锂电池封口工艺技术

一、锂电池封口工艺的重要性

锂电池封口工艺是指在电池封装过程中，将正负极耳与电池外壳进行焊接、密封的过程。这一过程对于确保电池的密封性、防止电解液泄漏、防止水汽进入以及保证电池的安全使用具有重要意义。首先，良好的封口工艺能够保证电池的密封性，防止电解液泄漏和内部短路，从而提高电池的安全性能和使用寿命。其次，封口工艺能够防止水汽进入电池内部，从而保证电池的电气性能和容量。最后，封口工艺还关系到电池生产的效率和质量，是锂电池制造过程中的关键环节之一。

二、锂电池封口工艺的技术

密封钉激光焊接是方型铝壳锂离子电池组装的最后一道工序，简称为焊PIN。其过程包括封好胶钉、覆盖铝质PIN和将PIN焊接在电池盖上，此工序将电芯内部完全密封。焊PIN质量直接影响电池的密封程度，不良会导致漏液、析锂和外观不良等问题。市场上存在多种激光器类型，但在密封钉焊接中，YAG激光器被广泛选用。本文使用的焊PIN设备为IPG 1kW光纤激光封口机。    

三、锂电池封口工艺的流程

锂电池封口工艺主要包括以下步骤：

1. 清洁处理：对电池外壳和正负极耳进行清洁处理，去除表面污垢和杂质，保证焊接质量。

2. 定位与固定：将正负极耳与电池外壳精 确对齐，并进行固定，确保焊接过程中不会出现错位或移动。

3. 焊接：采用合适的焊接方式（如超声波焊接、激光焊接等）将正负极耳与电池外壳进行焊接。

4. 质量检测：对焊接质量进行检查，包括焊接强度、密封性等，确保符合质量要求。

5. 修整与打磨：对焊接部位进行修整和打磨，去除毛刺和飞边，使封口处更加平整美观。

6. 质量检测与包装：再次进行质量检测，包括尺寸、外观等，合格后进行包装，等待入库或出货。

四、锂电池封口焊接问题分析及改进方案

在锂电池的生产过程中，封口焊接是一道关键环节。在实际操作中，焊PIN不良的问题时有发生，这直接影响到锂电池的密封性和使用安全性。    

（一）问题及原因分析

1. 焊偏问题: 工艺原因所属：自动循迹识别。

 具体原因：CCD拍照未能准确识别焊接区域表面状态，导致焊接轨迹未完全融合，焊缝外露。影响拍照定位的主要参数包括曝光参数、灰度值、寻圆半径。

2. 砂眼问题: 工艺原因所属：材质及焊接保护气种类。

 具体原因：铝壳材料成分、保护气种类与流量设置不当、PIN与盖板过盈配合导致焊接过程胶钉融化、焊接区域的清洁不彻底。

3. 倾斜问题：工艺原因所属：焊件尺寸配合。

 具体原因：PIN与盖板间隙配合导致焊接过程应力积累。

4、焊接强度造成密封性漏液问题原因所属：焊件尺寸配合及焊接工艺参数。

 具体原因：主要影响因素包括来料盖板与PIN的配合尺寸、波形参数设置不准确。

（二）改进方案

1. 优化CCD拍照定位系统：调整曝光参数、灰度值和寻圆半径，提高拍照识别的准确性。

2. 严格控制原材料质量：对铝壳材料成分进行严格筛选，确保符合焊接要求。

3. 优化保护气设置：根据实际情况选择合适的保护气种类，并调整流量设置。    

4. 加强焊接区域清洁度: 制定严格的清洁标准，并加强清洁过程的监控。

5. 调整焊件尺寸配合: 根据实际情况调整PIN与盖板的间隙和过盈配合，以减少应力积累。

6. 精 确设置焊接工艺参数: 对来料盖板与PIN的配合尺寸进行严格检查和控制，确保符合要求。同时，精 确调整波形参数，以提高焊接强度和密封性。

不同厂家注液孔尺寸及PIN熔深

五、总结

总的来说，封口工艺技术是一个重要的环节，它关乎到产品的安全性和可靠性，通过上焊接不良的改进方案的实施，可有效解决锂电池封口焊接过程中的外观和焊接强度问题，从而提高产品质量和生产效率。另外，还应加强生产过程中的质量监控，及时发现并解决潜在问题，保证生产过程的稳定性和产品的一致性，以确保锂电池的安全使用。