電池為什么越來越多采用激光焊接?同樣是把金屬連接在一起，點焊、超聲焊也能用，為何鋰電池產(chǎn)線卻更愿意把關(guān)鍵工位交給激光?答案往往不止一個：它既關(guān)系到連接可靠性，也牽動著一致性、良率、節(jié)拍與安全。激光焊接并不是“更高級的焊”，而是更適合鋰電制造需求的連接方式之一。

一、激光焊接在電池制造中到底解決了什么問題?

鋰電池的連接對象多為銅、鋁、鎳及其鍍層材料，既要求低電阻、又要求強度穩(wěn)定，還要兼顧熱影響可控。激光焊接的優(yōu)勢通常體現(xiàn)在以下幾個方面：

能量集中、熱影響區(qū)小

激光能量密度高、作用時間短，更容易控制熱擴散，減少對隔膜、極耳涂層、密封膠等敏感部位的傷害。

節(jié)拍與自動化友好

激光焊可實現(xiàn)高速掃描、連續(xù)焊、遠程焊，容易與機器人、視覺定位、在線檢測結(jié)合，適配大規(guī)模產(chǎn)線。

焊點一致性更易管理

參數(shù)可數(shù)字化、可追溯，配合功率閉環(huán)、同軸監(jiān)控(如熔池監(jiān)測)更便于做過程控制。

結(jié)構(gòu)適配性強

不同產(chǎn)品形態(tài)(圓柱、方形、軟包)與不同連接形態(tài)(搭接、對接、點焊、密封焊)都能找到對應(yīng)激光方案。

當(dāng)然，激光焊也不是“萬能鑰匙”。它對裝配間隙、表面清潔度、夾具定位、反射材料處理更敏感;工藝窗口不穩(wěn)時，飛濺、虛焊、燒穿等問題同樣會出現(xiàn)。

二、電池激光焊接常見應(yīng)用場景：焊哪里、為什么焊這里

激光焊在鋰電行業(yè)的應(yīng)用，大致可按“電芯層級”和“模組/電池包層級”來理解。

1)電芯層級：極耳與殼體/蓋板連接

方形/圓柱電芯蓋板與極柱/集流件連接

這類位置要求導(dǎo)電好、強度高，并且焊接缺陷可能直接影響內(nèi)阻、發(fā)熱與壽命。

軟包電芯極耳與鋁塑膜結(jié)構(gòu)相關(guān)連接(更多見于轉(zhuǎn)接件/引出端)

軟包對熱更敏感，焊接方案更強調(diào)熱影響控制與夾具散熱設(shè)計。

2)模組層級：極耳匯流、連接片與母排焊接(決定一致性與壓降)

極耳(Al/Cu)與連接片/匯流排(多為Al/Cu/Ni)

目標是低電阻、低熱、穩(wěn)定的機械強度。尤其是銅材反射率高、導(dǎo)熱快，焊接更依賴合適波長、表面處理與工藝窗口。

多層疊焊(例如多片極耳與匯流排)

對能量輸入、壓緊力一致性、間隙控制要求高，常見做法是配合精密壓緊夾具與視覺對位。

3)PACK層級：母排/端子/結(jié)構(gòu)件焊接(決定裝配效率與維修性)

高壓連接端子、母排與結(jié)構(gòu)件的連接

重點是導(dǎo)電可靠、抗振動、抗熱循環(huán)，同時還要考慮絕緣間距與防呆設(shè)計。

殼體或局部密封焊(視方案而定)

某些結(jié)構(gòu)會用激光進行局部密封或加強焊，強調(diào)氣密與一致性。

三、激光焊接工藝要點：影響質(zhì)量的不是“功率一個數(shù)”

1)材料與表面狀態(tài)：清潔度決定工藝窗口寬不寬

油污、氧化膜、鍍層不均會導(dǎo)致吸收率波動，進而出現(xiàn)虛焊、飛濺、氣孔。

現(xiàn)場常見做法：上線前清潔、等離子處理、刷磨/激光清洗(視成本與產(chǎn)品要求)。

2)裝配間隙與壓緊：間隙越大，越難焊穩(wěn)

激光焊對搭接間隙敏感，間隙導(dǎo)致熔池不穩(wěn)定、孔洞和未熔合概率上升。

夾具不僅是“固定”，更承擔(dān)壓緊一致性、散熱路徑、定位重復(fù)性的任務(wù)。

3)焊接路徑與能量分配：點焊、線焊、擺動焊各有邏輯

點焊：適合小連接面積、節(jié)拍快，但對單點缺陷敏感。

線焊/環(huán)焊：更均勻，適合密封或高可靠連接。

擺動焊/振鏡掃描：可擴大熔寬、改善搭接容差，但參數(shù)組合更復(fù)雜。

4)關(guān)鍵參數(shù)組合：功率、速度、焦點、脈沖/連續(xù)模式

功率與速度決定單位長度能量輸入;

焦點位置影響熔深與熔寬;

脈沖/連續(xù)影響熱累積、飛濺與成形;

對銅、鋁等高反材料，常需要更謹慎的窗口驗證與穩(wěn)定的過程監(jiān)控。

5)在線監(jiān)控與追溯：把“事后篩”變成“過程控”

