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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(wú)火花、接近冷態(tài)加工。

超聲波焊在實(shí)際焊接過(guò)程中，既沒(méi)有電阻焊等方法的電流通過(guò)被焊工件，也沒(méi)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(guò)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(guò)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(wú)電弧、無(wú)電流、無(wú)高溫過(guò)熱、無(wú)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。