鋰電池的集電體與連接片焊接技術分析

發(fā)布日期：2023-07-27      瀏覽次數(shù)：1128

鋰電池的集電體與連接片焊接技術分析

鋰電池(LIB)的集電體(金屬箔)與連接片的焊接也有使用電阻焊接和激光焊接工藝，但是最一般的是超聲波金屬焊接。
超聲波焊接集電體的課題之一是壓力造成的金屬箔的損傷。
解決金屬箔的損傷,推薦使用Nippon Avionics的超聲波金屬焊接機SW-3500-20。
利用控制焊咀高度的位移控制功能，提高產(chǎn)品的合格率。

集電體

集電體是產(chǎn)生電能的導電部分，具有提供電能的作用。焊接連接片后向外部輸出電能。也有通過涂有活性物質(zhì)的電極層后再經(jīng)過連接片的電流通道。
集電體是金屬箔疊層制作的產(chǎn)品，也稱為集電箔。另外，集電體的材料一般正極使用鋁箔、負極使用銅箔。

◆角型鋰電池的層疊箔片超聲波焊接



集電體的焊接課題


針對熱傳導性高的鋁和銅的焊接，適合的工藝是超聲波金屬焊接。超聲波金屬焊接是除去·分散氧化膜及附著物，原子之間互相作用的低溫焊接工藝。
特別是電阻焊接困難的鋁材料，除去其表面堅固的氧化膜非常有效。
相比焊咀的精密設計具有接合面積大、抑制接觸電阻的好處。
集電體是利用50枚以上10～17μm的金屬箔疊層制作而成。一層的厚度非常薄，容易破損，焊接時需要特別注意。
焊接時有兩大課題。
　①避免金屬箔損傷而縮短加壓時間的話，不能焊接到所有的箔層。
　②加壓時間過長的話，金屬箔發(fā)生過度變形、損傷。
需要合適的加壓時間進行焊接。

為了防止集電體的損傷，
焊咀高度的位移控制功能非常有效。


超聲波金屬焊接機SW-3500-20具有在定的高度下停止振動的位移控制功能。使用位移控制功能針對極薄的金屬箔設定最合適的加壓時間，從而實現(xiàn)無損傷焊接。
位移控制功能有兩種功能供選擇。產(chǎn)品的壓痕控制有定深度的位移控制和定完成厚度的高度位移控制。另外，配置分辨率1μm的線性標尺，可以實現(xiàn)微米級的控制。
集電體的金屬箔的焊接可以實現(xiàn)疊加60層而不損傷。
鋰電池的集電體是薄膜的集合體，需要解決的課題是如何以最佳的加壓時間實現(xiàn)金屬薄膜與連接片之間的無損傷焊接。
超聲波金屬焊接機SW-3500-20的位移控制功能實現(xiàn)集合體的無損傷焊接。

下沉量的控制(振動開始位置為基準）

焊接之后工件高度的控制(焊座為基準)