(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211158544.1 (22)申请日 2022.09.22 (71)申请人 苏州智慧谷 激光智能装备有限公司 地址 215300 江苏省苏州市昆山市花 桥镇 沿沪大道西侧顺扬创业园A7栋厂房 101 (72)发明人 巩蕊　冯波　宋永超　 (74)专利代理 机构 苏州创元专利商标事务所有 限公司 3210 3 专利代理师 陈昊宇 (51)Int.Cl. B23K 26/21(2014.01) B23K 26/70(2014.01) B23K 26/14(2014.01) B23K 26/146(2014.01)B23K 26/064(2014.01) B23K 101/36(2006.01) (54)发明名称 一种激光焊 接系统及方法 (57)摘要 一种激光焊接系统及方法， 系统包括电池片 上料单元、 焊带上料单元 以及激光焊接单元； 电 池片上料单元用于上料待焊接的电池片， 焊带上 料单元用于将焊带按一焊盘排布 图案放置并定 位于电池片的焊接区域中； 激光焊接单元包括激 光焊接装置和温度检测及冷却装置， 在焊接激光 束的发射路径上依次设有光束整形镜头、 光学玻 片以及投影镜头。 光学玻片上设有衍射图案， 该 衍射图案 呈规则的点阵状， 并与焊接区域中的焊 盘排布图案对应。 方法包括： 一、 电池片上料； 二、 焊带放置并定位于焊接区域； 三、 对放置有焊带 的电池片的焊接区域进行焊接， 并通过温度控制 保证光学玻片的温度稳定。 本发 明通过在光学玻 片上设计衍射图案， 实现了电池片的整面焊接区 域的同时焊 接。 权利要求书3页 说明书9页 附图8页 CN 115255635 A 2022.11.01 CN 115255635 A 1.一种激光焊接系统， 其特 征在于： 包括电池片上 料单元、 焊带上料单元以及激光焊接单 元； 所述电池片上料单元用于上料待焊接的电池片， 所述焊带上料单元用于将焊带按一焊 盘排布图案放置并定位于所述电池片的焊接区域中； 所述激光焊接单元包括激光焊接装置和温度检测及 冷却装置； 所述激光焊接装置包括 一用于发射焊接激光束的激光发生器， 且在焊接激光束的发射路径上依次设有光束整 形镜 头、 光学玻片以及投影镜 头； 所述焊接 激光束经 过所述光束整形镜头后成为 一均匀光束； 所述光学玻片上设有衍射图案， 该衍射图案呈规则的点阵状， 并与电池片的焊接区域 中的焊盘排布图案对应； 所述均匀光束经过光学玻片后成为数量与所述焊盘对应的多束 出 射光束； 所述投影镜头的光束出射方向正对所述电池片的焊接区域， 且投影镜头与焊接区域的 距离对应投影镜头的焦距； 各出射光束同时经过所述投影镜头独立聚焦， 并一一聚焦于所 述焊接区域中的各 所述焊盘上； 所述温度检测及 冷却装置包括用于检测光学玻片表面温度的温度传感器， 以及用于对 所述光学玻片进行降温的冷却装置 。 2.根据权利要求1所述的一种激光焊接系统， 其特征在于： 所述温度传感器贴合光学玻 片设置， 并与一控制单 元电性连接； 所述控制单元中预设有冷却触发温度值， 当温度传感器实时采集的温度值达到或超过 该触发温度值时， 控制单 元发出指令启动所述冷却装置对光学玻片进行降温。 3.根据权利要求1或2所述的一种激光焊接系统， 其特征在于： 所述冷却装置包括冷却 夹具， 所述光学玻片定位于该冷却夹具中， 且冷却夹具对应光学玻片的上下表面设置有用 于避让激光束的让位 通道； 所述冷却夹具中对应所述 光学玻片设有风冷散热 结构或/和水冷散热 结构。 4.根据权利要求3所述的一种激光焊接系统， 其特征在于： 所述风冷散热结构包括风冷 气路， 且该风冷气路的出气口对应所述 光学玻片的表面设置 。 5.根据权利要求3所述的一种激光焊接系统， 其特征在于： 所述水冷散热结构包括用于 对光学玻片直接或间接进行 热交换的水冷流道。 6.根据权利要求5所述的一种激光焊接系统， 其特征在于： 所述冷却装置还包括金属夹 具， 该金属夹具定位于所述冷却夹具中， 且与所述水冷散热 结构的水冷流道贴合设置； 所述光学玻片可拆卸地定位于该金属夹具中， 且金属夹具对应光学玻片的上下表面设 置有用于避让激光束的让位 通道。 