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鋰電池極耳超聲波金屬焊接

2021-04-27 15:52
鋰離子電池電極焊接是指鋰離子電池正負(fù)極的銅箔與鎳片焊接、鋁箔與鋁片焊接、鋁片與鎳片焊接。銅箔厚度為0.08mm左右,鋁箔厚度為0.01mm左右,鎳、鋁片為0.1mm左右。常用的焊接設(shè)備有電阻點(diǎn)焊機(jī)、激光點(diǎn)焊機(jī)、超聲波焊接機(jī)。電阻點(diǎn)焊機(jī)接頭強(qiáng)度低,銅箔或銅片焊接接觸電阻大,附加成本高。激光點(diǎn)焊機(jī)設(shè)備較為昂貴。超聲波金屬焊接機(jī)是利用高頻振動(dòng)波傳遞到2個(gè)需焊接的金屬表面,在加壓的情況下,使2個(gè)金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合,其優(yōu)點(diǎn)在于快速、節(jié)能、熔合強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、無火花、接近冷態(tài)加工。

超聲波焊在實(shí)際焊接過程中,既沒有電阻焊等方法的電流通過被焊工件,也沒有諸如電弧焊那樣的電弧產(chǎn)生,更不像激光焊那樣需要較大的能量將母材熔化,同時(shí),超聲波焊接不存在受熱傳導(dǎo)與電阻率等因素的影響,對(duì)于不同厚度的非鐵金屬箔、片都能有效地進(jìn)行焊接,尤其是保證對(duì)鋁、銅箔片的焊接質(zhì)量,更能突出其焊接優(yōu)勢(shì)。因此,超聲波焊接工藝在鋰電池生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。超聲波焊接質(zhì)量好壞直接關(guān)系到鋰電池的整體性能、良品率及電池使用壽命。

超聲波焊接原理

超聲波焊接是通過換能器將高頻電磁振蕩能轉(zhuǎn)換為相同頻率的機(jī)械振動(dòng)能,再經(jīng)過變幅器、焊頭,將彈性機(jī)械振動(dòng)能均衡地傳遞到被焊工件上,工件在彈性振動(dòng)能和靜壓力的共同作用下將機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)換為工件間的摩擦功,其物理效應(yīng)表現(xiàn)為超聲波振動(dòng)瞬間激活金屬晶格中的粒子,使金屬箔、片相接合處的分子相互滲透而牢固地連接,從而實(shí)現(xiàn)工件在固態(tài)下的焊接。圖1為超聲波焊接原理圖。
超聲波金屬焊接機(jī)工作原理圖

超聲波焊接具有無電弧、無電流、無高溫過熱、無焊接飛濺等優(yōu)點(diǎn),對(duì)極耳焊后對(duì)鋰電池性能的影響小,同時(shí)能夠很好地焊接采用其他焊接方法難以焊接的銅、鋁箔片,其焊接效果得到普遍認(rèn)可,已經(jīng)成為鋰電池行業(yè)中必不可少的焊接工藝。