随着电动汽车(EV)行业需求的加快，动力电池制造是目前正在经历实质性增长的热门市场。媒体对电动汽车市场的报道也是压倒性的好处。有报道称，通用汽车公司计划到2025年销售100万辆电动汽车。也有报道称，中国汽车制造商2020年销售121万辆电动汽车，2021年将增长到200万辆。这不仅对 动 力电池制造商有吸引力的市场，对提供电池焊接设备(尤其是激光焊接设备)的供应商也是如此。随着电动汽车市场的迅速发展，激光行业已经垂涎三尺。
电池焊接不是新的激光应用。早在20世纪80年代末，国内的一家激光焊接系统制造商就提供了连接电池对的固态激光系统。但是在电动汽车出现之前，激光电池焊接应用程序实际上已经开始起飞。随后的几年里，埃隆马斯克在电动汽车方面取得了成功，电动汽车成为激光焊接应用中的热门词汇。(威廉莎士比亚、埃隆马斯克、电动汽车、电动汽车、电动汽车、电动汽车、电动汽车、电动汽车)顺便说一下，2011年春天，我有幸在德国慕尼黑激光展上试运行特斯拉跑车原型。这个锂电池是用激光焊接的。
图1显示了圆柱形电池顶部用激光焊接的铜连接片。
据最近一篇报道，德国弗劳恩霍夫激光技术研究所(Fraunhofer ILT)正在努力为汽车行业建立一个高性能电池单元生产中心。Fraunhofer ILT的科学家们正在研究如何使用激光技术经济高效地连接各种材料，以便能够高效可靠地制造电池装置。为了能够可靠地满足未来电池容量的各种需求，可以将电池设备连接在一起，形成模块和电池组等。
提高锂离子电池的效率
在德国联邦教育研究部(BMBF)赞助的名为HoLiB(生产锂离子电池的高吞吐量工艺)的项目中，锂离子电池的生产率比以前要高得多。Fraunhofer ILT正在开发和验证将阳极和阴极连接到触点3354避雷板的激光工艺。阳极由铜制成，阴极由铝制成，避雷板由这两种材料制成，因此研究人员决定测试三种不同的光源：波长450nm的蓝光半导体激光器、波长515nm的绿色光盘激光器和波长1070nm的红外光纤激光器。Fraunhofer ILT的研究助理Johanna Helm解释说：“通过三种光源测试可以将金属薄片焊接在一起，工艺可靠。”我们目前正在对工艺窗口进行验证，并对避雷板进行焊接测试。”“。使用具有多个站的转盘，可以将20个正负极以0.1s的间隔放置在转盘上，在2s内放置20个正负极。转盘的一个位置放置在极板上后，转盘继续快速旋转，将极板放置在下一个位置。与此同时，已部署极点的车间的激光焊接过程可以在不损失时间的情况下开始。
纳秒激光脉冲保护热元件
在AiF项目MikroPuls中，科学家们正在研究如何更有效地连接电池设备，Fraunhofer ILT正在开发利用纳秒脉冲红外光纤激光器连接铜、铝、钢的工艺。薄的电触点对热敏感，不能加热太多，因此这些工艺可能会非常困难。在这里，平衡是非常重要的。焊接能量太少，连接缺乏机械稳定性。如果施加的能量太多，电池的工作模式会受到影响或缩短寿命。Fraunhofer ILT的研究助理Elie Haddad表示：“快速MikroPuls流程是可以发挥优势的地方，可以使用200瓦的最大平均功率进行铜焊，对焊接的零件会产生一些热影响。”
异种材料的可靠激光焊接
铜和铝之间的异种材料焊接也是特别的挑战。因为金属间阶段的形成速度快，会恶化焊接质量，形成高连接阻力，形成无法承受热量造成的高损失或机械力的脆接头。因此，有选择地确定铜铝焊接中的最佳参数具有重要作用，可以稳定地生成具有一致焊接深度和高焊接质量的异种材料接头。
对软包装电池的铜铝连接器和圆柱电池的铜钢连接器进行了测试，结果表明微脉冲焊接可以获得与连续波(CW)焊接一样好的连接器，能耗明显减少，重复性高，金属间相形也较少。但是微脉冲焊接的唯一缺点是焊接过程通常需要更长的时间，因此有需要改进的参数。
目前运行的系统集成了一台连续波光纤激光器和一台纳秒脉冲光纤激光器。可以单独控制两个灯光。该系统不仅可以用于焊接材料，还可以用于去除材料，例如用于构造曲面。