電池模組焊接問題的探討

xiaobing86203

將電芯通過焊接的方式串并聯(lián)起來成組,，是電池模組生產(chǎn)的關鍵步驟,，焊接技術在某種程度上已經(jīng)成為制約模組產(chǎn)品品質(zhì),、生產(chǎn)效率,、成本的最關鍵因素之一,。下面以幾家優(yōu)秀的模組生產(chǎn)企業(yè)的專利技術為例,，討論一下領域內(nèi)對該技術的著眼點,。

A企業(yè)

由于總輸出極承擔較大的載流量,，所以一般會采用銅材質(zhì)，而銅電極片直接與鋁極柱焊接強度低,，穩(wěn)定性不好,。

A家最早的解決方案是先把銅電極片與一塊鋁片預制超聲焊接在一起，再對鋁片與極柱進行焊接,。此方法存在三個問題：

1,、對鋁連接片和鋁極柱焊接時，會影響已焊接好的銅鋁結合部穩(wěn)定性,；

2,、銅鋁電極片焊接區(qū)域非對稱，影響焊接強度；

3,、銅電極片連接插接件后會給銅鋁界面帶來剪切力,，影響結合強度。

針對這三個問題,，A家共進行了三項改進,。

第一項改進是在銅電極片上開通孔，沿通孔一圈的圓環(huán)區(qū)域對銅鋁電極片進行超聲焊接,，再在通孔區(qū)域對鋁片和鋁極柱進行激光焊接,。該方法解決了多次焊接和焊接區(qū)域不對稱的問題，但是依然存在銅電極片上插接件造成的剪切力,。

第二項改進是在上述分區(qū)焊接的基礎上,，把銅電極片變成銅臺，銅臺上有帶有外螺紋的同心銅柱,，或者帶有內(nèi)螺紋的圓柱孔,，與插接件進行螺紋連接。一方面降低剪切力帶來的影響,；二來降低插接件的生產(chǎn)難度,，實現(xiàn)自主生產(chǎn)。

第三項改進也是給予第一項分區(qū)焊接技術,，開發(fā)了一種可伸縮鋁電極片,，為多層鋁箔堆疊后經(jīng)沖壓成型再分段熱壓焊接而成。拱形段為各層間未結合的多層分散的狀態(tài),，平面段為各層間經(jīng)熱壓焊接結合在一起的單層的狀態(tài),，從而形成一種柔性鋁電極連接片，補償因電池膨脹形成的位移,，降低在銅鋁結合部產(chǎn)生的應力,。推測前兩項改進方式對界面結合力的提升并不能完全滿足要求，所以才采用這種柔性鋁連接片的方式,，彌補銅鋁界面強度不足的問題,。

B企業(yè)

B家是采用鎳片與極柱進行連接，可焊接性好,，但是導電能力不足,，且成本高。

針對此問題,，研發(fā)了一種銅鎳復合電極片,，分別開有對應的通孔，通孔處有鎳凸片用于與極柱進行焊接,，從而兼具鎳的焊接性能與銅的導電性能,。這種方式并未徹底解決導電能力不足的問題,，如通過增加連接片厚度的方法來優(yōu)化，則又影響焊接性能,，增大了電池模組重量,，提高了成本。

于是開發(fā)了一種由厚薄兩片鋁極片組成的復合連接片,。在厚極片上設有通孔,，薄極片上開有與通孔對應的圓槽，圓槽為薄極片與極柱的焊接區(qū)域,。此時,，厚極片可以增加到足夠大的厚度來保證導電性，薄極片降低到足夠薄來保證焊接性,。而鋁材密度小價格低,，也能保證整體質(zhì)量和成本的要求。

C企業(yè)

C家為了實現(xiàn)很好的連接強度,，在連接片上開通孔,，電芯極柱穿過通孔與之配合，然后利用激光將通孔周圍金屬熔融進行焊接,。問題是,，如果所開通孔過大，焊接效果會受到影響,。如果過小,，又增加了裝配難度。

針對此問題,，C家把通孔分成了大小孔兩段,，采用過盈配合的模式降低對孔形狀和尺寸的要求。

為了提高連接片的導電性能,，C家開發(fā)了一種多層疊加的連接片,。兩層材料焊接在一起，其中一層或幾層開通孔,，剩下一層與通孔對應的區(qū)域為連接片與極柱的焊接部,，兼顧薄處焊接，厚處導電的功能,。值得注意的是,，兩項技術的基材均為多層箔材焊接而成，兩種連接片均為一次性沖壓成型,。

總結一下各家企業(yè)的共同點：

1、連接片多采用多層材料復合+開設通孔的方法,，其中一層材料為連接片與極柱的連接層,，保證焊接性能,。多層材料疊加用于保證連接片的導電性。

2,、連接片基材采用多層箔材堆疊之后加工成型,，可形成柔性區(qū)域，用于補償電芯膨脹造成的位移,，減小對低強度界面的影響,。

以上三家均為電池模組生產(chǎn)企業(yè)，解決問題的思路也基本類似,，即想辦法繞開問題,。當兩種材料焊接質(zhì)量無法滿足要求時，嘗試采用不同的替代材料,，再利用更加精細的結構或工藝彌補更換材料帶來的性能損失,。因為焊接技術本身的優(yōu)化空間，對于模組生產(chǎn)商來說是很小的,。

siterkiso

屬于電池工藝了,，樓主哪個電池廠家的。

地球MAN

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