激光焊接用于储能电池和包装生产线

从制造储能电池电池到电池组的组装，焊接是一个非常重要的制造过程。锂电池的电导率，强度，空气紧密度，金属疲劳和耐腐蚀性是典型的电池焊接质量评估标准。 选择焊接方法和焊接过程将直接影响电池的成本，质量，安全性和一致性。

在许多焊接方法中，激光焊接具有以下优势：首先，激光焊接具有高能量密度，小焊接变形和小的热影响区域，可以有效地提高零件的精度，并且焊缝是光滑的，没有杂质，均匀的，均匀和密集的，并且不需要磨碎的工作；

其次，可以精确控制激光焊接，并具有较小的聚焦点和高精度定位。通过机器人臂实现自动化，提高焊接效率，降低工作时间并降低成本很容易；另外，当激光焊接细板或薄直径电线时，将不像电弧焊接那样容易陷入困境。

储能电池的主要焊接方法包括波焊，超声波焊接，激光焊接和不同的金属激光焊接，其中激光焊接目前是最主流的焊接方法。

能源电池焊接方法：

① 波焊：它本质上是超声焊接和激光焊接的组合；

② 超声焊接：该解决方案的优点是焊接很简单，但是占用更多空间，并且模块的体积分组效率将较低；

③ 激光焊接：此解决方案当前是最广泛使用的，但结构略有不同。

④ 不同的金属激光焊接：这种焊接方法还具有较高的分组效率和快速的生产速度。

什么是激光焊接？

激光焊接是使用光学系统使用高能量密度激光束作为热源，将激光束聚焦在很小的区域中，并在很短的时间内形成具有高度浓缩能量的热源区域，以便焊接材料熔体并形成公司焊接或焊缝。

激光焊接是一种新型的焊接方法，目前正处于快速发展的阶段。使用激光焊接时，工件的热影响区域很小。焊接点很小，焊接尺寸的精度很高。它的焊接方法是非接触式焊接，不需要外力，产品变形很小，焊接质量高，效率很高，并且很容易实现自动化生产。

储能电池激光焊接设备

电池的结构通常包括各种材料，例如钢，铝，铜和镍。这些金属可以将其制成电极，电线或壳。因此，无论是在一种材料之间还是在多种材料之间进行焊接，都应在焊接过程中提高高需求。

激光焊接的技术优势在于可以焊接的各种材料以及焊接不同材料的能力。

激光焊接类型

激光焊接的类型包括激光传导焊接和激光深渗透焊接。热传导焊接和深渗透焊接之间的主要区别在于每单位时间施加到金属表面的功率密度，而不同金属的临界值则不同。

能源储能电池激光焊接的三个常见激光器

储能电池由电池储能设备组成（单元 → 电池组模块 → 电池柜 → 电池存储单元 → 电池储能设备），PC和过滤链接。

目前最常用的是在能量电池储能电池激光焊接，脉冲激光器，连续激光器和准连续激光器的领域。

脉冲激光器：YAG激光器，MOPA激光器；

连续激光器：连续的半导体激光器，连续的纤维激光器；

准连续激光器：QCW激光系列。

这些激光器可以理解如下：用锤子敲打尖角。直接用手按下尖角是连续的。钻孔时，钻钻10秒钟，静置一秒钟，再钻10秒钟，休息一秒钟，这被称为准连续性。

脉冲激光器是一个激光器，单个激光脉冲宽度小于0.25秒，并且仅在一定间隔内工作一次。它具有较大的输出功率，适用于激光标记，切割，射程等。

Crylas-1064nm脉冲激光

常见的脉冲激光器包括Yttrium铝石榴石（YAG）激光器，红宝石激光器，肾玻璃玻璃激光器等。在固态激光器中，以及氮分子激光器，Excimer激光器等。脉冲激光器是基于YAG激光器的原则，具有高功率和高功率。需要定期更换诸如氙气灯之类的消耗品，并且必须配备冷却器。

1550nm 脉冲激光

这种类型的激光是非常成熟的激光器，单位成本相对较低。它也是用于金属焊接的最广泛使用的激光器。因为它基于YAG激光的原理，所以整个行业都受技术条件的限制。目前，不可能使激光功率非常大。传统的通常在500W之内，而中国最高的则只有1000W。电流转换效率不高（约13％）。

脉冲激光器

连续的激光是连续发光的激光器，这意味着它具有稳定的工作状态，即稳定状态。连续激光器中每个能级的颗粒数量和腔体中的辐射场具有稳定的分布。

它的工作特征是，可以在很长一段时间内连续执行工作材料的激发和相应的激光输出。连续的光源和气体激光器和在连续电激发模式下工作的半导体激光器激发的实心激光均属于这一类别。

