鋰離子電池鋁殼鐳射焊接問題淺析

一、什麼是點焊漏鐳射

電芯在入殼壓裝後頂蓋與鋁殼間焊縫間隙過大,導致在點焊焊接時鐳射打入電池內部,對電池內部造成損傷。

鋰離子電池鋁殼鐳射焊接問題淺析

二、點焊漏鐳射的影響

1. 對本工序:

Ø 出現焊接不良,裝置停機解決,裝置OEE損失;

Mylar膜燒穿或電芯燒傷,導致電芯報廢;

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對下工序:

Ø 頂蓋與鋁殼間焊縫間隙過大,頂蓋滿焊焊接爆點、斷焊、焊偏問題增加,裝置一次優率損失;

3。 對工廠內:

Ø 裝置DT增加,影響產能;

Ø 裝置優率降低,成本損失;

4。 對工廠外:

Ø 影響終端電池包的使用效能(電池充放電壽命降低、電池充電過熱等);

Ø 電池在使用過程中發生短路,存在潛在安全隱患;

三、點焊漏鐳射機理分析

1. 問題發生場景還原:

鋁殼:長邊0。6mm,短邊0。8mm;

頂蓋:厚度2mm;

電芯定位方式:長邊推動夾緊+短邊推動夾緊;

鐳射系統:IPG-YLR-1500W+振鏡+光纖(芯徑100μm);

焊接軌跡:直線(長度5mm);

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2。 過程分析:

鋁殼本身變形量:0。01mm~0。2mm(可用萬分表檢測);

頂蓋長邊平面度:0±0。01mm(頂蓋加工精度);

電芯來料厚度公差:±0。1mm(殼體本身餘量0。2mm);

夾具定位精度:±0。05mm(可用標準電芯+塞尺檢測);

滿足鐳射焊接的間隙要求:≤0。05mm(實驗室打樣經驗值);

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3。 漏鐳射機理:

1 電芯定位夾緊後頂蓋與鋁殼之間的間隙>鐳射焊接的間隙要求;

2殼體本身變形量過大導致頂蓋與鋁殼之間的間隙>鐳射焊接的間隙要求;

四、點焊漏鐳射解決措施

1。 鋁殼來料管控:

Ø 鋁殼來料100%套塑膠膜,防止鋁殼劃傷、變形;

Ø 鋁殼來料放置在吸塑盤內,殼體與殼體之間分開,吸塑盤之間鋪設泡棉,防止鋁殼之間碰撞變形;

Ø 有條件可對鋁殼進行100%目檢,也可採用抽檢形式(每盤抽取1~2個檢測變形量);

Ø 車間內鋁殼轉運有條件可採用AGV小車或滾筒物流線,防止鋁殼轉運過程中碰撞變形,條件不允許可採用質量較可靠吸塑盤(如:PET+ABS材質吸塑盤),吸塑盤殼口位置配套嵌陶瓷片,可有效防止鋁殼變形,同時可減少殼口與吸塑盤刮蹭產生粉塵。

2。 鋁殼上料過程及裝置內部轉運過程管控:

Ø 鋁殼上料採用真空吸盤式上料,吸盤採用風琴罩式吸盤;

Ø 上料機械手增加柔性報警裝置,抓取鋁殼壓力過大時報警停機,防止鋁殼壓傷;

Ø 鋁殼定位推塊採用非金屬材質,推薦採用PEEK材質;

Ø 鋁殼從短邊夾緊定位,夾緊氣缸配置精密調壓閥,夾緊力可調,避免電芯定位時發生變形;

3。 夾具定位最佳化:

Ø 電芯長短邊定位壓條採用組合式設計,焊點位置可單獨壓緊,可有效相容殼體輕微變形或來料電芯厚度偏差引起的間隙過大導致焊接漏鐳射問題;

Ø 四邊同步定位,定位精度0。02mm,滿足焊接要求;

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4。 焊接軌跡最佳化:

Ø 點焊焊接軌跡由“—”形改為“L形”,此更改將鐳射起弧位置從殼蓋間隙處改為頂蓋上表面,有效解決出光瞬間熔池不穩定引起的漏鐳射問題。

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5. 增加檢測手段:

Ø 焊接前採用3D輪廓儀對電芯定位間隙進行檢測,間隙超出設定值可排出人工判定,避免電芯報廢;

Ø 焊接後可採用2D/3D相機對焊點進行檢測,對焊點異常電芯及時檢出,避免流入後續工序;

Ø 焊接後可增加電芯短路測試儀,檢測電芯內部是否有短路問題,也可避免漏鐳射電芯流出。

以上是小編對方形鋁殼電芯入殼點焊漏鐳射問題的淺析,各位小夥伴如有更好的解決方案,歡迎留言評論。