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起來成組，是電池模組生產的關鍵步驟，焊接技術在某種程度上已經成為制約模組產品品質、生產效率、成本的最關鍵因素之一。下面以幾家優秀的模組生產企業的專利技術為例，討論一下領域內對該技術的著眼點。

A企業

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

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定性；

2、銅鋁電極片焊接區域非對稱，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，沿通孔一圈的圓環區域對銅鋁電極片進行超聲焊接，再在通孔區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難度，實現自主生產。

第三項改進也是給予第一項分區焊接技術，開發了一種可伸縮鋁電極片，為多層鋁箔堆疊后經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，平面段為各層間經熱壓焊接結合在一起的單層的狀態，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
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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，也能保證整體質量和成本的要求。

C企業
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C家為了實現很好的連接強度，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。

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為了提高連接片的導電性能，C家開發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企業，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化空間，對于模組生產商來說是很小的。

siterkiso

屬于電池工藝了，樓主哪個電池廠家的。

地球MAN

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