歡迎各位小伙伴來(lái)到“PACK工藝系列合集”！新能源汽車(chē)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，帶動(dòng)動(dòng)力電池包（PACK）制造工藝不斷革新。作為電池系統(tǒng)的“骨骼”與“神經(jīng)”，激光焊接技術(shù)以高精度、高強(qiáng)度的特性，成為保障電池安全性與可靠性的核心工藝。接下來(lái)將從激光焊接的概念、關(guān)鍵步驟、性能要求及未來(lái)趨勢(shì)四大維度，解析激光焊接如何為動(dòng)力電池注入強(qiáng)勁“粘合力”。

電池包PACK制造工藝系列①：電芯預(yù)處理——電芯一致性如何保證及解決！

電池包PACK制造工藝系列②：模組或CTP模塊裝配——電池包的“高階積木”如何裝配？

01 激光焊接的核心概念：從“熱熔”到“精密縫合”

激光焊接利用高功率密度的激光束（波長(zhǎng)1064nm或532nm），通過(guò)聚焦形成微小熱源區(qū)，使金屬材料瞬間熔化并形成焊縫。其核心優(yōu)勢(shì)在于：

能量集中：功率密度可達(dá)10? W/cm2，熱影響區(qū)僅0.3mm，減少對(duì)電池材料的損傷；

材料兼容性：可焊接鋁、銅、鎳等高反材料，尤其適用于動(dòng)力電池中鋁殼體（厚度0.6~0.8mm）與銅極耳的異種金屬連接；

工藝靈活性：支持脈沖焊（用于薄材防爆閥）與連續(xù)焊（用于殼體密封），適配方形、圓柱、軟包電池全場(chǎng)景。

以特斯拉4680電池為例，其極耳環(huán)形焊接采用多軸激光技術(shù)，焊點(diǎn)一致性達(dá)99.9%，顯著提升導(dǎo)電效率與安全性。

動(dòng)力電池的激光焊接貫穿電芯制造、模組組裝兩大階段，需嚴(yán)控五大核心環(huán)節(jié)：

激光清洗前后的極柱表面對(duì)比

• 殼體與蓋板密封：采用連續(xù)激光焊接鋁合金殼體（Al3003），焊接速度達(dá)200mm/s，焊縫氣孔率＜2%，確保耐壓1MPa不泄漏；

• 防爆閥焊接：0.1mm鋁片采用脈沖激光拼接焊，破壞壓力精確控制在0.4~0.7MPa，防止電池過(guò)壓爆炸。

• 預(yù)處理：極耳折彎后壓平至厚度公差±0.05mm，表面經(jīng)紫外激光清洗，提升鋁材吸收率30%；

• 焊接參數(shù)：銅-銅焊接采用1.5~2.5kW脈沖激光，鋁-鋁焊接采用綠光激光（532nm）掃描“之字形”軌跡，導(dǎo)電面積≥極耳截面的80%。

• 連接片焊接：多軸機(jī)器人實(shí)現(xiàn)電芯串并聯(lián)，焊點(diǎn)拉力＞30N（斷裂需發(fā)生在母材而非焊點(diǎn)）；

• 外殼密封：激光+電弧復(fù)合焊（功率3~5kW），焊縫抗拉強(qiáng)度≥母材85%，通過(guò)10萬(wàn)次振動(dòng)測(cè)試。

2是要做好CCD識(shí)別，避免焊接位置的偏差和偏移！

焊接定位與路徑規(guī)劃

• 極耳/極柱定位：通過(guò)CCD視覺(jué)引導(dǎo)機(jī)器人精準(zhǔn)抓取電芯，定位精度±0.1mm，適應(yīng)2000mm/s高速激光切割。
• 焊縫跟蹤：實(shí)時(shí)校正激光焦點(diǎn)位置，避免焊偏（如特斯拉4680電池環(huán)形焊縫一致性達(dá)99.9%）。

表面缺陷檢測(cè)

