CN113363347A - 一种电池片焊接的烘干工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池片焊接的烘干工艺，步骤包括对焊接好的电池片进行：预固化：将所述电池片从室温升高至第一温度，并以所述第一温度保持一段时间；固化：将所述电池片从第二温度升高至第三温度，并以所述第三温度保持一段时间；在所述预固化和所述固化之间增设有释放应力，所述释放应力包括将所述电池片从所述第一温度降低至所述第二温度，并以所述第二温度保持一段时间，用于释放所述电池片焊接点处的应力。本发明提出的烘干工艺，可有效提高电池片在焊接区的应力释放，降低电池片的应力集中，同时也减少电池片焊接后出现的变形量，降低电池片的翘曲度，进而在后续工序中减少了电池组件的碎裂量，提高组件质量，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池片焊接技术领域，尤其是涉及一种电池片焊接的烘干工艺。
背景技术
在电池片成品制成之前，需要对电池片进行焊接，就是用导电胶液使若干电池片两两相互上下粘接在一起，在一起流转至烘干箱中，使电池片一起缓慢进入烘干箱中进行烘干固化，使电池片焊接在一起，在烘干的同时沿流转方向水平移动，烘干完成后就形成成品件出炉，进入下一道工序中。
在现有电池片焊接的高温烘干过程中，由于电池片高温烘干固化后直接降温，导致在电池片焊接点出现应力集中区域，应力来不及释放就很容易造成焊接隐裂、破片，导致电池片在焊接点周围翘曲严重，当后续在电池组件制造过程中，由于电池片被拉伸后使得在电池片焊接处出现大量裂纹，使得电池组件碎片严重，成品率极低。
发明内容
本发明提供一种电池片焊接的烘干工艺，解决了在电池片焊接过程中由于焊接点应力集中无法及时向外释放，从而导致电池片翘曲、碎片率高的技术问题。本发明在可有效提高电池片在焊接区的应力释放，降低电池片的变形量和内部产生的应力集中，进而降低了电池片焊接处的翘曲度，从而在后续工序中减少了电池组件的碎片量，提高组件质量，降低生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电池片焊接的烘干工艺，步骤包括对焊接好的电池片进行：
预固化：将所述电池片从室温升高至第一温度，并以所述第一温度保持一段时间，用于对所述电池片焊接用的导电胶液进行预固化；
固化：将所述电池片从第二温度升高至第三温度，并以所述第三温度保持一段时间，用于使所述电池片焊接用的导电胶液完全固化，形成导电连接体；
在所述预固化和所述固化之间增设有释放应力，所述释放应力包括将所述电池片从所述第一温度降低至所述第二温度，并以所述第二温度保持一段时间，用于释放所述电池片焊接点处的应力。
进一步的，在所述预固化中，所述第一温度为150-300℃，所述电池片以所述第一温度保持15-20s。
进一步的，从室温升高至所述第一温度的时间为15-30s，升温速度为5-15℃/min；在所述预固化中的升温时间不小于其恒温时间。
进一步的，在所述释放应力中，所述第二温度为50-120℃，所述电池片以所述第二温度保持15-30s。
进一步的，从所述第一温度降至所述第二温度的时间为10-20s，降温速度为2-10℃/min；在所述释放应力中的降温时间不大于其恒温时间。
进一步的，在所述固化中，所述第第三温度为150-300℃，所述电池片以所述第三温度保持30-60s。
进一步的，从所述第二温度升高至所述第三温度的时间为5-15s，升温速度为5-15℃/min；在所述固化中的升温时间小于其恒温时间。
进一步的，在所述固化之后还包括成型出炉，用于将所述电池片从所述第三温度降低至室温，使所述电池片成型出炉。
进一步的，在所述成型出炉中，所述电池片从所述第三温度降低至室温，降温时间为10-30s，降温速度为2-10℃/min；所述第三温度与所述第一温度相同。
进一步的，所述电池片被设置在真空吸盘上并沿所述电池片运输方向向前移动，所述电池片行进中的速度均为30-60mm/s。
与现有技术相比，本发明设计的烘干工艺，在升温预固化和恒温固化之间增加一道释放应力的过程，即先降温再恒温稳定后再缓慢升温，可有效提高电池片在焊接区的应力释放，降低电池片的变形量和内部产生的应力集中，进而降低了电池片焊接处的翘曲度，进而在后续工序中减少了电池组件的碎片量，提高组件质量，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明一实施例的烘干工艺的流程图。
具体实施方式
本实施例提出一种电池片焊接的烘干工艺，如图1所示，包括四个步骤，对焊接好的电池片依次进行：
预固化：将电池片从室温升高至第一温度，并以第一温度保持一段时间，对电池片焊接用的导电胶液进行预固化，使上下电池片初步连接在一起。
具体地，在预固化的预固化过程中，由于电池片焊接时是在室温过程中加工的，在室温下导电胶液的流动性较好，其本身的特性不发生变化，故电池片焊接后进入烘干箱中的初始温度也即是室温温度。焊接后的电池片在真空吸盘上并沿真空吸盘水平移动进入烘干箱，然后关闭烘干箱箱门，并对烘干箱内的空气进行抽真空，真空度为-0.1kPa至-0.8kPa，停止抽真空。
