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极耳焊接制备(超声波焊接&激光焊接)

日期:2024-04-26 03:25
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摘要: 电池极耳 电池是分正负极的,极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体,通俗的说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。这个接触点并不是我们看到的电池外表的那个铜片,而是电池内部的一种连接。 锂电池正极用铝做极耳,负极用镍或者铜做极耳 锂离子电池的电芯在制作过程中,电芯由多层电芯极片叠加而成,每层电芯箔片伸出一层极耳箔片,在电芯箔片对齐后极耳箔片也贴合并对齐在一起,需要将电芯箔片焊接在一起形成电芯,并把极耳箔片焊接在一起形成极耳 极耳箔...
电池极耳
    电池是分正负极的,极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体,通俗的说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。这个接触点并不是我们看到的电池外表的那个铜片,而是电池内部的一种连接。
    锂电池正极用铝做极耳,负极用镍或者铜做极耳。
锂离子电池的电芯在制作过程中,电芯由多层电芯极片叠加而成,每层电芯箔片伸出一层极耳箔片,在电芯箔片对齐后极耳箔片也   贴合并对齐在一起,需要将电芯箔片焊接在一起形成电芯,并把极耳箔片焊接在一起形成极耳。
    极耳箔片非常薄,大概在0.01mm左右,普通焊接方式容易损坏箔片。
    极耳的材质(铝/铜/镍)不一定适合传统焊接方式。

焊接
    焊接,也称作熔接、镕接,是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。
    焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程。促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压,或同时加热又加压。焊接工艺几乎运用了世界上一切可以利用的热源,其中包括火焰、电弧、电阻、超声波、摩擦、等离子、电子束、激光束、微波等等,历史上每一种热源的出现,都伴有新的焊接工艺的出现。但是,至今焊接热源的开发与研究并未终止。

电池极耳的焊接
    1、需要发热集中
    2、焊接材料有高导电率,电阻焊的方式不易形成熔池
    3、涉及到不同种金属之间的焊接(铝电极上焊接镍)
    4、因此电池极耳的焊接,一般采用超声波焊接或者激光焊接

超声波焊接
    超声波焊接是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40 KHz 电能。
    被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动,随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头。 焊头将接收到的振动 能量传递到待焊接工件的接合部,在该区域,振动能量被通过摩擦方式转换成热能,将金属熔化。

1、发生器 2换能器 3、聚能器 4、耦合杆 5、上声极 6、工件 7、下声极 V振动方向 F静压力


超声波焊接的特点
   优点:
   1、可适用于多种组合材料的焊接
   2、由于是一种固相焊接方法,因而不会对半导体等材料引起高温污染及损伤,微电子器件中,半导体硅片与金属细丝的精密焊接是超声波焊接*重要*成功的一个应用领域
   3、容易焊接好热导率及高导电率的材料。(金、银、铜、铝等)
   4、与电阻点焊相比,耗用功率仅为电阻点焊的5%左右
   5、对工件表面清洁度要求不高,允许少量的氧化膜及油污的存在
   缺点:
   1.随工件厚度及硬度的提高呈指数剧增,因而只限用于丝、箔、片等薄件,绝大多数情况下超声波焊接只适用于搭接。

激光焊接
   1、激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现,激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。
   2、功率密度小于104~105 W/cm2为热传导焊,此时熔深浅、焊接速度慢;功率密度大于105~107 W/cm2时,金属表面受热作用下凹成"孔穴",形成深熔焊,具有焊接速度快、深宽比大的特点
   3、镍的熔点比铝的熔点高,当激光把镍带熔化的时候,底层的铝已经达到了熔点,从而实现两种不同熔点不同密度硬度材料的焊接。

激光焊接特点:
   优势:
   1.激光设备占地面积小,能释放出大量空间用于其它灵活布置;
   2.激光焊接没有空气及噪音污染,没有灰尘,属于新利源产物,更适应高科技无尘车间的使用;
   3.激光对耗电率低,电光转换率高,设备损耗低,维护成本也大幅度缩小,降少生产成本,提高了生产厂家的生产利润;
   4.激光焊接能根据需求进调整焊接速度,焊接深度,焊接宽度等均可以实现精准调控,适应不同材质及产品的焊接,达到精准焊接,质量更可靠,外观更整洁。
   劣势:
   目前,铝合金材料的电池壳占整个动力电池的90% 以上。其焊接的难点在于铝合金对激光的反射率极高, 焊接过程中气孔敏感性高, 焊接时不可避免地会出现一些问题缺陷,其中*主要的是气孔、热裂纹和炸火。

超声波焊接和激光焊接对比
    超声波焊接和激光焊接在不同性质的材料(金属、非金属、厚薄、材料表面处理特点等)上焊接的效果不同,因为作用原理不同,超声波焊接在某些材料上使用容易造成断裂等,而激光焊接则不好焊接很厚的材料。不同的材料上面,两种焊接方式的焊接速度也不同。要想知道在特定材料上使用哪种焊接方式更好,建议还是实际进行打样比较好。机器的成本,现在超声波焊接机比激光焊接机要便宜。使用成本,超声波焊接机的焊接头因为容易磨损,属于耗材,激光焊接机如果是YAG激光器的话,就需要换激光氙灯,不过更换频率不高,并且价格便宜。

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