鋰電池防爆閥/密封鋁釘——焊接工藝詳解

硬殼電池結(jié)構(gòu)件包括圓柱和方形結(jié)構(gòu)件，本文以方形為展開介紹，電池通常由殼體和蓋板組成。

蓋板

蓋板的主要功能包括：

1）固定/密封功能：頂蓋與鋁殼激光焊接，包裹固定裸電芯并實現(xiàn)密封作用；

2）電流導(dǎo)通功能（極柱）：在電池中，頂蓋極柱、轉(zhuǎn)接片和電芯極耳焊接導(dǎo)通，保證電芯充放電電流導(dǎo)通的功能；在模組中，頂蓋極柱與匯流排激光焊接、螺栓連接，形成串/并聯(lián)；

3）泄壓功能（防爆片）：當(dāng)電池出現(xiàn)異常，內(nèi)部氣壓增大至一定值，頂蓋防爆閥將開啟進行泄壓，降低爆炸風(fēng)險；

4）降低電腐蝕：正極上塑膠采用導(dǎo)電PPS，保證正極柱與頂蓋板間有一定阻值，降低正極柱與鋁殼間的電位差，防止頂蓋板/鋁殼電腐蝕，進而提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命

殼體

殼體的制造相對簡單，主要采用連續(xù)拉伸工藝。由于蓋板集成部件較多，工藝較為復(fù)雜，且在實際作用時，防爆閥開啟后電解液容易飛濺至蓋板接線造成二次事故，因此出現(xiàn)了將防爆閥轉(zhuǎn)移至殼體的現(xiàn)象。

下面簡要介紹一些焊接工藝細節(jié)

1、電池防爆閥焊接（Safety vent welding）

防爆閥是電池封口板上的薄壁閥體，當(dāng)電池內(nèi)部壓力超過規(guī)定值時，防爆閥閥體率先破裂泄氣，釋放壓力，避免電池爆裂。防爆閥結(jié)構(gòu)巧妙，多用激光焊接牢固一定形狀的鋁質(zhì)金屬片。當(dāng)電池內(nèi)部壓力升高到一定值時，鋁片從設(shè)計的凹槽位置處破裂，防止電池進一步膨脹造成爆炸。因而這道工序?qū)す夂附庸に囈髽O為嚴(yán)格，要求焊縫密封，嚴(yán)格控制熱輸入量，保證焊縫的破壞壓力值穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)(一般在0.4~0.7MPa)，過大或太小都會對電池的安全性造成很大影響。

這道工序?qū)す夂附庸に囈髽O為嚴(yán)格。沒有采用連續(xù)激光焊接之前，電池防爆閥的焊接都是采用脈沖激光器焊接，通過焊點與焊點的重疊和覆蓋來實現(xiàn)連續(xù)密封焊接，但焊接效率較低，且密封性相對較差。采用連續(xù)激光焊接可以實現(xiàn)高速高質(zhì)量的焊接，焊接穩(wěn)定性、焊接效率以及良品率都能夠得到保障。

防爆閥激光焊接樣品展示

作為電芯焊接的最后一道工序，密封釘焊接的良率尤為重要。密封釘焊接時由于有殘留電解液的存在，導(dǎo)致有爆點、針孔等缺陷，而抑制這些缺陷的關(guān)鍵方式則是減小熱輸入量，采用激光焊接可以大幅提高穩(wěn)定性和兼容性，從而使良率得到極大的提升。

防爆閥和鋁釘是厚度很薄的沖壓件，在鋁材料的激光焊接中，由于光纖的直徑太小，或者由于激光功率的設(shè)定太高，所以經(jīng)常會出現(xiàn)凸起、氣孔和氣泡等問題，影響飛濺的因素有很多，包括材料本身的特性、材料的潔凈程度等。

而合適的生產(chǎn)廠家以及一款適配的防爆片與鋁釘對激光焊接幫助是立竿見影的，不僅能材料上保障焊縫密封以及焊縫的爆破壓力值穩(wěn)定等等，還能從源頭保障防爆片的表面平整度，避免對電池的安全性造成影響。

（電池鋁釘）

（禾聚精密電池防爆片）