粘接在现代模块制造中的关键作用
汽车行业的粘接技术正日益普及，最初应用于挡风玻璃、各种内饰件和电气部件的粘接，如今在结构应用中的使用也日益广泛。该技术在电池模块装配中也得到了广泛应用。
粘接技术取代机械紧固件，不仅能提升设计灵活性，增强机械稳定性，还能减轻振动和冲击的影响。
粘接技术涵盖结构性、半结构性、柔性及压敏粘接等多种应用，其作用包括电芯间粘接、汇流排保护以及热管理应用等。
电池粘接的关键性能要求
粘接特性将取决于具体应用。
适用于恶劣环境条件的粘合剂
无论是陆基储能还是电动汽车应用，电池模块都可能面临极端高温或低温的环境。对于汽车行业而言，设计规范规定的工作温度范围为-40摄氏度至80摄氏度，并需采用冷却和加热系统以最大限度地减少结冰或过热的风险。
在车载应用中，粘接处会受到振动影响，因此必须足够牢固，以确保在发生事故时不会失效。对于电池盖的粘接，还需具备耐道路融雪盐的能力，并为电池组内部组件提供防泄漏密封。
细胞间结合：稳定性、支撑与安全性
用于电池单元间粘接的粘合剂在提供机械稳定性方面起着关键作用，特别是在汽车应用中，电池会受到振动的影响。
对于圆柱形电芯，聚氨酯泡沫粘合剂可为模块内的单个电芯提供额外的支撑和刚性。
对于棱柱形模块的组装，单个电芯可在安装到模块之前先粘合堆叠起来。
对于软包模块，粘合剂需要具备一定的可压缩性，以确保在电芯充放电循环过程中因膨胀和收缩而产生的柔韧性。
粘接在热管理中的作用
据美国国家可再生能源实验室称，锂离子电池在15 °C至30 °C之间工作效率最高；然而，如上所述，电池组所处的温度往往远超此范围，面临极端温度的考验。
对于软包和棱柱形电池组，通常可使用含有氮化硼、氮化铝等导热填料材料的粘合剂将其与散热板粘合。这些粘合剂不仅具有高导热性，还兼具电绝缘性能，可防止电芯之间发生短路。
对于圆柱形电芯，可将散热带缠绕在电芯外，为系统提供散热。
强度、刚度及对粘接接头的结构要求
在结构应用中，粘接有助于减少包装中使用的机械紧固件数量，并使制造商能够优化其生产流程。用于这些应用的粘合剂需要在恶劣条件、高温、高湿和腐蚀性环境下保持性能，而在盖体密封方面，还需防止污染物进入包装内部。
精密表面处理：采用激光方法实现更佳粘接
激光技术可作为粘接前表面处理的理想解决方案，能够仅对需要处理的区域进行表面处理。
- 利用激光清除铝或铜表面的氧化物等污染物、残留的机油，以及在材料运输和搬运过程中积聚的灰尘和污垢。
- 通过激光烧蚀去除工件表面的涂层、油漆和阳极氧化层，从而使工件基材能够直接粘接。
- 激光表面结构化或纹理化
激光是实现各类工件表面纹理化效果可重复性的理想工具。通过光束扫描系统，可以对激光进行精确编程，在工件表面形成微纹理，从而增加表面积。鉴于目前使用的粘合剂和填料种类繁多，可以轻松调整纹理，以最大限度地提高工件的润湿性。
在电池制造领域，激光是一种理想的非接触式工艺，适用于包括铝、铜、涂层材料和聚合物在内的多种材料。激光工艺易于扩展，重复性极高，且可轻松集成到自动化生产流程中。
为什么激光表面处理优于传统方法
可采用多种工艺，包括机械研磨、化学处理和等离子处理。
- 机械研磨和喷砂处理
这些方法操作简便，但随着磨料或研磨工具的磨损，处理效果可能会不稳定。 - 化学清洗和蚀刻
当激光无法获得“视线”以处理某些类型零件的内部特征时，该方法非常有效，且比激光具有优势。当然，其缺点在于存在环境问题以及处理危险废物的成本，而激光则对环境友好。 - 等离子处理
在污染本就较少的领域中效果显著，且在在线工艺设备上相对容易实施。与激光工艺一样，它也具有环保优势，但与激光的灵活性相比，其在表面结构化方面的能力较为有限。
虽然激光技术的初期成本较高，但它能够提供精确且可重复的结果，无需耗材和化学品，并且具有高度的选择性，仅对需要处理的区域进行清洁、活化或纹理处理。激光技术的灵活性以及较低的运营成本，使制造商在设备整个生命周期内都能获得可观的投资回报。
结语：通过更强的键合打造更优质的电池
电池组的生产在制造过程中越来越依赖粘合剂的应用，以生产出既能承受振动、热循环、高温和高湿度，又能为终端用户提供长久使用寿命的电池。
激光在表面处理中起着至关重要的作用，有助于充分发挥制造过程中所用各类粘合剂的性能。其效果如下：
-
- 剪切强度和抗拉强度得到提高
- 通过更牢固的粘接，提高了产品的耐用性。
- 使表面纹理与粘合剂粘度及填料特性更好地匹配，即在更多材料上提高润湿性。
由于该工艺具有非接触、高重复性和易于集成到大规模生产线等特点，激光工艺正逐渐成为现代电动汽车固定式储能系统中各类粘接应用表面处理的首选方法。
开始使用激光解决方案
请咨询我们的激光清洗专家，开始选择合适的系统，以提升电池的质量、可靠性和生产效率。
