本文我們回答以下幾個(gè)問題。

電池焊接的挑戰(zhàn)是什么？

清洗方法有哪些？

為什么選擇激光清洗？

應(yīng)用案例

1. 挑戰(zhàn)？

存在的問題

在電池模塊或組件制造中，極耳與電芯焊接強(qiáng)度較弱，或者沒有焊接強(qiáng)度。（注：極耳就是從電芯將正負(fù)極引出來的金屬導(dǎo)電體）

零件表面污染會(huì)導(dǎo)致焊接接頭的電導(dǎo)率降低，最終限制了電池組的整體性能。

產(chǎn)生的原因

在焊接工序之前，運(yùn)輸和處理電池的過程中會(huì)引入污染物，并產(chǎn)生氧化物。尤其當(dāng)電池是通過航海運(yùn)輸時(shí)。

解決的方法

在焊接前，去除焊縫接頭處的污染物，同時(shí)應(yīng)避免零件損傷和產(chǎn)生危險(xiǎn)碎片。

陽(yáng)極和陰極的表面清洗能夠確保高質(zhì)量焊接

電池性能與電芯和極耳之間的連接質(zhì)量大大相關(guān)。有許多技術(shù)用于這一目的：激光焊接，電阻焊接，MicroTIG焊接，超聲金屬焊接。然而，焊縫接頭的質(zhì)量還取決于零件的清潔度。正負(fù)極表面的污染物包括油脂，油，腐蝕抑制劑和加工中的其它化合物。這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊縫處熔接不良、裂紋和孔隙等問題。解決的方法，就是在焊接前清潔表面。

2.用什么方法清洗電池表面？

用于清洗電池表面的方法主要有兩種：介質(zhì)爆破清洗（噴砂或者干冰爆破清洗）和激光清洗。

介質(zhì)爆破清洗是使用磨料直接撕開表面污染物。盡管該過程是有效的，但也會(huì)導(dǎo)致一些微凹槽，從而影響到成品的焊接強(qiáng)度和外觀。如果使用正確，激光清洗不會(huì)損傷表面。正是這一種不損壞表面也能清洗表面的能力，使得激光清洗有效的改善了整個(gè)焊接過程。

3.什么是激光清洗（燒蝕）？

通過清洗電池陽(yáng)極和陰極表面，提供了一個(gè)原始且重復(fù)性好的表面質(zhì)量，從而大大提高后續(xù)焊接質(zhì)量和成品率。不管焊接采用何種工藝，例如電阻焊接、激光焊接還是超聲波金屬焊接，表面清洗都顯著有效。

激光清洗是將激光聚焦到基材上從而去除表面材料的過程（見上面的圖片）。這一過程也叫做燒蝕。材料的去除量取決于激光強(qiáng)度、脈寬和波長(zhǎng)，以及材料本身，即吸收激光的能力和破壞該區(qū)域化學(xué)鍵所需能量。該過程采用脈沖納秒光纖激光器或者連續(xù)波激光器來實(shí)現(xiàn)。前者由于激光功率密度高而應(yīng)用更加廣泛。

相比較傳統(tǒng)的介質(zhì)爆破方法，如噴砂和干冰爆破，激光清洗有許多好處：清洗速度快、操作方法和環(huán)境要求靈活、安全、成本效益高，且對(duì)環(huán)境更加友好。

電池行業(yè)正在轉(zhuǎn)向使用激光清洗電池連接面，以提高焊接質(zhì)量和降低成本。

快速

激光清洗快速和干凈地去除表面污染物，減少了后續(xù)處理的需要。有報(bào)道指出，激光清洗比傳統(tǒng)介質(zhì)爆破清洗過程快15倍。這減少了清洗時(shí)間，大大提高生產(chǎn)節(jié)拍，降低了制造成本。

安全

激光清洗不使用磨料。磨料爆破清洗作業(yè)會(huì)產(chǎn)生較多粉塵和較高噪聲。對(duì)暴露在該環(huán)境下的工人，會(huì)引起矽肺、肺癌和呼吸等問題。激光清洗只產(chǎn)生非常少量的粉塵，即零件表面清除的材料。這些少量粉塵很容易通過吸塵裝置搜集。激光清洗作業(yè)相對(duì)安靜，不需要帶耳塞來抑制聲音。

成本效益高

激光清洗系統(tǒng)的總成本大大低于介質(zhì)爆破系統(tǒng)所需成本。

4.應(yīng)用案例

激光燒蝕清除電池表面的污垢，顯著提高焊接可靠性。

左圖是激光燒蝕前表面，右圖是燒蝕后表面。

電池正負(fù)極表面的指紋，通過激光燒蝕清洗去除?？蛻魧?duì)有無(wú)指紋的兩組焊接件對(duì)比，并進(jìn)行拉力測(cè)試。試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明激光燒蝕清洗表面，明顯提高焊接強(qiáng)度。

左圖箭頭指示區(qū)域有指紋，右圖是激光清洗后表面。