作為全球最大的動力電池生產(chǎn)基地,寧德市聚集了寧德時代、寧德新能源等龍頭企業(yè),年產(chǎn)能占據(jù)全球市場35%以上份額。在鋰電池制造工藝中,焊接環(huán)節(jié)直接關系著電池安全性及能量密度表現(xiàn),而傳統(tǒng)焊接方式正面臨效率、精度、材料兼容性等多重挑戰(zhàn)。
寧德動力電池焊接工藝的三大技術瓶頸
極耳多層焊接良率難題
動力電池電芯極耳需實現(xiàn)8-12層銅鋁箔的無損連接,傳統(tǒng)電阻焊易產(chǎn)生虛焊、飛濺,導致電池內(nèi)阻升高。某頭部企業(yè)數(shù)據(jù)顯示,焊接不良引發(fā)的電池故障率高達0.3‰。
異種材料焊接兼容性不足
隨著硅碳負極、復合集流體等新材料的應用,傳統(tǒng)熱壓焊易造成材料脆化。寧德某電池廠測試表明,使用激光焊接硅基負極時,熱影響區(qū)會導致容量衰減加速15%。
規(guī)?;a(chǎn)節(jié)拍制約
當前動力電池產(chǎn)線焊接速度普遍低于60PPM,焊接工序成為制約產(chǎn)線效率提升的瓶頸環(huán)節(jié)。行業(yè)統(tǒng)計顯示,焊接設備故障引發(fā)的產(chǎn)線停機占總停機時間的22%。
超聲波焊接技術的突破性應用
在寧德動力電池制造體系中,超聲波焊接機憑借其獨特技術優(yōu)勢,已實現(xiàn)三大核心場景應用:
? 電芯極耳高速焊接
通過20kHz高頻振動產(chǎn)生的分子滲透效應,可在0.2秒內(nèi)完成12 層0.1mm銅鋁箔的冶金結(jié)合。實測焊接強度達150N/cm2,較電阻焊提升40% ,且無熱變形風險。
? 模組Busbar精密焊接
采用伺服壓力控制技術,焊接壓力精度達±1N,有效解決方形電池模組匯流排的虛焊問題。某CTP電池包應用顯示,連接阻抗波動范圍從± 15%縮減至±5%。
? 新型材料封裝焊接
針對納米硅負極、復合銅箔等材料,通過能量控制器精準調(diào)節(jié)振幅(5-50μm可調(diào)),突破傳統(tǒng)焊接的溫度限制。實測硅碳負極焊接后循環(huán)壽命提升 200次。
靈科伺服超聲波焊接機的技術革新
在寧德動力電池產(chǎn)業(yè)升級過程中,靈科超聲波自主研發(fā)的伺服驅(qū)動焊接系統(tǒng)展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。其核心技術包括:
智能能量控制系統(tǒng)
采用全閉環(huán)伺服電機驅(qū)動,焊接壓力精度達到0.01N級,動態(tài)響應時間縮短至5ms,有效避免鋰電池極耳過焊導致的箔材斷裂。
多材料焊接數(shù)據(jù)庫
預置18650、刀片電池等12種標準焊接參數(shù),并配備AI 自學習模塊。在寧德某超級工廠實測中,設備調(diào)試時間從4小時縮短至20分鐘。
模塊化產(chǎn)線集成
支持360°旋轉(zhuǎn)焊接頭和產(chǎn)線機械手聯(lián)動,在寧德時代產(chǎn)線中實現(xiàn)98.6%的設備綜合效率(OEE ),較傳統(tǒng)設備提升17個百分點。
隨著4680大圓柱電池、固態(tài)電池等新形態(tài)產(chǎn)品的量產(chǎn),超聲波焊接技術正在重塑動力電池制造標準。寧德市作為全球鋰電產(chǎn)業(yè)高地,通過引進靈科等裝備企業(yè)的創(chuàng)新技術,不僅解決了現(xiàn)有工藝瓶頸,更構建起涵蓋材料、工藝、設備的完整技術生態(tài)。在" 雙碳"戰(zhàn)略推動下,這種"工藝創(chuàng)新+智能裝備 "的融合模式,將持續(xù)強化中國動力電池產(chǎn)業(yè)鏈的全球競爭力。
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