電池的出現(xiàn)時(shí)間可能比我們印象中的要早得多得多,甚至可以追溯到兩千多年前中東地區(qū)的帕提亞王國(guó)。當(dāng)時(shí)人們使用一個(gè)裝滿了醋的陶罐,罐中固定一根包裹著銅的鐵棒,就可以產(chǎn)生幾伏的電壓,這也是目前記載最早的電池發(fā)明。如今電池的種類(lèi)多種多樣,包括鋰電池、蓄電池、5號(hào)電池或7號(hào)電池等等,今天紫宸激光要介紹的是一種新型的紐扣電池的激光焊接應(yīng)用。
以近年來(lái)最受關(guān)注的消費(fèi)電子產(chǎn)品TWS(真無(wú)線藍(lán)牙)耳機(jī)、智能手表、智能音箱等為代表,紐扣電池一般由主控芯片、電池、柔性電路板以及控制器等組成,其中電池成本占比約為10%~20%。以Airpods Pro為例,其整體共含3只電池:兩只耳機(jī)和充電倉(cāng)中各一只,其耳機(jī)中的電池為新型可充電式扣式電池。相比其他電子產(chǎn)品而言,TWS耳機(jī)中的扣式電池由于是新型可充電式,其加工技術(shù)難度相較傳統(tǒng)一次性扣式電池而言更高,所以價(jià)值量更高。
傳統(tǒng)的紐扣電池加工技術(shù)是用電阻的熱效應(yīng)將焊片與電池殼進(jìn)行熱熔合而形成焊接的電阻焊。此焊接技術(shù)雖便捷、成本低,但缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn),例如只能用于單一的材料焊接、焊痕不美觀、焊點(diǎn)尺寸不精準(zhǔn)且易氧化發(fā)黑、披鋒大等問(wèn)題,并且在作業(yè)過(guò)程中受設(shè)備和人員操作影響因素較大,易出現(xiàn)焊片脫落、焊腳電池電壓下降等影響安全性問(wèn)題。因此,電阻焊不再適用于有著高質(zhì)量要求的新型紐扣電池的加工。
新型紐扣電池在加工過(guò)程中一般是將其應(yīng)用于電路板上,需要在其表面焊接引腳。針對(duì)不同電路板的需要,焊接引腳的形式往往各種各樣,同時(shí),新型紐扣電池焊腳較為復(fù)雜,電阻焊工藝專(zhuān)業(yè)性不強(qiáng),針對(duì)現(xiàn)有的電阻焊接技術(shù)無(wú)法滿足新型紐扣電池的高質(zhì)量焊接要求,眾多紐扣電池生產(chǎn)商將目光投向激光焊接技術(shù)。
激光焊接技術(shù)能夠滿足紐扣電池的加工技術(shù)多樣性,例如異種材料(不銹鋼、鋁合金、鎳等)焊接、不規(guī)則的焊接軌跡、優(yōu)秀的焊接外觀,牢固的焊縫、更細(xì)致的焊接點(diǎn)以及更精準(zhǔn)的定位焊接區(qū)域等。不僅如此,激光焊接還能使產(chǎn)品的一致性高并且降低對(duì)電池的傷害性,避免原料的浪費(fèi)。而紫宸激光自2014年創(chuàng)立以來(lái),在非金屬材料焊接領(lǐng)域的成就顯著,作為國(guó)內(nèi)首家激光焊錫設(shè)備制造商,在扣電池的激光焊接加工工藝的研發(fā)中取得顯著成績(jī)。
新型紐扣電池的激光焊接工藝優(yōu)勢(shì)如下:
1.更高的能量密度,更容易達(dá)到材料吸收閾值(特別是高反材料,優(yōu)勢(shì)更加明顯);
2.可實(shí)現(xiàn)多種焊接軌跡圖形。如正弦線形、螺旋線形、螺旋點(diǎn)形等;
3.焊斑更小、焊縫深寬比更大,相同焊點(diǎn)大小情況下可獲得更大的接觸面積,焊縫強(qiáng)度和拉力更大;
4.較高的功率密度。其焊接原理與傳統(tǒng)的基于大熔池的焊接原理不同,更加類(lèi)似于鑲嵌的焊接效果,可獲得更高的焊縫強(qiáng)度,特別是在異種材料焊接上更有優(yōu)勢(shì),可以減少脆性化合物的生成。
為應(yīng)對(duì)如今電子產(chǎn)品的高速發(fā)展從而需求量大增的新型紐扣電池市場(chǎng),紫宸激光已陸續(xù)開(kāi)發(fā)了紐扣電池雙工位焊接臺(tái)、紐扣電池柔性電路板自動(dòng)焊接臺(tái)等焊錫設(shè)備,同時(shí)也為多個(gè)生產(chǎn)紐扣電池的企業(yè)提供了各類(lèi)紐扣電池引腳焊接打樣、激光器和自動(dòng)化焊錫設(shè)備方案等。
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