市場需求提升 大族再升級激光焊接工藝

焊接技術廣泛應用於鋰電池電芯製造和電池的PACK 成組，其工藝水準直接將影響鋰電池的導電性、強度、氣密性、金屬疲勞和耐腐蝕性等性能。

目前激光加工技術作為一種替代傳統焊接技術已廣泛應用於鋰電製造設備之中。

在激光焊接技術領域，基於振鏡掃描的激光焊接技術具有精度高，速度快，方便靈活等特點，在動力電池一致性和生產效率的提升上，具有突出優勢；同時振鏡系統安裝在機械手上，易於實現自動化，可實現靈活的遠程焊接。

掃描振鏡激光系統主要由激光器、擴束鏡、電機底座、振鏡電機、X軸和Y軸反射鏡和F-THETA聚焦鏡等部件構成。在焊接電池模組、電芯軟連接片、電池防 爆閥等工序上，有著廣泛的應用。

目前市面上的掃描振鏡激光焊接系統分為兩種，一種是小功率激光掃描振鏡焊接，通常指使用功率在1kW以下、以YAG脈衝激光器或光纖激光器作為焊接光源的焊接系統；另一種是高功率激光掃描振鏡焊接，通常採用功率1kw以上的激光器作為焊接光源，搭配功率4~6kW 的光纖激光器的焊接系統，可高速穿透焊接厚度為2~3mm 的鋁及鋁合金。

其中小功率激光掃描振鏡焊接系統在18650 電池及其模組製造的應用最為廣泛，包括18650蓋帽防爆閥焊接、蓋帽鋁圈焊接、蓋帽電芯極耳焊接、模組匯流片焊接等幾乎所有焊接工序等。

在18650蓋帽--電芯極耳的焊接工藝上，大族激光推出的ST300高速時間分光激光焊接機，可以搭載數台振鏡焊接系統，實現數倍的效率提升，通過激光器內高速振鏡擺動將脈衝激光分配到數台振鏡系統上，實現1 秒種4 個以上的電池極耳焊接。

相比於小功率激光掃描振鏡焊接系統，高功率激光掃描振鏡焊接系統在鏡片材料、鏡片的鍍膜、散熱結構、製造工藝和裝配工藝等領域都有了更高的技術提升。主要表現在：首先由於鏡片需要承受更高的功率，因此鏡片需要具有很強的熱穩定性，這就導致了鏡片肖材選擇更加單一，在高功率平場鏡頭及準直鏡頭的光學設計上難度也大大提高。

其次為了承受更大能量的激光，對鍍膜工藝的要求也極為嚴格，需要更為專業的鍍膜設備及更加合理的膜系。

最後由於激光功率很大，必然帶來系統溫度的升高，因此系統的冷卻就成為重中之重，因為既要確保光學部件、電器部件的工作溫度保持在合適的範圍內，還要保證工作過程中的絕對可靠性及冷卻線路布置的合理性和最優效果。

在全球範圍內，具備生產和研發高功率激光掃描振鏡焊接系統的企業僅5家左右，而國內擁有相關技術的企業僅大族激光一家。2015年，大族激光推出的首台自主研發的工業用 高功率激光振鏡加工系統Dragon可適用於6kW以下光纖激光器的加工應用，主要應用領域為動力電池模組的激光焊接。

大族激光裝備事業部總監劉昊指出，相較於傳統的機械手臂激光焊接，掃描振鏡激光焊接的最大優點是不受機械手臂電機速度限制，能夠靈活實現平面內大範圍任意曲線的高速焊接，體現了激光高速焊接的效率優勢和工藝優勢。

特別是高功率激光掃描振鏡焊接系統，正在越來越多地成為動力電池大規模生產設備的選擇，從模組焊接逐漸向其他電芯產品焊接應用發展，在未來的動力電池大規模製造中，激光焊接會有更加廣泛和普遍的應用。

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