[发明专利]多层极耳的激光焊接方法、激光焊接装置及锂电池

说明书

本申请涉及焊接技术领域，公开了一种多层极耳的激光焊接方法、激光焊接装置及锂电池。本申请中激光焊接方法包括以下步骤：包括：A、将第一极耳组和第二极耳组的多个极耳依次贴合设置并紧固，第一极耳组和第二极耳组的相邻极耳之间间隙不大于0.1mm；其中，第一极耳组和第二极耳组分别由不同金属材质制成；B、通过激光束照射第一极耳组和第二极耳组的待焊接位置上且向待焊接位置吹入保护气体，以将第一极耳组和第二极耳组的多个极耳焊接为一体的导电结构，本申请实现了多层异种金属材质极耳间的激光焊接，既保证了焊接质量，提高了企业生产效率，又降低了生产成本。

技术领域

本申请涉及焊接技术领域，尤其涉及多层极耳的激光焊接方法、激光焊接装置及锂电池。

背景技术

极耳连接，尤其是锂电池极耳连接，对于整个锂电池制造工艺的安全可靠性起到关键的作用，激光焊接的应用可以有效的解决锂电池生产过程中极耳焊接的难题。激光焊接时利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效高精密焊接方法。激光焊接时激光材料加工技术的最广泛的应用之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复功率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小形零件的精密焊接中。激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，原理可分为热传导型和深熔焊接，其中功率密度小于10⁴～10⁵w/cm²时为热传导焊接，此时熔深浅，焊接速度慢；功率密度大于10⁵～10⁷w/cm²时，金属表面受热作用下凹成“匙孔”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特性。发明人发现在锂电池制造工艺领域中，传统的极耳焊接只能实现最多两层铝极耳和两层铜极耳的激光焊接，且铜铝焊接时容易产生脆性相问题，无法实现三层铝极耳与三层铜极耳及更多层的铝极耳与铜极耳的可靠连接，使电池在结构设计方面极其复杂，制造加工难度大大提高。

发明内容

本申请的目的在于提供一种多层极耳的激光焊接方法、激光焊接装置及锂电池，本申请实现了多层异种金属材质极耳的激光焊接，既保证了焊接质量，提高了企业生产效率，又降低了生产成本。

为解决上述技术问题，本申请的第一方面提供了一种多层极耳的激光焊接方法，包括：A、将第一极耳组和第二极耳组的多个极耳依次贴合设置并紧固，所述第一极耳组和第二极耳组的相邻极耳之间间隙不大于0.1mm；其中，所述第一极耳组和第二极耳组分别由不同金属材质制成；B、通过激光束照射所述第一极耳组和第二极耳组的待焊接位置上且向所述待焊接位置吹入保护气体，以将所述第一极耳组和第二极耳组的多个极耳焊接为一体的导电结构。

本申请的第二方面提供了一种多层极耳的激光焊接装置，包括：光纤激光器；多自由度的机器人手臂，持有所述光纤激光器；控制系统，电性耦接所述光纤激光器及机器人手臂，以控制所述机器人手臂和光纤激光器执行如权利要求上述的多层极耳的激光焊接方法。

本申请的第三方面提供了一种锂电池，其特征在于，包括：由上述的多层极耳的焊接方法焊接得到的导电结构。

本申请实施例相对于现有技术而言，本申请实现了多层极耳的激光焊接，既保证了焊接质量，提高了企业生产效率，又降低了生产成本。

在第一方面的实施例中，所述焊接工艺参数包括：所述激光为连续波，所述激光波长为1064nm，所述激光的焊接功率为2000-2500W，焊接速度为20-45mm/s。

在第一方面的实施例中，所述焊接功率为2300W，所述焊接速度为30mm/s。

在第一方面的实施例中，所述多个第一极耳组为厚度0.2mm的铜极耳，所述第二极耳组为厚度0.4mm的铝极耳；所述待焊接位置为缝状，其焊接熔深为1.8mm。

在第一方面的实施例中，所述保护气体为氩气，所述氩气的气流速度为20L/min。