然后开始进行升温烘干，第一温度为150-300℃，即从室温升高到150-300℃，优选地，从室温升高到150-300℃所用的时间为15-30s，升温速度为5-15℃/min，然后电池片以第一温度保持15-20s。在这一过程中，从室温升高至第一温度的目的是使导电胶液逐步固化凝结，使导电胶里的有机物被烘干挥发走，再恒温保持一段时间是希望导电胶液固化的更稳定些，使上下电池片对正固定焊接在一起，保证焊接稳定性；从室温升高至第一温度的时间不小于其恒温保持的时间，也即是从室温升高至第一温度的时间越长，对导电胶液固化凝结的效果越好，同时对导电胶液中的有机物被挥发的越干净，使得上下电池片的焊接效果越好，当电池片在最高温度时保持一定时间，可进一步提高导电胶液预固化的稳定性。
释放应力：将电池片从第一温度降低至第二温度，并以第二温度保持一段时间，主要对所述电池片焊接点处的集中应力进行释放，以减小电池片焊接点处的应力。
具体地，在释放应力的应力释放过程中，第二温度为50-120℃，从第一温度150-300℃降至第二温度50-120℃的时间为10-20s，降温速度为2-10℃/min；电池片以第二温度50-120℃保持15-30s。在这一过程中，降温可使导电胶液完全固化之前把焊接中心处的凝聚胶液缓慢分散，以使导电胶液不在电池片焊接中心处聚集，使焊接点周围的应力向外扩散、缓慢释放，进而可降低电池片焊接处的应力集中。
优选地，在此阶段中对电池片的降温时间不大于其恒温时间，也即是，当电池片焊接处中心的导电胶液受降温影响而降低其应力聚集的速度，相对于降温过程，再在第二温度上保持的时间越长，应力聚集的趋势越弱，使得焊接处的应力得到向外释放，导电胶液不会团聚在焊接处中心，使得导电胶液分布的更加均匀，导电胶液层的均匀分布也使得电池片焊接更加均匀，保证电池片焊接效果的一致性，为下一步导电胶液完全固化提供基础。同时应力集中的释放也使得在焊接处周围的变形得以降低，进而可减少电池片的翘曲度，使得在后续工序中减少了电池组件的碎片量，提高整体组件的成品率。
固化：将电池片从第二温度升高至第三温度，并以第三温度保持一段时间，使电池片焊接用的导电胶液完全固化，形成导电连接体。
具体地，在固化的完全固化的过程中，第三温度为150-300℃，从第二温度升高至第三温度的时间为5-15s，升温速度为5-15℃/min；电池片以第三温度保持30-60s。在这一过程中，电池片冲最低温度中再次直接升温到最高的第三温度，目的是使已经应力释放的导电胶液再次被升温完全固化，同时使残留的有机物再次被挥发出来，保证导电胶的导电性；再次以第三温度150-300℃恒温保持一段较长的时间，可使导电胶液完全固化，形成一层稳定的导电连接体，进而使电池片可获得良好的焊接性，保证电池片焊接的稳定性。优选地，在本步骤中的升温时间小于其恒温时间；为保证导电胶液固化的一致性，第一温度与第三温度相同，这一设置可最大限度地保证电池片焊接固化的一致性，使焊接点周围的变形量降低到最小，同时这一均匀设置的升温速度也可最大限度地减小在焊接点周围出现的隐裂，进而降低了在成品电池组的制造中出现裂片的风险。
成型出炉：将电池片从第三温度降低至室温，使电池片成型出炉。
具体地，在成型出炉的成型出炉过程中，电池片从第三温度150-300℃降低至室温，降温时间为10-30s，降温速度为2-10℃/min，这一过程主要是焊接好的电池片能缓慢降温，使其逐步恢复到室温状态下，以适应下一道工序中室温操作的衔接，同时也避免成型后的导电片从骤热的环境中突然进入骤冷的下一道工序中，防止出现更大的变形量。在本步骤中可进一步降低电池片焊接的变形，在保持电池片焊接处平整的同时可最大限度地降低电池片的翘曲度，进而在后续工序中可减少电池组件的碎裂量，从而提高组件质量，降低生产成本。
从预固化到成型出炉过程中，电池片被设置在真空吸盘上并沿所述电池片运输方向向前移动，电池片行进中的速度均为30-60mm/s。也即是，电池片边沿其运输方向移动边被烘干。
在本实施例中，在升温预固化和恒温固化之间增加一道释放应力的过程，即先降温再恒温稳定后再缓慢升温，可有效提高电池片在焊接区的应力释放，降低电池片的变形量和内部产生的应力集中，进而降低了电池片的翘曲度，使电池片焊接后的隐裂率降低了2％，从而使在后续加工电池组件过程中减少碎裂，使电池组件的碎片量降低0.3％，提高了电池组件的成品率，降低生产成本。
同时由于应力的释放，使得电池片焊接用的导电胶液固化得更加均匀，进而获得了更好的导电胶材料，更有利于电池片的导电性，电池片导电性的提高使得后续获得的电池组件的输出功率提高，使得每个电池片组件可提升2W左右。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例一：
预固化：将电池片以10℃/min的速度升温16s，使温度从室温升至180℃，再在温度180℃下保温15s，使电池片焊接用的导电胶液预固化。
