編者按

而可調節環形光斑模式激光器憑借靈活配置不僅能夠解決傳統激光焊接存在的焊接氣孔、飛濺、高系鋁焊縫裂紋等難題，同時大大提高焊接工藝質量和效率。

智能制造升級以及動力電池安全性能持續提升需求下，越來越先進的激光設備正在鋰電池制造中發揮關鍵作用。

當前激光焊接已經成為動力電池生產中不可或缺的標準工藝，包括電池防爆閥焊接、電池殼體與蓋板封口焊接、電池模組及PACK焊接、注液孔、電池組之間的串并聯焊接等數十道復雜工序。傳統激光技術已無法滿足動力電池規模生產的高安全性、一致性等要求。

而光纖激光器憑借著在提高效率、節省能耗、使用壽命、提供精度和制造工藝等方面諸多競爭優勢，正在鋰電池制造領域掀起技術革新。

作為全球領先的激光公司之一，Coherent相干公司不斷推陳出新，針對鋰電池制造過程中難點痛點研發新型光纖激光器——HighLightFL-ARM可調節環形光斑模式激光器，幫助鋰電池企業提升產品性能和降低成本。

HighLightFL-ARM激光器通過一根光纖提供兩束獨立控制的同軸激光光束。與傳統光纖激光器的光束不同，這種可調節環形光斑模式激光器輸出的光斑，由中心光斑和外邊一個環形光斑組成，且兩個光斑都可以實現激光功率和出光時間的實時獨立調整，為激光焊接工藝帶來了更大的靈活性和可能性。

如HighLightFL-ARM激光器使用外環光斑的前端對工件進行預熱，同時用中心光斑來形成焊接小孔，然后用外環光斑的后端來穩定熔池，進而減少飛濺、氣孔等缺陷。

當前動力電池電芯大都采用3000和1000系列鋁合金，模組和Pack則采用5000、6000、7000系列鋁合金材料，使用傳統激光焊接一直存在焊接氣孔、飛濺、高系鋁焊縫裂紋等難題待解，普遍焊接速度不高、穩定性及氣密性較差。

而可調節環形光斑模式激光器憑借靈活配置不僅能夠解決傳統激光焊接存在的焊接氣孔、飛濺、高系鋁焊縫裂紋等難題，同時大大提高焊接工藝質量和效率。

其搭載采用五步防后向反射工藝的系統，可以加工銅、鋁合金和黃銅等高反材料，并具備最高30mm的任意金屬、可變厚度的切割。

此外，HighLightFL-ARM激光器憑借光束動態調整，使用環形光斑融化焊絲，中心光束焊接匙孔，可做到幾乎無焊接氣孔、飛濺等情況，實現高效高質量生產。

下文以電芯焊接、連接片及匯流排焊接和模組及Pack焊接3個實例闡述HighLightFL-ARM可調節環形光斑模式激光器在電池焊接中的應用及優勢：

01

Al-3000方形電池激光焊縫：幾乎無氣孔無飛濺

方形電池電芯，一般都采用3000系列鋁合金作為外殼，并需要用激光焊接對頂蓋進行密封焊接。如采用傳統光纖激光器，很難解決焊接飛濺和氣孔的問題，電池的穩定和可靠性受影響。

如上圖焊縫剖面所示，改用HighLightFL-ARM可調節環形光斑模式激光器焊接后，可做到幾乎無氣孔、無飛濺。

此外，在保證焊接質量的同時，其焊接速度也可以提高至200mm/s以上，實現高效高質量的生產。

02

連接片、匯流排焊接：銅和鋁都一樣沒飛濺

連接片和匯流排一般采用1000系列鋁合金或者T2的銅，其對焊接表面質量和飛濺要求非常高。

而搭載五步防后向反射工藝系統的HighLightFL-ARM激光器，經焊接測試，不管是銅還是鋁，幾乎沒有飛濺。

▲電池連接片Al1050

▲電池連接片：Cu T2

▲Busbar: AL1060

03

模組、Pack焊接：高系鋁焊縫無裂紋

在模組、Pack焊接過程中，相對于電芯采用的3000和1000系列鋁合金，模組和Pack上采用的5000、6000、7000系列鋁合金材料，其焊接難度又進一步增加。除了焊接氣孔、飛濺，焊縫裂紋也是一個更加難以克服的問題。

而采用HighLightFL-ARM環形光斑技術，通過優化環形光斑和中心光斑的功率配比、出光時間等參數，可以實現5000、6000、7000系列鋁合金少氣孔、少飛濺和無裂紋的焊接。

下圖分別展示了搭接、對接、角接各種不同接頭形式的焊縫。

▲AL5083 + AL6063, 搭接焊縫

▲AL5083 角接焊縫

▲AL5083, 對接焊縫

通過以上實例不難看出，相干公司HighLightFL - ARM可調節環形光斑模式激光技術，解決動力電池激光焊接難題的同時，還極大地提高了激光焊接工藝的質量和效率。

最后要提及的是，作為全球領先的激光公司之一，Coherent（相干公司） 不僅在鋰電高功率光纖激光器領域占據不錯的市場份額，其已為商用、工業、科學應用等多領域提供了激光器、激光子系統和成套激光系統等完整產品組合。