• 激光焊接爆點是多少？
• 爆炸點對鋰電池有什么影響？
• 爆點原因分析
• 爆點控制措施

在激光焊接中，焊接質(zhì)量和效率一直是各大鋰電池廠商關(guān)注的重點，同時設(shè)備的穩(wěn)定性也是電池生產(chǎn)效率和質(zhì)量的關(guān)鍵。

目前方形鋁殼電池生產(chǎn)中，頂蓋周邊焊接質(zhì)量對電池組裝生產(chǎn)的影響非常關(guān)鍵。目前最佳生產(chǎn)效率可達99.5%（方形鋁殼電池，殼體厚度0.6mm），但大多數(shù)情況下只能維持在97.5~98.5%左右。實際生產(chǎn)中，對焊縫質(zhì)量影響最大的是焊縫，爆點、針孔等缺陷較多，其次是虛焊、偏光等缺陷。

激光焊接爆點是多少？

鋰電池激光焊接產(chǎn)生的缺陷按其成型和性能分為：成型缺陷（氣孔飛濺、爆炸點、成型一致性差）、連接缺陷（裂紋、咬邊）、性能缺陷等。

爆點是鋰電池行業(yè)激光焊接點狀缺陷的俗稱，其實質(zhì)是飛濺的問題（也稱火爆）。造成飛濺的因素有很多，比如材料的清潔度、材料本身的純度、材料本身的特性等等，但激光器的穩(wěn)定性才是決定性因素。殼體表面出現(xiàn)凸起、氣孔、內(nèi)部出現(xiàn)氣泡等，一般是由于光纖芯徑太小或者激光能量設(shè)置過高造成的。

當(dāng)激光束持續(xù)加熱時，固態(tài)金屬轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，形成熔池。隨后，熔池中的液態(tài)金屬被加熱并“沸騰”。最終，材料吸收熱量汽化，沸騰改變內(nèi)部壓力，帶出周圍的液態(tài)金屬包裹，最終產(chǎn)生“飛濺”。

激光持續(xù)作用于材料，使材料氣化并劇烈膨脹，產(chǎn)生壓力，形成熔融狀態(tài)（左圖）。隨后，當(dāng)金屬蒸氣逸出時，產(chǎn)生高壓，將材料推至小孔頂部（中圖）。最終，飛濺物被推出小孔頂部，并粘附在表面形成熔體。

爆炸點對鋰電池的影響

爆點不單單是外觀問題，不同工藝的爆點對電池的影響也不同。

電池連接片焊接工藝：

影響連接片與頂蓋的連接強度和載流能力。如果飛濺物落在裸電池表面，會燒壞隔膜，造成極片間短路。如果殘留在電池內(nèi)部，會造成自放電異常。

在頂蓋焊接、封釘焊接過程中，爆炸點影響電芯的氣密性和殼體抵抗內(nèi)部膨脹的機械強度，使用過程中存在液體泄漏、水汽進入的隱患。

模塊包級別主要影響機械強度和過電流。

爆炸點原因

根據(jù)爆點的出現(xiàn)，一般可以分為黑色爆點、白色爆點兩種。

（1）黑色爆點產(chǎn)生的原因

激光穿過污點時會發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)形成氣體，直接影響熔池匙孔的穩(wěn)定性，形成黑色爆炸點。具體表現(xiàn)為熔池匙孔異常閉合，導(dǎo)致熔深不足、熔寬不足、表面未熔化或直接穿透母材，需要金相切割來輔助判斷。污染物的來源一般包括以下幾個方面：

① 進料中殘留異物

主要是由于加工過程中零件的流出所致，如沖孔、落料的設(shè)備潤滑油、調(diào)整、粘貼夾具的膠帶等。

②零部件包裝、運輸過程中的污染

這主要是因為頂蓋和鋁殼的鋒利邊緣以及包裝材料刮傷造成的有機物殘留。

③ 焊接過程中產(chǎn)生的污漬附著在焊縫上

例如，操作人員用臟手套抓電池芯，污染了待焊接的位置。

（2）銀爆點產(chǎn)生的原因

主要是由于激光深熔焊時，小孔的動態(tài)行為不穩(wěn)定。如果處于工藝窗口的上下限，很容易因外界環(huán)境的變化而導(dǎo)致小孔不穩(wěn)定，造成小孔破裂，飛濺物會造成熔深不足，外觀不合格。這種情況一般會伴有斷焊（部分未熔合、熔深不足、熔化不足、能量不足）。

保護氣體湍流，一般出現(xiàn)在拐角附近，并且通常伴有焊縫顏色的變化（氧化）。

激光焊接頭或軸晃動，造成鎖孔不穩(wěn)定。

預(yù)焊點焊位置不穩(wěn)定，熔化量突然變化。

環(huán)形點焊或復(fù)合焊，芯部功率與外環(huán)功率之比過大，熔深過深，小孔不穩(wěn)定。

工藝參數(shù)選擇接近工藝窗口的上下限，導(dǎo)致匙孔不穩(wěn)定。

來料表面含水量異常。

鋰電池激光焊接缺陷-爆點解決方案

關(guān)鍵在于實驗設(shè)計驗證問題，找到原因，然后有針對性地解決。

（1）保證焊縫表面間隙的一致性，間隙要小（根據(jù)現(xiàn)場和產(chǎn)品設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)）。

（2） 無污漬（可以人為涂抹藍(lán)膜、膠水等污漬來驗證是什么污漬，來自哪個工位、那個動作、那個夾具，程序動作是否合理）。

（3） 可用小力量擊打鋼板來檢查揮桿情況。

（4） 熔池不穩(wěn)定：注意不要將離焦量、保護氣體流量、軌跡、能量以及內(nèi)外環(huán)功率比選擇在工藝窗口的上下邊界上，以免小孔處于不穩(wěn)定狀態(tài)，受到環(huán)境波動的影響。

轉(zhuǎn)自：鋰電派

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