論激光焊接技術在新能源電池領域中的應用前景及存在的問題研究

摘要：附驥于中國新能源汽車的高速發展，國內新能源電池產業不斷復合增長，其市場潛能是非常大的。而激光焊接技術不斷突破并廣泛應用在新能源電池領域，在提升產品的安全性、高效率和可持續性方面貢獻了力量，為新能源電池打開新的市場提供技術支持和保障。本文立足探討激光焊接技術的優缺點，分析其應用前景，以期規避其在新能源電池領域運用的問題與不足。

關鍵詞：激光焊接技術;新能源電池;應用前景;存在問題

1 引言

我國的新能源電池產業發展迅速，它是一個需要大量加工和測試的生產產業，也是激光焊接技術應用比較廣泛的產業之一，安全性、高效性、可持續和環保一直是世界新能源電池產業發展的主題，激光焊接技術作為現代新能源電池生產中的重要加工方法之一，其發展也必然圍繞著這一主題并結合本專業的自身特點來進行。由于激光焊接工藝優越性、效率高、柔性好等優勢，隨著新能源電池的廣泛性應用及效能觀念日益增強，激光焊接技術在新能源電池領域將得到更多重視和廣泛應用。

新能源電池制造過程中，激光焊接技術主要用于電池的極耳焊接、端蓋焊接、集流盤焊接、殼體焊接等零部件焊接。激光焊接技術運用于新能源電池，可以提高產品的穩定性，同時降低新能源電池的使用風險，提升產品的使用效能，逐步實現新能源電池產業發展的可持續、環保理念。

2 激光焊接技術在新能源電池領域的應用

激光焊接技術“是一種具有高效的焊接技術的工藝，主要利用激光束產生輻射的能量實現作用，對激光束的能量進行高效的聚焦處置，以此為基礎，形成具有很高能量的激光脈沖，利用這些對相關的材料或物質進行處理與加工，使用這一技術的主要范圍在于對相關材料的微小部位進行焊接”。與傳統焊接技術相比，激光焊接技術顯現出其獨特的優勢，在對新能源電池的零部件進行焊接過程中具有較大深度、不容易變形、具有較高的速度，并且對新能源電池焊接材料的材質要求并沒有那么嚴苛。

2.1 激光焊接技術適用于新能源電池的精密零部件加工

激光焊接技術在實際運用中，當激光束照射材料表面時，通過聚焦會獲得一個尺寸特別小的光斑，結合焊接機械手臂精準的移動定位，可以加工尺寸微小的精密工件。它對材料所照射面積之外的區域產生影響微乎其微，所以不會導致材料在焊接過程中出現較大損傷、變形，在焊接完成后也不需要進行其他處理。相對于傳統加工方法，生產效率有很大的提高。激光束可以同時分成多束次級激光，這些激光束可以同時對一個工件的各個部位進行焊接加工，對焊接時的精度有很好的把控，為精密焊接創造了有力的條件和技術支持。新能源電池因其體積小，精密零部件多，在實際的焊接過程中往往需要相對安全的焊接技術，因而激光焊接技術是能夠滿足新能源電池對應產品的需求，從而使得各種精密零部件都能進行正常加工，同時使高難度的焊接作業得以順利完成。

2.2 激光焊接技術適應于新能源電池焊接材料的多樣性

在新能源電池的實際焊接過程中，激光能在瞬間達到預定的能量密度，同時有效節約作業時間，提高新能源電池加工生產的效率。傳統的焊接技術往往需要焊接材料的材質相同，而通過激光焊接技術就不需要對焊接材料的材質有較高的要求，即使是材質不同的焊接材料，比如新能源電池中的銅、鋁、鎳等材料都能夠利用激光焊接技術進行輕松焊接。可以說，激光焊接技術的出現與應用，有效彌補了傳統焊接技術所存在的不足，大大降低了焊接作業的難度。

