孔等缺陷，抑制這些缺陷的重要方法是減少熱輸入量。經過長期試驗及市場廣泛驗證，使用 國玉激光自行開發的激光器可以大大提高穩定性和兼容性，大大提高收率，目前國玉激光密封釘焊接的收率可達99.5%。

6、動力電池電池模塊和電池包焊接

電池模塊是鋰離子電池的串行并行組合，可以理解為添加單個電池監控和管理設備。電池模塊的結構設計經常決定電池組的性能和安全性。其結構必須對電芯起支撐、固定和保護作用。它還將成為判斷電池模塊優劣的標準，包括過流要求、電流均勻性、核心溫度控制、出現嚴重異常時斷電、避免連鎖反應等。

銅和鋁之間使用激光后容易形成脆的化合物，不能滿足使用要求，一般除超聲波焊接外，銅和銅、鋁、鋁一般使用激光焊接。同時，銅和鋁傳熱快，激光反射率極高，連接器厚度相對較大，因此焊接需要更高功率的激光。

關于國玉激光

國玉激光是新能源行業公認的動力電池焊接專家，是新能源動力電池激光焊接系統解決方案的核心供應商，在動力電池焊接領域積累了豐富的實踐經驗。擁有業界領先的半自動和全自動激光焊接解決方案，包括振鏡激光焊接機和平臺激光焊接機等。經過6年的研究和技術積累，國玉激光可以為客戶提供滿足客戶不同需求的定制激光焊接及自動化解決方案。