释放应力：将电池片以6℃/min的速度降温15s，使温度从180℃降至90℃，再在90℃下保持30s，对所述电池片焊接点处的集中应力进行释放，以减小电池片焊接点处的应力，减小焊接点处电池片的变形。
固化：将电池片以6℃/min的速度升温15s，使温度从90℃升至180℃，再在180℃下保温45s，并保持一段时间，使电池片焊接用的导电胶液完全固化，形成导电连接体。
成型出炉：将电池片以10℃/min的速度降温16s，使温度从180℃降至室温出炉，成型准备出炉，与下一道工序衔接。
实施例二：
预固化：将电池片以15℃/min的速度升温15s，使温度从室温升至250℃，再在温度250℃下保温15s，使电池片焊接用的导电胶液预固化。
释放应力：将电池片以10℃/min的速度降温15s，使温度从250℃降至100℃，再在90℃下保持30s，对所述电池片焊接点处的集中应力进行释放，以减小电池片焊接点处的应力，减小焊接点处电池片的变形。
固化：将电池片以10℃/min的速度升温15s，使温度从100℃升至250℃，再在250℃下保温45s，并保持一段时间，使电池片焊接用的导电胶液完全固化，形成导电连接体。
成型出炉：将电池片以10℃/min的速度降温15s，使温度从250℃降至室温出炉，成型准备出炉，与下一道工序衔接。
实施例三：
预固化：将电池片以14℃/min的速度升温20s，使温度从室温升至300℃，再在温度300℃下保温15s，使电池片焊接用的导电胶液预固化。
释放应力：将电池片以12℃/min的速度降温15s，使温度从300℃降至120℃，再在120℃下保持20s，对所述电池片焊接点处的集中应力进行释放，以减小电池片焊接点处的应力，减小焊接点处电池片的变形。
固化：将电池片以12℃/min的速度升温15s，使温度从120℃升至300℃，再在300℃下保温45s，并保持一段时间，使电池片焊接用的导电胶液完全固化，形成导电连接体。
成型出炉：将电池片以14℃/min的速度降温20s，使温度从300℃降至室温出炉，成型准备出炉，与下一道工序衔接。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种电池片焊接的烘干工艺，步骤包括对焊接好的电池片进行：
预固化：将所述电池片从室温升高至第一温度，并以所述第一温度保持一段时间，用于对所述电池片焊接用的导电胶液进行预固化；
固化：将所述电池片从第二温度升高至第三温度，并以所述第三温度保持一段时间，用于使所述电池片焊接用的导电胶液完全固化，形成导电连接体；其特征在于，
在所述预固化和所述固化之间增设有释放应力，所述释放应力包括将所述电池片从所述第一温度降低至所述第二温度，并以所述第二温度保持一段时间，用于释放所述电池片焊接点处的应力。
2.根据权利要求1所述的一种电池片焊接的烘干工艺，其特征在于，在所述预固化中，所述第一温度为150-300℃，所述电池片以所述第一温度保持15-20s。
3.根据权利要求2所述的一种电池片焊接的烘干工艺，其特征在于，从室温升高至所述第一温度的时间为15-30s，升温速度为5-15℃/min；在所述预固化中的升温时间不小于其恒温时间。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种电池片焊接的烘干工艺，其特征在于，在所述释放应力中，所述第二温度为50-120℃，所述电池片以所述第二温度保持15-30s。
5.根据权利要求4所述的一种电池片焊接的烘干工艺，其特征在于，从所述第一温度降至所述第二温度的时间为10-20s，降温速度为2-10℃/min；在所述释放应力中的降温时间不大于其恒温时间。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种电池片焊接的烘干工艺，其特征在于，在所述固化中，所述第第三温度为150-300℃，所述电池片以所述第三温度保持30-60s。
7.根据权利要求6所述的一种电池片焊接的烘干工艺，其特征在于，从所述第二温度升高至所述第三温度的时间为5-15s，升温速度为5-15℃/min；在所述固化中的升温时间小于其恒温时间。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种电池片焊接的烘干工艺，其特征在于，在所述固化之后还包括成型出炉，用于将所述电池片从所述第三温度降低至室温，使所述电池片成型出炉。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种电池片焊接的烘干工艺，其特征在于，在所述成型出炉中，所述电池片从所述第三温度降低至室温，降温时间为10-30s，降温速度为2-10℃/min；所述第三温度与所述第一温度相同。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种电池片焊接的烘干工艺，其特征在于，所述电池片被设置在真空吸盘上并沿所述电池片运输方向向前移动，所述电池片行进中的速度均为30-60mm/s。
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