2.3 激光焊接技術大大提升了新能源電池生產的安全性

新能源電池生產工藝主要包含三個方面，一是極片的制作，二是電芯的制造，三是電池的組裝，前兩者是新能源電產的基礎和核心，后者就關系到新能源電池的成品質量的好壞。在實際的生產工藝流程中，新能源電池的生產流程極為復雜。其中，新能源電池產品安全性的高低直接關系到消費者的生命安全。激光焊接技術可集中加熱的特點使焊縫的熱影響區變得很小，適合焊接一些對溫度敏感的特殊材料;同時搭配惰性氣體保護裝置，可防止金屬氧化，從而獲得組織性能良好的焊縫。因此，采用激光焊接技術完成新能源電池的組裝、焊接，能最大程度地保護電池生產的過程不被暴露在危險的環境之中，因為新能源電池中的正負極漿料制備都包括了液體與液體，液體與固體物料之間的相互混合，溶解和分散等工藝流程，并將伴隨著溫度、粘合度及環境而發生各種變化，激光焊接技術在實際應用中不會對生產的環境造成影響或者改變，相對傳統焊接技術的火光影響，極大的提升了新能源電池生產的安全性。

2.4 激光焊接技術有效應對新能源電池焊接環境的復雜性

激光焊接技術經歷了半個多世紀的發展，技術相對來說已經比較成熟且在多個領域有廣泛的應用。激光焊接技術對外界的環境要求并不嚴格，在常溫環境下也能應用激光焊接技術，這使得某些材料的焊接作業可不用再依賴氣體保護或真空環境，很大程度來說較好地適應了新能源電池焊接環境的復雜性，因為新能源電池產品生產過程中對焊接技術有較高的要求，它能有效對激光焊接設備進行控制并保障新能源電池在焊接程序后正常運作。同時技術逐漸成熟后，可以對新能源電池焊接縫進行非常嚴格的檢測，這些都是激光焊接技術應用的廣泛性和有效性的體現。新能源電池焊接全過程對外部環境基本無污染，直接在空氣中進行焊接，對環境的適應性更強。

3 結語

綜上所述，激光焊接技術在新能源電池焊接工藝中已經被廣泛使用，其技術的逐步完善和發展大大地推動了我國新能源電池領域的進步，與傳統焊接技術相比有著其突出的應用優勢。在新能源電池焊接工藝中，激光焊接技術具有極高的能量密度，不依賴真空環境，也不受導電材料的影響，這些技術優勢對新能源電池焊接工藝的發展有著不可或缺的作用。

隨著新時代科技的不斷進步和發展，激光焊接技術易于與計算機數控系統、機械手和機器人配合，實現自動焊接，大大提高了新能源電池的生產效率。但激光焊接技術也有自身的局限性，其一是整套激光焊接設備的投資費用很高，日常的設備維護費用也很高;其二是在對接時，對裝配精度的要求相對高一些;其三是激光焊接技術在實際焊接中可焊接厚度有限，這也是其技術中的一個短板。智能化技術不斷發展的今天，激光焊接技術必然會往智能化方向發展，這在新能源電池焊接中有比較多的體現。國內外在激光焊接技術上的研發及投入不斷增加，先進的激光器也將相繼被研制出來，這些都將為激光焊接技術的快速發展提供強大的技術支撐。

參考文獻：

[1] 段東磊.激光焊接技術在汽車制造中的應用現狀及發展趨勢[J].世界制造技術與裝備市場，2019.

[2] 湯超.不銹鋼車體激光焊接工藝研究[D].華中科技大學，2012.

[3] 鄒瓊瓊，龔紅英，黃繼龍，等.激光焊接技術的研究現狀及發展[J].熱加工工藝，2016.

[4] 姚建華.激光復合制造技術研究現狀及展望[J].電加工與模具，2017.

作者簡介：楊偉偉（1989—），男，湖北宜城人，本科，中級機械工程師。

（作者單位：武漢逸飛激光設備有限公司）