7.根据权利要求3所述的一种激光焊接系统， 其特征在于： 所述冷却装置和所述投影镜 头螺纹配合， 实现投影镜 头在所述 光学玻片和所述电池片之间的距离可调。 8.根据权利要求1或2所述的一种激光焊接系统， 其特征在于： 所述温度传感器设有多 个， 并均布于所述 光学玻片的上 下表面， 以此实现对光学玻片的多点测温。 9.根据权利要求1或2所述的一种激光焊接系统， 其特征在于： 所述光学玻片的衍射图 案包括数个大光 点， 还包括数个小光 点或数条小长条； 所述光学玻片上还设有用于增加换热面积的数根毛细散热结构， 且各毛细散热结构的权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115255635 A 2设置位置避开所述 衍射图案， 以此提升光学玻片的整体散热效率。 10.根据权利要求9所述的一种激光焊接系统， 其特征在于： 所述毛细散热结构还设有 数根支干， 且各 所述支干均对应所述大光 点的周部设置， 以此提升大光 点处的散热效果。 11.根据权利要求1所述一种激光焊接系统， 其特征在于： 所述激光焊接单元还包括防 尘散热装置， 该防尘散热装置具有一 罩体， 罩设于所述激光焊接装置的外侧。 12.一种激光焊接方法， 其特 征在于： 包括： 步骤一、 对待焊接的电池片进行 上料； 步骤二、 将焊带按一焊 盘排布图案放置并定位于所述电池片的焊接区域中； 步骤三、 通过激光焊接单元对放置有焊带的电池片的焊接区域进行焊接； 焊接时， 激光 发生器发射的焊接激光束 经由一光束整形镜头整 形后成为一均匀光束， 该均匀光束经由一 光学玻片分成数量与焊盘对应的多束 出射光束； 各出射光束与电池片上各焊盘的位置一一 对应， 且各出射光束同时经过投影镜头进行独立聚焦， 使各出射光束一一聚焦于所述焊接 区域中的各 所述焊盘上实现焊接； 还包括温度的实时检测及冷却； 通过实时检测光学玻片周边的温度值， 当该温度值超 出系统的一预设值时， 则启动对光学玻片的冷却， 确保光学玻片的工作温度在一设定范围 内。 13.根据权利要求12所述的一种激光焊接方法， 其特征在于： 所述光学玻片为DOE光学 玻片， 且设有衍射图案， 该衍射图案呈规则的点阵状， 并与电池片的焊接区域中的焊盘排布 图案对应。 14.根据权利要求12所述的一种激光焊接方法， 其特征在于： 所述激光焊接单元包括温 度检测及冷却装置， 其包括用于检测光学玻片表面温度的温度传感器， 以及用于对所述光 学玻片进行降温的冷却装置； 所述温度传感器贴合 光学玻片设置， 并与一控制单 元电性连接； 所述控制单元中预设有冷却触发温度值， 当温度传感器实时采集的温度值达到或超过 该触发温度值时， 控制单 元发出指令启动所述冷却装置对光学玻片进行降温。 15.根据权利要求14所述的一种激光焊接方法， 其特征在于： 所述冷却装置包括风冷散 热结构， 该风冷散热结构包括风冷气路， 且该风冷气路的出气口对应所述光学玻片的表面 设置； 所述冷却装置还包括水冷散热结构， 该水冷散热结构包括用于对光学玻片直接或间接 进行热交换的水冷流道； 所述温度传感器设有多个， 并均布于所述光学玻片的上下表面， 以此实现对光学玻片 的多点测温。 16.根据权利要求12所述的一种激光焊接方法， 其特征在于： 所述光学玻片的衍射图案 包括数个大光 点， 还包括数个小光 点或数条小长条； 所述光学玻片上还设有用于增加换热面积的数根毛细散热结构， 且各毛细散热结构的 设置位置避开所述 衍射图案， 以此提升光学玻片的整体散热效率； 所述毛细散热结构还设有数根支干， 且各所述支干均对应所述大光点的周部设置， 以 此提升大光 点处的散热效果。 17.根据权利要求12所述的一种激光焊接方法， 其特征在于： 还包括多段式预热， 至少权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115255635 A 3