鋰電池的集電體與連接片焊接技術分析

發布日期：2023-07-27      瀏覽次數：1791

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，提高產品的合格率。

集電體

集電體是產生電能的導電部分，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的電極層后再經過連接片的電流通道。
集電體是金屬箔疊層制作的產品，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，從而實現無損傷焊接。
位移控制功能有兩種功能供選擇。產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，可以實現微米級的控制。
集電體的金屬箔的焊接可以實現疊加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)