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大揭秘：動力電池FPC激光焊常見難題及解決方案

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人氣：190發(fā)布日期：2024-11-26 06:55【大中小】

近年，隨著 FPC 展現(xiàn)出的優(yōu)異性能以及規(guī)模化生產(chǎn)帶來的快速降本，F(xiàn)PC 替代傳統(tǒng)線束的進程明顯提速。一方面，國內(nèi)電池廠商占有超過40%的全球份額，并且在產(chǎn)能擴張上也更為積極。另外，在雙碳目標下，儲能產(chǎn)業(yè)也有望大發(fā)，F(xiàn)PC應(yīng)用有望拓展到儲能領(lǐng)域。
中國作為主要FPC制造基地，2018年FPC產(chǎn)值已經(jīng)達到全球56%。在需求端和生產(chǎn)端都進一步向國內(nèi)集中的情況下，將帶動國內(nèi)車載動力/儲能FPC供應(yīng)商進一步發(fā)展。

電池 FPC 激光焊常見難題及解決方案如下：

異種金屬焊接問題

難題：動力電池模組 FPC 焊接時，常涉及鎳、銅鍍鎳、鋁等異種金屬焊接，這些異種金屬熔點、線膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率和比熱容等熱物性參數(shù)不同，導(dǎo)致焊接時容易出現(xiàn)低熔點材料流失、合金元素燒損及蒸發(fā)，焊縫化學成分變化，力學性能難以控制，還會因熔池結(jié)晶時產(chǎn)生較大焊接應(yīng)力與變形，使焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，甚至焊縫金屬與母材剝離等問題12.

解決方案：選擇合適的焊接工藝參數(shù)，采用單模激光器進行焊接，其光強呈高斯分布，光束質(zhì)量好，穿透力強，容易達到金屬材料融化的閾值，可有效減少材料的燒蝕及金屬間化合物的產(chǎn)生，提升焊接效果12.

虛焊問題

難題：激光焊接過程中，如果能量不足、焊接速度過快、焊件表面有油污或氧化層等雜質(zhì)，就容易導(dǎo)致虛焊，使焊接接頭的導(dǎo)電性和機械強度不足，影響動力電池的性能和安全性。

解決方案：優(yōu)化焊接參數(shù)，根據(jù) FPC 的材料、厚度以及焊接接頭的要求，精確調(diào)整激光功率、焊接速度和脈沖寬度等參數(shù)，確保足夠的能量輸入以實現(xiàn)良好的焊接效果；焊前對焊件表面進行徹底清潔和處理，采用合適的清洗劑去除油污和氧化層，保證焊件表面的潔凈度，提高焊接的可靠性。

電池軟板焊穿問題

難題：激光功率過大、焊接時間過長、FPC 材料厚度不均勻或存在局部缺陷等，都可能導(dǎo)致焊穿，破壞 FPC 的結(jié)構(gòu)完整性，造成短路等故障，嚴重影響動力電池的正常工作14.

解決方案：精確控制激光功率和焊接時間，通過試驗和優(yōu)化，確定最佳的功率和時間組合，避免能量過度輸入；加強對 FPC 材料的質(zhì)量檢測，確保材料厚度均勻、無明顯缺陷，對于厚度不均勻的部位，可適當調(diào)整焊接參數(shù)或采用局部補償措施。

爆點問題

難題：焊接過程中，熔池內(nèi)的氣體逸出不暢，或焊件表面殘留有潤滑油、清潔液等雜質(zhì)，在高功率密度的激光作用下，這些雜質(zhì)汽化并上浮到熔池表面，爆裂后產(chǎn)生大量飛濺，形成爆點，影響焊縫的外觀和質(zhì)量.

解決方案：焊前徹底清洗焊件，清除表面的雜質(zhì)和油污；優(yōu)化焊接工藝，如采用預(yù)點焊 + 縫焊的方式，通過點焊固定預(yù)防翹曲變形，減少炸孔缺陷；選擇合適的激光波形，如帶有前置尖峰并以指數(shù)形式衰減的波形，通過前置尖峰提高材料對激光的吸收率，后續(xù)的指數(shù)衰減波可防止功率密度過高導(dǎo)致的穿孔.

焊偏問題

難題：

FPC 尺寸較小、形狀復(fù)雜，在焊接過程中容易出現(xiàn)定位不準確，導(dǎo)致焊偏，影響焊接接頭的質(zhì)量和可靠性，甚至可能使焊接點與電路圖案錯位，造成電路連接故障。