動力電池是電動汽車關鍵技術。動力電池單體如何組合成模組？模組如何組合成PACK？目前普遍采用方法是焊接工藝。特斯拉電動汽車的PACK采用的就是激光焊工藝。大家對特斯拉電動汽車采用18650電池，認為并沒有什么先進地方，但是對特斯拉的PACK采用的激光焊工藝水平比較高，紛紛點贊。

中國電動汽車動力模組、PACK成組也可以采用激光焊工藝，但是投入大高，質量把控中國目前做不到，普遍認為如果跟特斯拉學，風險極高。下面介紹工藝相對簡單、投入不大、質量把控高、可靠性有保障的動力電池模組、PACK純機械組裝技術及實例，分享給同行。

一、電池模組、PACK焊接難點與不足

新能源汽車的發(fā)展對動力電池外觀、電池容量、電池耐久性等都在不斷提出新的要求，激光焊接自然是電池廠商首選生產設備之一。實踐證明，其主要的接難點與不足如下：

①如果采用是側焊工藝，焊接后可能會導致凸起，對后續(xù)工藝的裝配會有些影響。因此側焊工藝對激光器的穩(wěn)定性、材料的潔凈度和頂蓋與殼體的配合間隙有較高的要求。

②如果采用頂焊工藝，對前道工序入殼及定位要求很高，對設備的自動化要求高。

③表面凸起、氣孔、內部氣泡是激光焊接的致命傷。目前基本上都鋁殼電池，會面臨焊痕表面凸起、氣孔、炸火、內部氣泡問題等。

④動力電池在焊接時是帶電作業(yè)。無論采用什么焊接工藝，對鋰電池而言，都會有不同程度的破壞作用，。

⑤動力電池單體生產過程中一致性控制要求極高，最后還要進行一致性篩選，如需單體電池再進入模組焊接。模組對焊接工藝的一致性要求更高，如果模組的一致性不能保障，前面單體一致性保障措施，沒有一點意義。

⑥采用焊接工藝，后續(xù)電池梯度利用困難重重?？梢哉f，如果后續(xù)的梯次利用，又用焊接工藝，模組的一致性已經沒有辦法保障了。

焊接工藝實例效果，（見圖1）

圖1 鋁殼電池焊接工藝及效果

二、動力電池模組、PACK純機械組裝基本原理

其基本原理：大家比較熟悉的手電筒。1號電池即單體，2節(jié)（3節(jié)）電池負極接正極，用一個鋁殼圓筒將節(jié)電池包裹起來，使其固定作業(yè)。對負載而言，一個正極、一個負極，兩頭用帽子擰緊即可。

動力電池模組原理與電筒是一樣的，但在工程設計上有本質上的區(qū)別。模組每一個單體也是用圓筒座固定起來，即M個圓筒座將M個單體并聯(lián)起來。在正極（負極）端用金屬匯流排，將M個正極（負極）并起來即可。（見圖2）

模組與模組的串聯(lián)，再用導流板串聯(lián)即可。

三、模組、PACK純機械組裝技術特點

①結構可靠：抗震動 抗疲勞；

②工藝可控：無過焊、虛焊，確保電芯100%無損傷；

③成本低廉：PACK產線自動化成本低，包括生產設備、生產損耗；

④易分拆：電池組易于維護、維修，低成本，電芯可梯次利用性好。

四、與焊接工藝比較比較分析

① 電芯無損傷，尤其是自放電方面；

②可全工段檢測，模塊質量可控；

③無發(fā)生焊點脫開，抗震動性能優(yōu) ；

④BOM成本低于正負極焊接工藝；

⑤投入低，設備自動化程度高；

⑥便于維護成本，電芯可梯次使用；

⑦模塊內阻略低于正負極焊接工藝，遠于鋁絲超聲焊。

五、動力電池模組、PACK純機械組裝全自動化產線實例

①適用于18650、21700、26650圓柱形電池；

②動力電池模組純機械組裝線（見圖3）；

圖3 動力電池模組純機械組裝線

③組裝線設備清單

④實車250天、大于500次充放循環(huán)的電芯狀態(tài)

對于當前的汽車市場來說，電池是無處不在。從智能手機到電動汽車，它們?yōu)樵S多帶有未來印記的產品提供動力。但問題是電池充電后似乎永遠都不夠用，而且對環(huán)境的影響也相當大。

然而，來自加州理工學院（Caltech）、美國航空航天局（NASA）的噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）和本田汽車（Honda）的一個全明星研究小組日前表示，他們已經開發(fā)出一種以氟化物為基礎的電池，這種電池的能量密度可以達到傳統(tǒng)鋰離子電池的10倍，而且制造成本更低。

該研究小組12月7日發(fā)表在《科學》（Science）雜志上的一篇論文中對這種新型電池做了介紹。

據CNET報道，氟化物電池基本已問世有段時間了，但這種電池需要在300華式度(150攝氏度)左右的烤箱溫度下才能正常工作。根據加州理工學院和（本田）公司介紹，新型氟化物電池可以在室溫下發(fā)電。

本田研究院（Honda Research Institute）研究員、論文合著者克里斯托弗·布魯克斯(Christopher Brooks)在一份新聞稿中表示，氟化物離子電池提供了一種很有前途的新型電池化學物質，其能量密度是現(xiàn)有鋰電池的十倍。與鋰離子電池不同的是，這種電池不會因過熱而對安全構成威脅，而且與提取鋰和鈷的工藝相比，提取氟化物電池的原料對環(huán)境的影響要小得多。

此外，與為iPhone和特斯拉（Tesla）提供動力的鋰離子電池不同，氟化物電池研究人員表示，這種電池不太可能會突然起火。

同樣值得關注的是，新的電池技術容易受到大肆宣傳。但與所有新技術一樣，在實際應用中可能會遇到無法預料的障礙——而且，即使在最好的情況下，新產品上市通常也需要數(shù)年時間。

六、拓展應用

動力電池基本分為圓柱形、方形、軟包裝三大類。目前已經成功實現(xiàn)圓柱形電池模組、PACK純機械組裝。目前有關動力電池幾何尺寸的國家標準已經發(fā)布。同理，方形、軟包也是可以推廣應用動力電池模組、PACK純機械組裝技術。這一技術的推廣應用，其意義是不言而喻的。