[发明专利]一种用于电池系统的激光焊接方法

权利要求书

1.一种用于电池系统的激光焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、对电池盖的焊接点进行预处理；

步骤二、在预处理后的所述焊接点填充焊接材料，并将电池和电池盖夹持在夹具中；

步骤三、将所述夹具放置在最大功率为400W，波长为1071nm，M2值约为1.08的连续波Yb掺杂光纤激光器处对所述焊接材料进行焊接，形成焊接接头；

步骤四、对所述焊接接头进行检测；

步骤五、检测合格之后，完成焊接。

2.根据权利要求1所述的一种用于电池系统的激光焊接方法，其特征在于，所述预处理的步骤如下：

机械清理：使用脉冲激光对所述电池盖的焊接点进行毛化作业，其中，所述毛化作业在所述焊接点形成多个毛化坑组，所述毛化坑组包括在所述焊接点阵列分布的多个毛化坑；

化学清洗：使用有机溶剂擦拭所述毛化坑去除其表面的杂质；

烘干：将清洗后的电池盖进行干燥处理。

3.根据权利要求2所述的一种用于电池系统的激光焊接方法，其特征在于，所述焊接材料为：液相温度为227℃的锡基填料和松香基助焊剂。

4.根据权利要求1所述的一种用于电池系统的激光焊接方法，其特征在于，所述焊接时，在激光和焊接点之间放置一个焦距为1000mm的玻璃透镜，用于照亮金属表面上约4.5mm1/e2直径的光斑，将激光束以近乎垂直的入射角照射在焊接点。

5.根据权利要求4所述的一种用于电池系统的激光焊接方法，其特征在于，所述激光的功率波动为1％。

6.根据权利要求1所述的一种用于电池系统的激光焊接方法，其特征在于，所述夹具包括底板、顶板、下层夹板、上层夹板及螺栓；其中，所述顶板和下层夹板通过所述螺栓固定在一起，所述顶板和上层夹板通过所述螺栓固定在一起，所述电池和电池盖夹持在下层夹板和上层夹板之间，所述激光经过顶板照射在焊接点。

7.根据权利要求1所述的一种用于电池系统的激光焊接方法，其特征在于，所述检测包括：

接触电阻的测量，采用四点探针方法，以获得固定长度样品的电阻，在其几何中心包含关节，通过传递已知电流来确定电阻，电阻由电压-电流曲线的斜率给出；

电压降是用针尖探头测量，电压探头相距21毫米，使用外部电源，万用表在高达10A的各种恒定电流下记录压降。

8.根据权利要求7所述的一种用于电池系统的激光焊接方法，其特征在于，所述检测还包括：

机械强度的测量，采用机械测试仪对焊点进行拉伸和剪切，从测量的力中获得拉伸剪切应力；

焊点面积测量，通过DC01片两侧的光学显微镜测量，使用图像处理软件分析在两个表面上拍摄的数字3D显微镜图像，关节面积是根据对比差异确定的，在两个表面上发现的重新凝固的填料材料的残余区域被认为是有效的粘合区域。

9.根据权利要求7所述的一种用于电池系统的激光焊接方法，其特征在于，所述电阻值的计算公式为：

其中，RW是导线电阻，RC是接触电阻，RDUT是电阻器的电阻。

10.根据权利要求7所述的一种用于电池系统的激光焊接方法，其特征在于，所述拉伸剪切应力的计算公式为：

其中，τ为剪切应力，F为剪切力N，A为剪切面积mm²。