大圓柱電池的設計和制造為主機廠和消費者帶來諸多好處。對于消費者來說，將能夠獲得更長續(xù)航里程、更大馬力、更快充電速度、更長使用壽命，以及在寒冷天氣下更好的操控性。對于電池制造商來說，則有望進一步精簡生產(chǎn)流程并降低成本。

電池制造環(huán)節(jié)存在哪些挑戰(zhàn)？

不同制造商采用的大圓柱電池設計各不相同。每一種設計都有其特定的制造難點，尤其是在連接技術方面。例如，有些電池設計采用集流盤，集流盤在焊接到卷芯上時必須非常精確地控制焊縫深度。如果熔深控制不佳，可能會損壞隔膜，進而導致電池內(nèi)部短路。同樣，蓋板與集流盤的焊接也需要小心控制熔深。在整個焊接過程中，必須控制熱輸入量，以免隔膜燙傷或損壞。 

封口是另一種連接技術，過去較小圓柱的電池生產(chǎn)已成功使用機械沖壓技術。但是，沖壓技術不能很好的用于尺寸較大的電池，所以需要一種新方法。

目前有哪些要求？

制造電池還涉及許多其他焊接工藝，同樣，這些工藝因制造商和設計而異。不過，最具挑戰(zhàn)性和最敏感的工藝有一些共同要求，包括需要：

• 最小的熱影響區(qū)
• 精確的熔深控制
• 消除飛濺 
• 高速焊接（通常在200-500m/s范圍內(nèi)）

另外，有些電池焊接工藝還將涉及異種金屬的焊接。

過去，滿足這每一項要求都存在挑戰(zhàn)，而且還沒有一種焊接技術能夠在每個工藝環(huán)節(jié)都具有出色表現(xiàn)。為此，制造商嘗試了各種解決方案，比如綠光（用短波長來提高銅的吸收率），也包括采用非激光焊接方法（例如超聲波焊接箔片）。

選擇正確的激光器

可調(diào)環(huán)模 ARM 光纖激光器

Coherent 相干公司開發(fā)了一種新型激光器，適用范圍比以前的任何產(chǎn)品都更加廣泛。如此廣泛的適用性源于這項技術無論在空間分布上還是在時間上，都能對激光能量如何傳遞到工件表面進行前所未有的精確控制。

其中的關鍵創(chuàng)新是采用了可調(diào)節(jié)環(huán)形光斑模式 (ARM) 技術 - 這種光纖激光器的光束由一個中心光斑和環(huán)繞該光斑的另一個同心激光環(huán)組成，而不是傳統(tǒng)的單光斑輸出。最重要的是，中心和環(huán)形光斑的功率可以獨立控制，實現(xiàn)脈沖或連續(xù)輸出。下圖顯示了在焊接過程中，這種方法如何準確靈活地分配激光能量。

FL-ARM 聚焦光斑基本功率模式

ARM 技術的優(yōu)點在于它能夠非常精確地控制熔池動態(tài)性能。這樣就可以進行更一致和可控的加工，從根本上消除飛濺。這種類型的激光器對焊接銅特別有用，因為環(huán)形光束可以預熱材料，這大大增加了它對紅光的吸收率。此外，高功率密度的中心光束可將紅光耦合到銅中。鑒于光纖激光器的實用和成本優(yōu)勢，ARM 可調(diào)環(huán)模光纖激光器成功替代使用綠光固體激光器來焊接銅的工藝。 

擁有能夠完成多種不同任務的一臺激光器能為制造商提供更大的靈活性和經(jīng)濟性。例如，使用光閘，一個激光器的輸出可以在多個工藝之間共享（一對多工作站），簡化了生產(chǎn)過程。此外，在生產(chǎn)過程中的多個站點使用通用型激光器可以減少備件庫存，有助于最大限度地減少維護或維修停機時間。 

通過在設計中采用更大尺寸的電池，電動汽車對消費者來說將變得更實用，而電池制造商可以降低制造成本。但是，這些電池更大的外形尺寸、更高的電流和更高的生產(chǎn)效率必須采用激光焊接技術。

Coherent 相干公司的 HighLight FL-ARM 系列光纖激光器為電池生產(chǎn)所需的精密和苛刻的焊接任務提供了效果極好且極為經(jīng)濟的解決方案，而且已經(jīng)在電池生產(chǎn)任務中證明了其有效性。

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