锂电池制造中的焊接技术

在锂电池的电芯内部，极片与极耳的连接是极为关键的环节。极片由厚度通常在 5 – 20μm 的铜箔或铝箔构成，而极耳则采用 0.1 – 0.3mm 厚的铝或铜合金。它们之间必须建立可靠连接，以形成顺畅的电流导出通道，这直接关乎锂电池的性能与安全。​

传统焊接方法，如激光焊，在连接极片与极耳时存在诸多弊端。其焊接过程产生的高温，易使极片发生脆化。对于薄铜箔而言，甚至可能出现烧穿现象，严重破坏极片结构。而且，高温会促使极耳与极片间形成脆性合金层，增大电阻，影响电池的导电性，降低电池充放电效率与循环寿命。​

为解决这些问题，超声波焊接技术应运而生，并在锂电池制造中得到广泛应用。超声波焊接频率处于 20 – 60kHz 的高频振动范围。在焊接极耳与极片时，高频振动使二者表面产生塑性变形。这种变形能够有效破除极耳与极片表面的氧化层，让纯净的金属表面相互接触。随着振动持续，金属原子间的距离不断拉近，最终形成 “机械 – 冶金结合”。尤为突出的是，超声波焊接的热影响区极小，焊接过程中的温度通常低于 150℃。这一特性具有重要意义，一方面可避免极片因过热而断裂，另一方面，由于锂电池内部隔膜的熔点约在 130 – 160℃，低温焊接能够防止隔膜受热融化，保障了电芯内部结构的稳定，极大提升了锂电池的安全性与可靠性。​

从实际应用效果来看，超声波焊接在保障焊接质量的同时，显著提高了生产效率。它无需额外的焊料、助焊剂，不仅降低了生产成本，还减少了焊接过程中的污染。而且，该技术可适应不同材质、厚度的极片与极耳的焊接需求，具备良好的工艺灵活性。通过精确控制焊接参数，如频率、振幅、焊接时间和压力等，能够实现高质量的焊接连接，满足锂电池大规模生产的严格要求。​

在锂电池制造迈向高能量密度、高安全性的发展进程中，超声波焊接技术凭借独特优势，成为极片与极耳连接工艺的理想选择，为推动锂电池产业的技术升级发挥着关键作用。​

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