目前激光加工技術(shù)作為一種替代傳統(tǒng)焊接技術(shù)已廣泛應(yīng)用于鋰電制造設(shè)備之中。
在激光焊接技術(shù)領(lǐng)域，基于振鏡掃描的激光焊接技術(shù)具有精度高，速度快，方便靈活等特點(diǎn)，在動(dòng)力電池一致性和生產(chǎn)效率的提升上，具有突出優(yōu)勢(shì)；同時(shí)振鏡系統(tǒng)安裝在機(jī)械手上，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可實(shí)現(xiàn)靈活的遠(yuǎn)程焊接。
掃描振鏡激光系統(tǒng)主要由激光器、擴(kuò)束鏡、電機(jī)底座、振鏡電機(jī)、X軸和Y軸反射鏡和F-THETA聚焦鏡等部件構(gòu)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(yīng)用。
目前市面上的掃描振鏡激光焊接系統(tǒng)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脈沖激光器或光纖激光器作為焊接光源的焊接系統(tǒng)；另一種是高功率激光掃描振鏡焊接，通常采用功率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(tǒng)，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(tǒng)在18650 電池及其模組制造的應(yīng)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(shí)間分光激光焊接機(jī)，可以搭載數(shù)臺(tái)振鏡焊接系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)倍的效率提升，通過(guò)激光器內(nèi)高速振鏡擺動(dòng)將脈沖激光分配到數(shù)臺(tái)振鏡系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)1 秒種4 個(gè)以上的電池極耳焊接。
相比于小功率激光掃描振鏡焊接系統(tǒng)，高功率激光掃描振鏡焊接系統(tǒng)在鏡片材料、鏡片的鍍膜、散熱結(jié)構(gòu)、制造工藝和裝配工藝等領(lǐng)域都有了更高的技術(shù)提升。主要表現(xiàn)在：首先由于鏡片需要承受更高的功率，因此鏡片需要具有很強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，這就導(dǎo)致了鏡片肖材選擇更加單一，在高功率平場(chǎng)鏡頭及準(zhǔn)直鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)上難度也大大提高。
其次為了承受更大能量的激光，對(duì)鍍膜工藝的要求也極為嚴(yán)格，需要更為專業(yè)的鍍膜設(shè)備及更加合理的膜系。
最后由于激光功率很大，必然帶來(lái)系統(tǒng)溫度的升高，因此系統(tǒng)的冷卻就成為重中之重，因?yàn)榧纫_保光學(xué)部件、電器部件的工作溫度保持在合適的范圍內(nèi)，還要保證工作過(guò)程中的絕對(duì)可靠性及冷卻線路布置的合理性和最優(yōu)效果。
在全球范圍內(nèi)，具備生產(chǎn)和研發(fā)高功率激光掃描振鏡焊接系統(tǒng)的企業(yè)僅5家左右，而國(guó)內(nèi)擁有相關(guān)技術(shù)的企業(yè)僅大族激光一家。2015年，大族激光推出的首臺(tái)自主研發(fā)的工業(yè)用 高功率激光振鏡加工系統(tǒng)Dragon可適用于6kW以下光纖激光器的加工應(yīng)用，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)?strong>動(dòng)力電池模組的激光焊接。
大族激光裝備事業(yè)部總監(jiān)劉昊指出，相較于傳統(tǒng)的機(jī)械手臂激光焊接，掃描振鏡激光焊接的最大優(yōu)點(diǎn)是不受機(jī)械手臂電機(jī)速度限制，能夠靈活實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)大范圍任意曲線的高速焊接，體現(xiàn)了激光高速焊接的效率優(yōu)勢(shì)和工藝優(yōu)勢(shì)。
特別是高功率激光掃描振鏡焊接系統(tǒng)，正在越來(lái)越多地成為動(dòng)力電池大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備的選擇，從模組焊接逐漸向其他電芯產(chǎn)品焊接應(yīng)用發(fā)展，在未來(lái)的動(dòng)力電池大規(guī)模制造中，激光焊接會(huì)有更加廣泛和普遍的應(yīng)用。
