Application of laser welding in lithium battery manufacturing

动力电池是新能源汽车的核心部件，其质量的优劣直接影响整车的性能。锂电制造设备一般分为前端设备、中间设备、后端设备三类，其设备精度和自动化程度直接影响到产品的生产效率和一致性。但由于其技术优势，激光加工技术在锂电池工业中越来越多地应用于电芯、模组等激光焊接、极片材料切割、打标等。

一、激光焊接工艺

从锂电池电芯制造到电池PACK成组，焊接都是非常重要的制造工序，锂电池的导电性、强度、气密性、金属疲劳、耐腐蚀，是电池焊接质量评定的典型标准。

焊接方法和焊接工艺的选择直接影响着电池的成本、质量、安全性以及电池的一致性。激光焊接具有许多优点：一是激光焊接能量密度大，焊接变形小，热影响区小，能有效提高成型精度，焊缝光滑无杂质，均匀致密，无需附加打磨工作；激光焊接可精确控制，不会附加打磨工作；

电池组结构通常由多种材料组成，如钢、铝、铜、镍等，可以用来制作电极、导线或外壳；因此，无论一种或多种材料的焊接，对焊接工艺有很高的要求。其工艺优势在于激光焊接材料的种类繁多，可实现不同材料间的焊接。

二、极耳切割

在锂电池制造中，激光焊接的应用也十分广泛，几乎贯穿了生产的各个环节。锂电池，尤其是动力锂电池，需要对极耳进行切割，但传统的模切方法不仅成本高，而且容易出现安全问题。模切刀具在使用过程中，必然会出现磨损，进而掉尘，产生毛刺。电池过热、短路、爆炸等危险问题正是由灰尘、毛刺引起的。模切刀需要经常更换，以避免危险。但它的价格却高达几十万甚至上百万元，这样一台模切机每年要耗资几百万元。一条锂电池生产线通常都配有8~10个模切机，这使得模切机的材料成本在整个锂电池的生产成本中占有相当大的比例。

与传统模切方式相比，大功率、在线激光切割一次就不需要消耗材料，大大降低了成本；二是速度快，可大幅度提高生产效率；三是灵活，不仅可以将以往的新产品设计、试切过程从几个月缩短到几天，而且间距、尺寸等也变得可自由控制。在费用方面，一次投入只增加30%，在短期内可以收回成本。