• 焊縫形貌分析：采用結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)，捕捉焊縫高度、塌陷深度（如檢測(cè)0.1mm塌陷）。
• 極片瑕疵識(shí)別：覆蓋涂布露箔、極耳毛刺、隔膜褶皺等20余類(lèi)缺陷，檢測(cè)速度達(dá)120m/min。

質(zhì)量一致性控制

• 焊后復(fù)檢：集成AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)）系統(tǒng)，通過(guò)X射線(xiàn)掃描焊縫氣孔率（要求＜5%）。
• 數(shù)據(jù)追溯：結(jié)合SPC（統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制）分析焊接參數(shù)波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)CPK＞1.67的工藝穩(wěn)定性。

接下來(lái)才是激光焊接，具體的原理如下所示：

動(dòng)力電池對(duì)焊接質(zhì)量的要求近乎苛刻，需通過(guò)三重檢驗(yàn)關(guān)卡：

• 拉力測(cè)試：極耳焊點(diǎn)承受＞30N拉力，模組外殼焊縫耐1MPa水壓；

• 氣密性檢測(cè)：充入0.3MPa氮?dú)?，壓降?kPa/min（等效IP67防水）。

• 接觸電阻：采樣端子焊接電阻＜100μΩ，溫升測(cè)試中通10A電流，溫度上升＜30℃；

• 缺陷檢測(cè)：AOI視覺(jué)系統(tǒng)識(shí)別飛濺、塌陷（毛刺＞0.1mm即判廢），X射線(xiàn)掃描氣孔率＜5%。

• 熱循環(huán)測(cè)試：-40℃~85℃循環(huán)100次，焊點(diǎn)無(wú)脫落；

• 鹽霧測(cè)試：激光打碼字符經(jīng)48小時(shí)5% NaCl噴霧仍清晰可辨。

常見(jiàn)焊接不良：漏焊、虛焊、炸點(diǎn)、焊偏、焊點(diǎn)不全等

激光焊接過(guò)程及焊接飛濺現(xiàn)象，引用自知乎-獨(dú)汆組一號(hào)（或公眾號(hào)LaserLWM）

隨著動(dòng)力電池產(chǎn)能向TWh級(jí)邁進(jìn)，激光焊接技術(shù)正向三大方向突破：

智能化：AI實(shí)時(shí)監(jiān)控200+參數(shù)（如功率、離焦量），預(yù)測(cè)焊點(diǎn)質(zhì)量準(zhǔn)確率98%，不良率從0.5%降至0.1%；

綠色化：綠光激光（532nm）能耗降低30%，適配固態(tài)電池納米級(jí)電極焊接；

集成化：六軸機(jī)器人實(shí)現(xiàn)CTC底盤(pán)一體化復(fù)雜結(jié)構(gòu)焊接，效率提升40%。

（四）焊后EOL檢測(cè)

EOL（End of Line）檢測(cè)是激光焊接后的關(guān)鍵質(zhì)量控制環(huán)節(jié)。通過(guò)一系列的檢測(cè)手段，如外觀檢查、無(wú)損檢測(cè)等，對(duì)焊接后的電池包進(jìn)行全面的質(zhì)量評(píng)估。EOL檢測(cè)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊接過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷，如焊縫不連續(xù)、氣孔、裂紋等，確保電池包在出廠前符合嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

包括：機(jī)構(gòu)組裝、電氣安規(guī)性能、BMS通信、內(nèi)部電器部件邏輯是否正常、電池之間電壓和溫度是否正常等功能測(cè)試。

作用：保證動(dòng)力電池系統(tǒng)功能正常，避免故障產(chǎn)品流入客戶(hù)端。

引用自：《電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)》

激光焊接是動(dòng)力電池包制造中“看不見(jiàn)的防線(xiàn)”，其工藝精度直接決定電池的壽命與安全。隨著新能源汽車(chē)向高壓化、長(zhǎng)續(xù)航演進(jìn)，激光焊接技術(shù)將持續(xù)突破材料與工藝極限，為綠色出行提供更可靠的“動(dòng)力粘合劑”。

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