激光焊接在新能源鋰離子超級(jí)電容中應(yīng)用領(lǐng)域？

鋰離子超級(jí)電容廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備(如移動(dòng)電話、筆記本電腦、PDA、數(shù)碼相機(jī)等)和交通工具(巡邏車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等)，成為我國(guó)能源領(lǐng)域重點(diǎn)支持的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

應(yīng)用于電動(dòng)車的電容，與小容量的電容(如數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等)相比，具有更大的容量和輸出功率，可用于電動(dòng)汽車電源以及大型移動(dòng)電源應(yīng)用中。其制造方法主要有防爆閥封焊、極耳焊、軟連接焊、安全帽點(diǎn)焊、電池外殼密封焊接、模組和PACK焊接等多種類型的鋰離子超級(jí)電容組。動(dòng)力大的設(shè)備用于焊接的材料主要有純銅、鋁、鋁合金、不銹鋼等。

(1)焊接電池防爆閥。

電容防爆閥是封口板上的薄壁閥體。當(dāng)電容內(nèi)壓超過(guò)規(guī)定值時(shí)，防爆閥閥體破裂，避免電容爆裂。安全閥結(jié)構(gòu)巧妙，對(duì)激光焊接工藝要求極其嚴(yán)格。防爆閥光焊前采用脈沖激光焊，通過(guò)焊點(diǎn)與焊點(diǎn)交疊、復(fù)蓋實(shí)現(xiàn)連續(xù)密封焊接，但焊接效率低，密封性能差。在保證焊接質(zhì)量的前提下，連續(xù)激光焊接可以實(shí)現(xiàn)高速、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的焊接。

(2)極帶點(diǎn)焊。

極帶使用的材料包括純鋁帶、鎳帶、鋁鎳復(fù)合帶和少量銅帶。脈沖焊機(jī)通常用于極帶的焊接。連續(xù)激光的出現(xiàn)，它在電池極帶的焊接中得到了廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，由于其光束質(zhì)量好，焊點(diǎn)小，在焊接高反射率的鋁帶材、銅帶和窄帶(極寬小于1.5毫米)的焊接方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

(3)極耳焊接。

極耳通常分為三種材料。正極采用鋁(Al)材料，負(fù)極采用鎳(Ni)材料或銅鍍鎳(Ni-Cu)材料。在動(dòng)力電容的制造過(guò)程中，次級(jí)電容需要焊接另一個(gè)鋁制安全閥。焊接不僅要保證極耳和極柱之間的可靠連接，還要求焊接光滑美觀。

(4)動(dòng)力電容外殼與蓋板密封焊接。

蓄電容外殼材料以鋁合金和不銹鋼為主，以鋁合金為主，一般為3003鋁合金，少數(shù)為純鋁。不銹鋼板是激光焊接性能好的材料，脈沖和連續(xù)激光可獲得良好的焊接效果。用連續(xù)激光焊接薄殼鋰電池，效率可提高5~10倍，外觀效果和密封性能更好。所以，在該應(yīng)用領(lǐng)域有逐步取代脈沖激光的趨勢(shì)。

(5)動(dòng)力電池模塊和pack焊接。

電容串聯(lián)一般是通過(guò)連接片和單體電池的焊接來(lái)完成的，正負(fù)極材料不同，一般有銅和鋁兩種材料，銅和鋁之間用激光焊接形成脆性化合物，不能滿足使用要求，一般用超聲波焊接，銅和銅同時(shí)，由于銅、鋁兩種熱傳導(dǎo)速度快，對(duì)激光反射率高，連接片厚度較大，因此需要采用大功率激光進(jìn)行焊接。