连续激光

由于在连续操作过程中通常不可避免地会不可避免地过热效果，因此在大多数情况下需要采取适当的冷却措施。

连续激光器基于YLP纤维激光器的原理。由于它们可以连续发射恒定的功率（当激光器发出光得足够快，大量发出时，它会形成一条线），因此输出激光器的能量是恒定的，激光器的稳定性非常好，斑点模式也非常好，并且电流转换效率也很高（约为30％）。

连续激光

准连续激光器（QCW）也称为长脉冲激光器，在毫秒范围内产生脉冲，占空比为10％。这使得脉冲光具有峰值功率比连续光的峰值高10倍以上，这对诸如钻孔等应用非常有益。重复频率可以根据脉冲宽度调制高达500Hz。 QCW激光器可以在连续和高峰值脉冲模式下运行。

准连续激光器

与常规连续波（CW）激光器不同，在CW和CW/调制模式下，峰值和平均功率始终相同，在脉冲模式下，QCW激光器的峰值功率是平均功率的10倍。

结果，可以以高能量的重复速率产生微秒和毫秒的脉冲，从数十千座到几千瓦，并实现几千瓦的平均和峰值。

准连续激光器

激光焊接设备在储能电池焊接方面具有优势：

1。焊接过程是非接触式焊接，将焊接肋骨的应力降低到最小。

2。焊接过程不会产生其他溢出和其他释放的物质，从​​而防止继发污染；

3。焊接强度和空气紧密度很高，可以满足功能要求；

4。激光焊接可以满足不同材料之间的焊接需求，还可以实现膜材料和不同材料之间的连接技术；

5。激光焊接方便自动集成，还可以根据生产能力要求获得同步激光焊接工艺解决方案，并具有高效率和低焊接内部压力；

6。激光焊接所涉及的结构简单简便，并且霉菌结构的难度系数降低了。

7。可以通过数字和智能监控焊接过程，满足焊接过程数字可视化的需求；

8。这种类型的焊接工艺解决方案可以与自动生产线有效整合，满足大众生产解决方案的需求，实现有效的生产和低消耗。

锂电池组生产线中激光焊接的关键技术

锂电池激光焊接机的电池模块的自动生产线通常包括诸如电池加载，代码扫描，测试，清洁，清洁，排序，模块堆叠，堆叠检测，模块焊接，焊接，焊接检测，模块卸载，模块卸载等。技术支持，以适应小批量和多种多种生产形式。

01材料转移系统

从单元加载到最终模块卸载，整个材料转移都是通过材料传输系统完成的。材料转移系统还可以根据过程调整要求灵活地扩展工作站。不同工作站之间的转移不需要手动操作。模块定位板具有产品尺寸调整机制，可以适应不同尺寸的模块的夹紧，这非常适合小批量和多种品种的生产需求。

02自适应系统

在电池模块的生产过程中，最常见的电池电池类型是软包，正方形和气缸。在将不同类型和尺寸的电池单元堆叠到不同尺寸的模块中之后，每个过程都需要适应自适应系统，以确保整个线路的连锁，尤其是焊接过程。仅通过适应不同尺寸的模块，才能完成模块包进程。

自适应系统采用多轴联合链接以在处理区域内实现产品定位，不受任何形式的传入材料的限制，可以完成焊接工作并将其传输到下一个过程。

03视觉定位系统

通常通过激光处理来清洁电池电池的焊接表面，标记模块和焊接的焊接。电池模块组装后，尺寸公差通常很大，并且很难满足激光处理的间隙位置尺寸要求，从而导致处理质量的迅速下降。

视觉定位系统的引入可以满足精确定位的需求，精度为 ± 0.05mm。通过视觉摄影数据收集，传入材料的偏差被馈回控制系统，从而实现了处理位置的高精度定位。

04 MES制造执行管理系统

MES Manufacturing执行管理系统具有开放开发平台，该平台可以根据系统的基础平台来快速而敏捷地完成MES项目的实施和开发。手动工作只需要遵循MES的参数指令，并以图表的形式在全面的统计和分析之后改善现有的生产设置信息。

从电池电池加载到最终模块卸载，可以通过MES系统及时地查询，分析和处理每个过程的参数，数据和其他传入的物质信息，从而真正实现过程可控性和有效的生产能力。

激光焊接过程中的过程数据包直接集成到MES系统中，以促进用户呼叫和切换。整个MES系统可以将生产线直接变成准无人的生产研讨会。人工劳动只需要在外部补充材料，这可以提高安全性。

保留的工业通信界面使用户不仅可以实现远程监控和管理，而且可以有效地与Enterprise ERP建立联系，从而真正实现智能和基于信息的工厂。