動(dòng)力電池即為工具提供動(dòng)力來(lái)源的電源，多指為電動(dòng)汽車、電動(dòng)列車、電動(dòng)自行車、高爾夫球車提供動(dòng)力的蓄電池。動(dòng)力電池作為主要電源蓄電池廣泛應(yīng)用于工業(yè)、生活等方方面面。近期，隨著新能源汽車產(chǎn)銷火爆，中國(guó)已然成為全球市場(chǎng)，一時(shí)之間，關(guān)于動(dòng)力電池上下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展廣受媒體關(guān)注。
動(dòng)力電池是新能源汽車的核心零部件，直接決定整車性能，其生產(chǎn)流程可分為前端、中端和后端設(shè)備，設(shè)備的精度和自動(dòng)化水平將直接影響到電池的效率和一致性。2020年動(dòng)力鋰電池的總需求量將達(dá)37GWh，是2014年的十倍以上，動(dòng)力電池?cái)U(kuò)產(chǎn)將直接拉動(dòng)設(shè)備需求。而作為鏈接上游原料和下游產(chǎn)品的中游設(shè)備，激光焊接工藝開(kāi)始進(jìn)入人們視野，但其工藝應(yīng)用的神秘性，至今還蒙上一層神秘面紗。得益于身在激光行業(yè)內(nèi)，筆者今日摸著行業(yè)發(fā)展的脈搏點(diǎn)準(zhǔn)六大穴位，借機(jī)撥開(kāi)面紗，揭秘激光焊接在動(dòng)力電池行業(yè)的應(yīng)用。
穴位1：全融合
對(duì)于動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)簡(jiǎn)而言之，激光焊接是一個(gè)將正負(fù)極材料、隔膜和電解液等原材料化零為整的融合制造過(guò)程，是整個(gè)動(dòng)力電池生產(chǎn)流程中的關(guān)鍵工藝。將所有原材料焊接成電池電芯、PACK模組，可直接用于傳統(tǒng)消費(fèi)電子、電子工具、電動(dòng)自行車、儲(chǔ)能電站及新能源汽車領(lǐng)域。
另一方面，激光焊接在動(dòng)力電池中的地位也可以從焊接設(shè)備的成本價(jià)值上體現(xiàn)出來(lái)。以電池原料為對(duì)比，原料在成本中占比是持續(xù)性的且以噸為單位購(gòu)入;激光焊接設(shè)備基本是一次性到位，不同工藝或類型的焊接設(shè)備價(jià)值數(shù)額在數(shù)十萬(wàn)位至數(shù)百萬(wàn)位人民幣，在電池廠投入中占比5-15%，在電池組pack廠投入占比10-40%不等。
穴位2：全對(duì)比
電池制造過(guò)程涉及的焊接技術(shù)十分廣泛，如超聲波焊、電阻焊和激光焊接等。焊接方法與工藝的合理選用，直接影響電池的生產(chǎn)成本、質(zhì)量的可靠性與使用的安全性。激光焊接作為電池生產(chǎn)一項(xiàng)非常重要的工藝環(huán)節(jié)，對(duì)電池的一致性，穩(wěn)定性和安全性有很大的影響，動(dòng)力電池激光焊接部位多，工藝難度大，對(duì)焊接工藝要求更高。通過(guò)高效精密的激光焊接可以大大提高汽車動(dòng)力電池安全性、可靠性和使用壽命，必將為今后的汽車動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展提供重要保障。
對(duì)比發(fā)現(xiàn)，激光焊接優(yōu)勢(shì)在于焊材損耗小、被焊接工件變形小、設(shè)備性能穩(wěn)定易操作，焊接質(zhì)量及自動(dòng)化程度高。其工藝上的優(yōu)勢(shì)是其它焊接方式無(wú)法比擬的。
穴位3：全工藝
動(dòng)力電池的電芯按其外型可分方形、圓柱、軟包、18650等不同類型，在所有形狀電池中，激光焊接工藝應(yīng)用最全面的為圓柱電池焊接，在此以圓柱動(dòng)力電池工藝流程為例，激光焊接的工序應(yīng)用如下圖所示：
經(jīng)歷上述激光焊接工序后，繼續(xù)一步將單體電芯多個(gè)組裝，就形成應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車上的PACK電池組，如國(guó)際領(lǐng)跑的特斯拉就應(yīng)用了7000多塊松下NCR 18650 3100mah電池合成的PACK電池組，以此來(lái)滿足高續(xù)航能力。
穴位4：更高效
市場(chǎng)上應(yīng)用于動(dòng)力電池的激光設(shè)備從外觀上看雖是“亂花漸欲迷人眼”，但最終達(dá)成的殊途同歸的作用。以工藝的復(fù)雜程度和設(shè)備占用空間上區(qū)分，激光焊接設(shè)備基本可以分為三種類型：中試設(shè)備、全自動(dòng)工作站和全自動(dòng)流水線。
中試設(shè)備，基本為單機(jī)半自動(dòng)操作臺(tái)，應(yīng)用于初期中試產(chǎn)品的測(cè)試和小批量生產(chǎn)。
