在新能源汽车与储能产业蓬勃发展的当下，锂电池作为核心能量载体，其制造工艺的每一个环节都关乎产品的安全性与性能表现。其中，焊接技术作为锂电池组装的关键工序，直接影响着电池的电气连接可靠性和使用寿命。而激光锡焊作为新兴焊接技术，凭借高精度、非接触等特性，正逐渐成为电子制造领域的焦点。那么，锂电池究竟能否采用激光锡焊？这种技术在锂电池生产中又存在哪些机遇与挑战？本文将结合技术原理、锂电池特性及实际应用案例，为您深入剖析激光锡焊在锂电池焊接中的可行性与应用前景。

 

一、锂电池焊接的特殊性与需求

 

锂电池由正极、负极、隔膜、电解液等核心部件构成，其焊接主要涉及极耳与导线、极耳与汇流排等部位的连接 。由于锂电池内部化学成分活泼，对温度极为敏感，焊接过程中若产生过高热量，可能引发电池内部化学反应异常，甚至导致热失控、爆炸等严重安全事故。因此，锂电池焊接需满足以下严苛要求：

1. 低热输入：尽可能减少焊接过程中的热量传递，避免对电池内部材料和结构造成损伤；

2. 高可靠性：确保焊点具备良好的电气连接性能和机械强度，保证电池在充放电循环和振动环境下稳定工作；

3. 精确性：对于小型锂电池或精密电池组，需实现微小尺寸下的精准焊接；

4. 无污染：防止焊接过程中产生的污染物（如助焊剂残留）影响电池性能。

 

二、激光锡焊技术原理与优势

（一）技术原理

 

 

激光锡焊是利用高能量密度的激光束作为热源，瞬间加热锡料，使其熔化并浸润焊接部位，实现金属间连接的过程。激光束通过光学系统聚焦到焊接点，能量高度集中，能在极短时间内将锡料熔化，完成焊接动作 。以大研智造激光锡球焊锡机为例，设备通过先进的激光系统、精确的供球系统、高效的图像识别及检测系统协同工作，可将激光能量精准作用于焊点，实现微米级的焊接精度。

 

（二）核心优势

 

 

1. 非接触式焊接：激光锡焊无需机械压力，避免了对锂电池极片、隔膜等脆弱部件的物理损伤，特别适合柔性锂电池和小型电池的焊接；

2. 低热影响区：激光能量集中，焊接时间短（通常在毫秒级），热影响范围小，能有效控制热量向电池内部传递，降低热失控风险；

3. 高精度与灵活性：可实现最小0.15mm焊盘、0.25mm焊盘间距的焊接，适用于复杂结构和微小尺寸的焊接需求，如电池模组内部的精密连接；

4. 自动化程度高：与自动化生产线集成后，可通过编程实现快速换型和批量生产，提高生产效率和一致性；

5. 清洁环保：焊接过程中无需使用大量助焊剂，减少了助焊剂残留对电池性能的影响，符合绿色制造要求。

 

三、可采用激光锡焊的锂电池类型

并非所有锂电池都适合激光锡焊，需根据电池结构、材料和焊接部位特性判断。目前，以下两类锂电池在经过工艺优化后，可采用激光锡焊技术：

（一）聚合物软包电芯

 

 

聚合物软包电芯的正负极极耳通常伸出较长，为激光焊接提供了操作空间。其负极极耳为铜片，可直接上锡；而正极极耳为铝片，由于铝与锡的润湿性差，需通过转镍或镀镍处理，使镍层作为过渡层实现焊接 。大研智造激光锡球焊锡机的高精度定位和低热输入特性，能够在不损伤电芯内部结构的前提下，完成极耳与导线的可靠连接，尤其适用于消费电子领域的小型聚合物锂电池生产。

 

（二）转镍后的方型大单体电芯

 

 

在新能源汽车退役电池梯次利用或储能电池组生产中，部分方型大单体电芯需从原激光焊接的电池包拆解后重新组装。由于原极柱直接焊接困难，可通过激光焊设备在正负极极柱上焊接镍带（转镍），再采用激光锡焊将导线或汇流排焊接到镍带上 。转镍后的电芯，极柱离电芯内部较远，激光锡焊产生的热量不易传导至电芯内部，降低了热损伤风险。不过，此类焊接对设备的功率控制和定位精度要求极高，大研智造激光锡球焊标准机凭借±0.15mm的定位精度和稳定的激光能量输出（波动≤3‰），可确保焊点牢固且一致性良好。

 

四、激光锡焊在锂电池焊接中的应用挑战与解决方案

（一）焊接工艺复杂性

锂电池材料多样（如铝、铜、镍等），不同材料的熔点、热导率差异大，且极耳厚度薄（通常＜0.1mm），对激光参数（功率、脉冲宽度、频率）的匹配要求苛刻。例如，焊接铝极耳时，需避免因激光能量过高导致铝熔化飞溅，或能量不足造成虚焊。

 

 

