科创中国

行业领域

高端装备制造产业,智能制造装备产业

需求背景

超级电容器是一种新型储能装置，其关键在于等效直流内阻（以下简称ESR), ESR主要由电极物质内阻、电解液内阻、接触内阻等组成，与超级电容器内部发热所消耗的功率成正相关性，降低ESR可以提高超级电容器的效率及可靠性。在超级电容器产品的结构中集流体是电容卷芯与金属外壳的连接和固定的桥梁，是超级电容器的重要结构之一，在超级电容器市场工艺中，集流体与正负极之间都需要进行熔接，在提高焊接速度的同时需要一定的焊接强度。目前超级电容器行业集流体与金属外壳的连接方法多采用脉冲激光焊接和超声波焊接。

通过高效精密的激光焊接可以大大提高超级电容器的安全性、可靠性和使用寿命，必将为今后的超级电容器技术带来革命性进步。超级电容器有耐压和漏液测试要求，材料多数为铝材，因此焊接难度大，对焊接工艺的要求更高。随着超级电容器产业的发展需要，全自动生产线将进一步增加焊接系统的集成度。

需解决的主要技术难题

现有生产工艺:卷绕—卷芯压平—激光焊接正负集流体（脉冲激光焊接）—入壳。

技术状况：现有采用脉冲焊接集流体，焊接速度慢，焊接点面积大，焊接过程中铝屑颗粒大不易吸走，黏附在夹具和产品上，影响外观和产品品质。

现有工艺的技术需求：将集流体和压平后的铝箔（卷芯）通过激光焊接连接在一起，需要熔化薄型的集流体(铝)，并将紧贴的铝箔熔化从而形成紧密连接，焊接过程中需要严格控制激光穿透薄型集流体的深度(1mm以内)，防止透过铝箔损伤到后面隔膜引起短路。脉冲激光具有焊接能量小、深度小的特点，适用于低速的激光焊接，连续激光焊接速度快，在此工序中，需要解决渗透深度控制以及精度问题。

期望实现的主要技术目标

1、焊接速度：以60mm直径的超级电容器产品为标准，焊接一个集流体的速度20S/PCS，含上料、焊接、下料，其中焊接时间≤6S/PCS；

2、焊接强度：集流体与卷芯拉拔力≥9.8N；

3、铝箔连接点数：≥128点，单层接触一次为一个焊接点；

4、此工序的短路率≤千分之一；

5、焊接激光类型：连续激光。

处理进度