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激光焊接电动汽车电池的现状与挑战

2012-12-18 10:20
老猫
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  图4 显示对于不同的材料组合来说,超声焊和电阻焊的抗撕强度似乎更大。但是不同工艺之间的差异不大,在撕开基底的时候,样本经常被毁,可见焊接材料和基底材料一样牢固。

  评估焊接的电气性能也甚为有趣。使用三种工艺制成的搭接头显示出了几乎一致的电阻性。结果分析表明尽管激光焊接区域比电阻或超声波焊接区域要小很多,但搭接头的电阻与所使用的焊接工艺无关。相反,电阻与搭接头的材料有关,而不是与焊接工艺有关。

  存在的挑战

  虽然激光焊接非常适用于生产电池组,但应用于这一产业仍存在挑战。

  成功的激光焊接要求被焊基材之间紧密接触。这需要仔细紧固零件,以取得最佳效果。而这在纤薄的极耳基材上很难做好,因为它容易弯曲失准,特别是在极耳嵌入大型电池模块或组件的情况下。

  电池组装行业希望利用现有的焊接设备来收集加工数据,以跟踪焊接工艺,实现质量控制。超声波和电阻焊接设备目前已能提供这信息。另一方面,激光系统是定制的激光器、光学器件和运动控制系统的组合,专为某种应用量身定制。目前尚没有现成的设计用于电池极耳组装的激光焊接系统,能够提供加工监控信息以确保焊接质量和可靠性。

  最后, 要注意激光焊接是一个熔化过程。这意味着两个基底在激光焊接过程中会熔化。这一过程很快,因此整个热输入较低。但因为这是一个熔化过程,在焊接不同材料的时候就可能形成易碎的高电阻金属间化合物。铝-铜组合特别容易形成金属间化合物。这些化合物已证明对于微电子设备搭接头的短期电气性能和长期机械性能有负面影响。这些金属间化合物对于锂电池长期性能的影响尚不确定。

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