成熟產(chǎn)線會引入：

同軸視覺/光譜/反射信號監(jiān)測

能量閉環(huán)與報警閾值

焊后電阻、外觀、尺寸或拉力抽檢策略

這樣能明顯降低“批量隱患”的風(fēng)險。

四、常見缺陷與排查思路：從現(xiàn)象反推原因更高效

虛焊/未熔合：多與間隙大、能量不足、表面氧化、焦點偏移有關(guān)。

燒穿/過焊：能量過高、速度過慢、壓緊不足導(dǎo)致局部熱累積。

飛濺大：表面污染、參數(shù)窗口不穩(wěn)、材料鍍層問題或起始段能量過沖。

氣孔/裂紋：材料含氣、表面污物、冷卻速度與應(yīng)力分布不合理。

焊斑發(fā)黑/不均：保護氣、清潔度、熱影響區(qū)控制與重復(fù)定位偏差需重點檢查。

五、鋰電池生產(chǎn)工藝流程：從“材料”到“出廠”的主線梳理

鋰電池制造通常分為三大段：前段(電極制造)—中段(電芯裝配)—后段(化成分容與檢測)。不同電芯形態(tài)(圓柱/方形/軟包)細節(jié)略有差異，但主邏輯相通。

(一)前段：電極制造(決定一致性與容量基礎(chǔ))

配料與攪拌：正負極漿料按配方混合，控制粘度、固含量與分散。

涂布：把漿料涂在集流體(鋁箔/銅箔)上，厚度與面密度影響容量和倍率。

烘干：去除溶劑，避免殘留影響后續(xù)電化學(xué)性能。

輥壓：提升壓實密度與一致性，影響能量密度與內(nèi)阻。

分切/模切：形成合適寬度或片狀極片，邊緣毛刺控制很關(guān)鍵。

極片烘烤(視工藝而定)：進一步控水，降低副反應(yīng)風(fēng)險。

(二)中段：電芯裝配(決定安全結(jié)構(gòu)與內(nèi)阻路徑)

卷繞/疊片：把正極、隔膜、負極組合成電芯核心結(jié)構(gòu)。

極耳成形與連接(焊接高頻出現(xiàn))：極耳整理、裁切、匯集，隨后與集流件/極柱連接，激光焊在這里常作為主力方案之一。

入殼/封裝：

圓柱：入殼、封口結(jié)構(gòu)配合;

方形：裝入殼體、上蓋板組件;

軟包：熱封鋁塑膜成型。

注液：注入電解液并靜置潤濕，注液量與潤濕時間影響一致性。

預(yù)封/終封：結(jié)構(gòu)密封到位，為后段化成做準備。

(三)后段：化成分容與檢測(決定出廠一致性與壽命篩選)

化成：首次充放電形成SEI膜，是性能穩(wěn)定的關(guān)鍵步驟。

分容：按容量/內(nèi)阻等指標分檔，保證后續(xù)模組一致性。

老化/靜置：觀察自放電、內(nèi)壓與電性能漂移。

終檢：OCV、內(nèi)阻、漏液/氣密(視結(jié)構(gòu))、外觀與安全項檢測。

入庫待組裝：合格電芯進入模組與PACK段。

(四)模組與PACK制造：把“電芯能力”變成“系統(tǒng)能力”

電芯配組：按容量/內(nèi)阻/一致性匹配，避免“短板效應(yīng)”。

模組裝配與連接(激光焊再次登場)：極耳匯流、連接片/母排焊接。

PACK集成：BMS、熱管理、結(jié)構(gòu)件、線束、高壓系統(tǒng)裝配。

整包測試：絕緣、耐壓、功能、安全、充放電性能與通訊測試。

出廠與追溯：關(guān)鍵工序數(shù)據(jù)(含焊接參數(shù)與檢測結(jié)果)形成可追溯鏈條。

六、激光焊接與整線良率的關(guān)系：工藝、設(shè)備、管理缺一不可

激光焊能把連接做得更穩(wěn)定，但前提是“系統(tǒng)條件到位”。想在產(chǎn)線上持續(xù)跑穩(wěn)，通常要同時做好三件事：

工藝驗證：材料批次變化、鍍層差異、結(jié)構(gòu)公差都要納入DOE/窗口驗證。

設(shè)備穩(wěn)定：光路清潔、功率標定、夾具磨損、視覺標定都要有周期管理。

質(zhì)量閉環(huán)：焊前(清潔與定位)—焊中(監(jiān)控與報警)—焊后(抽檢與數(shù)據(jù)分析)形成閉環(huán)，而不是只靠終檢攔截。

從電芯到模組再到PACK，鋰電池的可靠性往往被“連接”這一環(huán)反復(fù)考驗。激光焊接之所以成為主流方案之一，不僅因為它能焊得快，更因為它在可控性、自動化與一致性方面更貼近規(guī)?；a(chǎn)的要求。把激光焊的應(yīng)用場景、工藝要點與整線流程串起來理解，你會發(fā)現(xiàn)：焊接不是孤立工位，而是貫穿電池制造全流程的質(zhì)量節(jié)點。