解决方案：大研智造通过自主研发的激光锡球焊设备，支持激光功率60 - 150W（半导体）/200W（光纤）可调，配合PID闭环控制系统，实时监测焊接温度并动态调整激光能量。同时，设备内置多种焊接工艺参数库，可根据不同材料和焊点需求快速调用，减少调试时间。

 

（二）安全风险控制

锂电池对温度敏感，若激光焊接过程中热量累积，可能引发电池内部短路或气体析出。此外，焊接过程中产生的飞溅物可能刺穿隔膜，造成电池内短路。

 

 

解决方案：大研智造激光锡球焊锡机采用氮气保护系统，在焊接区域形成惰性气体氛围，降低焊料氧化风险的同时，抑制飞溅物产生；设备还配备红外测温传感器，实时监测焊点温度，一旦超过安全阈值，立即停止焊接并报警，确保生产安全。

 

（三）成本与效率平衡

 

 

激光锡焊设备初期投资较高，且对操作人员技术要求严格，若生产效率无法提升，将增加单位产品成本。

解决方案：大研智造激光锡球焊标准机焊接速度可达3球/秒，良品率＞99.6%，配合自动化上下料系统，可实现24小时连续生产。此外，设备采用模块化设计，关键部件（如激光头、供球系统）维护便捷，喷嘴寿命可达30 - 50万次，有效降低长期使用成本。

 

五、大研智造激光锡球焊锡机在锂电池焊接中的应用实践

大研智造深耕精密焊接领域20余年，其激光锡球焊接机已在锂电池相关领域积累了丰富应用案例：

 

 

1. 消费类锂电池：在TWS耳机、智能手表等小型聚合物锂电池的极耳与FPC软板焊接中，设备利用0.15mm的定位精度，实现了焊点的精准成型，且热影响区控制在0.1mm²以内，确保电池性能不受影响；

2. 储能电池模组：针对退役动力电池转镍后的二次焊接需求，设备通过预设焊接参数，快速完成镍带与导线的连接，单焊点焊接时间仅需1.2秒，相比传统烙铁焊接效率提升5倍以上；

3. 定制化解决方案：依托自有研发生产基地，大研智造可为客户提供从工艺设计、设备选型到产线集成的一站式服务。例如，为某新能源企业定制的多工位激光锡焊生产线，实现了锂电池模组焊接的全自动化，年产能提升300%，不良率下降至0.8%以下。

 

六、激光锡焊工艺参数调试指南

为实现锂电池激光锡焊的最佳效果，需结合具体材料和设备，对以下参数进行精细调试：

 

 

1. 激光功率：根据焊点大小和材料厚度调整，如焊接0.1mm厚的镍带，功率可设置为80 - 100W；功率过高易导致材料烧穿，过低则焊料熔化不充分；

2. 焊接速度：与激光功率匹配，通常控制在10 - 30mm/s，过快会使焊点虚焊，过慢则增加热影响；

3. 焦距：确保激光束聚焦到焊点表面，通过试焊调整焦距，使光斑直径控制在0.3 - 0.5mm；

4. 脉冲宽度与频率：对于脉冲激光，脉冲宽度一般为1 - 5ms，频率20 - 50Hz，以实现稳定的锡料熔化和浸润；

5. 送锡参数：根据焊点尺寸选择合适的锡球直径（如0.2 - 0.5mm），并调整送锡时间和气压，保证锡球精准输送至焊接位置；

6. 气体保护：氮气流量设置为5 - 10L/min，确保焊接区域充分保护，减少氧化。

 

调试过程中，建议采用“逐步微调 + 批量验证”的方法，通过金相显微镜、拉力测试、X - Ray检测等手段，对焊点质量进行全面评估，优化参数组合。

 

七、行业展望：激光锡焊在锂电池领域的未来趋势

 

 

随着锂电池向高能量密度、小型化、集成化方向发展，激光锡焊技术将迎来更广阔的应用空间：

1. 技术创新：更高功率密度的激光源、多光束协同焊接技术将进一步提升焊接速度和精度；

2. 智能化升级：AI算法与机器视觉的深度融合，可实现焊接过程的实时质量监控和参数自适应调整；

3. 绿色制造：无铅焊料、环保助焊剂的应用，以及焊接过程的零排放，将推动锂电池生产向低碳化转型；

4. 跨领域应用：在固态电池、柔性电池等新型电池制造中，激光锡焊的非接触特性将发挥关键作用。

 

结语

锂电池可以采用激光锡焊，但需综合考虑电池类型、材料特性和工艺参数，通过专业设备和技术方案实现安全、高效的焊接。大研智造激光锡球焊锡机凭借高精度、低能耗、高可靠性等优势，已成为锂电池焊接领域的理想选择。如果您在锂电池焊接中遇到技术难题或有设备需求，欢迎联系大研智造。我们将为您提供免费工艺咨询、定制化解决方案及全方位技术支持，助力新能源产业高质量发展！

 

 

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