【材料课堂】汽车锂电池激光焊缝金相制备实验-完美新伴侣漫画
在新能源汽车的动力电池系统中，电池壳占系统总重量约为 20～30%，是电池的主要结构件。轻量化与高安全性使得铝合金电池包壳体成为动力电池外壳主流。动力电池外壳采用铝材料具有加工成形容易、良好思维高温耐腐蚀性、良好的传热性和导电性。因此，同样容量下采用铝合金的电池壳体相比钢壳更薄,相对质量更轻。此外，一旦电池出现爆炸，锂电池铝壳也比钢壳的迸发力较弱,铝壳动力电池造成的危害相对更低。目前铝电池壳多采用激光进行焊接。
01 切割
使用Beta-300Pro 全自动切割机切割试样；
Beta-300Pro 全自动切割机
设备
Beta-300Pro 全自动切割机
耗材
SiC切割片
参数
6a，0.6mm/s，2200rpm
02 镶嵌-热镶
使用TJ2231环氧树脂热镶；
MT-1H 自动热镶嵌机
设备
MT-1H 自动热镶嵌机
耗材
TJ2231
参数
180℃，120bar，5min，中速冷却
03 镶嵌-冷镶
使用TJ2210亚克力树脂冷镶嵌；
ThetaMount 压力冷镶嵌机
TJ 2210 压克力树脂
设备
ThetaMount 压力冷镶嵌机
耗材
TJ 2210 压克力树脂
参数
0.3MPa，15min
04 研磨
使用GP-2000A 自动磨抛机研磨试样，砂纸P400→P2500；
GP-2000A 自动磨抛机
金相砂纸
设备
GP-2000A 自动磨抛机
耗材
砂纸：P400；P800；P1200；P2000；P2500
参数
压力0.3MPa，上转80rpm，下转150rpm，时间2min
05 抛光-粗抛
使用GP-2000A 自动磨抛机抛光试样，先使用YS抛光布，配合3μm多晶金刚石抛光液粗抛同时添加抛光润滑剂
YS-JP 白色纤维抛光布
PD-W多晶金刚石抛光液设备
GP-2000A 自动磨抛机
耗材
YS抛光布，3μm多晶金刚石抛光液，抛光润滑液
参数
压力0.35MPa，上转80rpm，下转150rpm，时间5min
06 抛光-中抛
使用GP-2000A 自动磨抛机抛光试样，再使用ET抛光布，配合0.05μm氧化铝抛光液中抛；
ET-JP白色合成人造丝抛光布
AO-P氧化铝抛光液
设备
GP-2000A 自动磨抛机
耗材
ET抛光布，0.05μm氧化铝抛光液
参数
压力0.3MPa，上转80rpm，下转150rpm，时间2min
07 抛光-精抛
使用GP-2000A 自动磨抛机抛光试样，再使用ET抛光布，配合0.05μm二氧化硅抛光液精抛；
ET-JP白色合成人造丝抛光布
SO T401 二氧化硅抛光液设备
GP-2000A 自动磨抛机
耗材
ET抛光布，0.05μm二氧化硅抛光液
参数
压力0.25MPa，上转80rpm，下转120rpm，时间2min
08 观察
设备
Leica DM2700M金相显微镜
耗材
参数
50×→500×倍观察
09 分析
直角焊缝 50×
直角焊缝 200×
圆角焊缝 50×
圆角焊缝 200×拐角焊缝存在缝隙所以研磨抛光时应注意将试样清洗干净以防藏纳的粗颗粒泄出在试样表面留下大划痕。
冷镶和热镶的制样效果一致。
使用Keller’s试剂腐蚀试样。
激光焊缝熔池底部的柱状晶、芯部的等轴晶、层状偏析和孔洞都清晰可见。