锂电池的集电体与连接片焊接技术分析

发布日期：2023-07-27      浏览次数：1096

锂电池的集电体与连接片焊接技术分析

锂电池(LIB)的集电体(金属箔)与连接片的焊接也有使用电阻焊接和激光焊接工艺，但是最一般的是超声波金属焊接。
超声波焊接集电体的课题之一是压力造成的金属箔的损伤。
解决金属箔的损伤,推荐使用Nippon Avionics的超声波金属焊接机SW-3500-20。
利用控制焊咀高度的位移控制功能，提高产品的合格率。

集电体

集电体是产生电能的导电部分，具有提供电能的作用。焊接连接片后向外部输出电能。也有通过涂有活性物质的电极层后再经过连接片的电流通道。
集电体是金属箔叠层制作的产品，也称为集电箔。另外，集电体的材料一般正极使用铝箔、负极使用铜箔。

◆角型锂电池的层叠箔片超声波焊接



集电体的焊接课题


针对热传导性高的铝和铜的焊接，适合的工艺是超声波金属焊接。超声波金属焊接是除去·分散氧化膜及附着物，原子之间互相作用的低温焊接工艺。
特别是电阻焊接困难的铝材料，除去其表面坚固的氧化膜非常有效。
相比焊咀的精密设计具有接合面积大、抑制接触电阻的好处。
集电体是利用50枚以上10～17μm的金属箔叠层制作而成。一层的厚度非常薄，容易破损，焊接时需要特别注意。
焊接时有两大课题。
　①避免金属箔损伤而缩短加压时间的话，不能焊接到所有的箔层。
　②加压时间过长的话，金属箔发生过度变形、损伤。
需要合适的加压时间进行焊接。

为了防止集电体的损伤，
焊咀高度的位移控制功能非常有效。


超声波金属焊接机SW-3500-20具有在定的高度下停止振动的位移控制功能。使用位移控制功能针对极薄的金属箔设定最合适的加压时间，从而实现无损伤焊接。
位移控制功能有两种功能供选择。产品的压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的线性标尺，可以实现微米级的控制。
集电体的金属箔的焊接可以实现叠加60层而不损伤。
锂电池的集电体是薄膜的集合体，需要解决的课题是如何以最佳的加压时间实现金属薄膜与连接片之间的无损伤焊接。
超声波金属焊接机SW-3500-20的位移控制功能实现集合体的无损伤焊接。

下沉量的控制(振动开始位置为基准）

焊接之后工件高度的控制(焊座为基准)