在鋰電池生產(chǎn)制造過程中，對(duì)焊接方法與工藝的選用，將直接影響電池的成本、質(zhì)量、安全以及一致性。超聲波焊接是鋰電池制造中的一種重要工藝，這種工藝主要是利用高頻振動(dòng)波傳遞到兩個(gè)需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個(gè)物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。
其中，在鋰電池超聲波金屬焊接工藝中，電池極耳超聲波焊接主要分單點(diǎn)和多點(diǎn)焊接，另一項(xiàng)重要用途是為自動(dòng)極片焊機(jī)和自動(dòng)卷繞機(jī)配套超聲波焊接。這種工藝用于鋰離子電池極耳極片、鋰電池正負(fù)極、電池鋁箔鋁片、電池銅箔銅片、電池鎳片鎳網(wǎng)等焊接，銅箔為0.08mm左右，鋁箔為0.01mm左右，鎳、鋁片為0.1mm左右。
早在2012年，鴻寶科技就研發(fā)出“自動(dòng)超聲波焊接線”，第一次使用了轉(zhuǎn)盤式的設(shè)計(jì)思維，將超聲波預(yù)焊、裁切、主焊等工藝整合在一起；之后的2015年和2016年，鴻寶科技又研發(fā)出“軟包電池全自動(dòng)生產(chǎn)線”和“鋁殼電池全自動(dòng)生產(chǎn)線”，將超聲波焊接工藝引入生產(chǎn)流程。
上海驕成副總經(jīng)理段忠福表示，超聲波焊接技術(shù)是非常專業(yè)的細(xì)分領(lǐng)域，目前業(yè)內(nèi)競(jìng)品的功率約5.5-6KW，而上海驕成正在開發(fā)8KW的設(shè)備。此外，上海驕成還在焊接結(jié)構(gòu)上進(jìn)行研發(fā)，設(shè)備能焊接更厚（100層），焊接能力更強(qiáng)，旨在產(chǎn)品質(zhì)量上讓客戶更放心，并達(dá)到降本增效的目的。
鋁絲焊是超聲波焊接中的一種工藝，深圳微訊負(fù)責(zé)人羅琳在CIBF2018期間曾接受過電池中國網(wǎng)專訪，他表示，“我們最早焊接的鋁絲，鋁絲焊得很漂亮，我們現(xiàn)在設(shè)備有十幾臺(tái)了，2014年到現(xiàn)在做了四年，超聲波焊接的電池?cái)?shù)量上億了。”羅琳談到，超聲波鋁絲焊這個(gè)工藝是從半導(dǎo)體領(lǐng)域引進(jìn)過來的，之后特斯拉把這個(gè)工藝用在了電池上，“所以說它除了可以連線還有保險(xiǎn)絲作用。”
星云電子負(fù)責(zé)人表示，傳統(tǒng)的焊接工藝十分耗時(shí)、容易失敗，也很難測(cè)試電池之間的連接、導(dǎo)體是否存在問題，相比之下，鋁絲超聲焊擁有多個(gè)碾壓性優(yōu)勢(shì)。汽車制造中對(duì)電池有諸多要求，新工藝由于采用鋁絲，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)焊接，大大提高了可維修性和回收率，鋁絲還可以適應(yīng)汽車對(duì)連接處的應(yīng)力要求和拉力測(cè)試要求。
據(jù)了解，目前國內(nèi)的贏合科技、先導(dǎo)智能、無錫智思匯、科瑞科技、聲聯(lián)超聲、新宇智能、無錫睿特、深圳必能信、東莞華拓、泰迡斯、東莞矩華、深圳精鋒等設(shè)備企業(yè)在鋰電池超聲波焊接領(lǐng)域也都有所布局。
超聲波焊接具有焊點(diǎn)牢固、焊點(diǎn)內(nèi)阻小、無氧化痕跡、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)；熔接時(shí)不產(chǎn)生火花，操作員安全放心，沒有煙味，不會(huì)造成空氣污染；所有焊接工件不需預(yù)先處理，不需焊錫、焊油等添加物就能熔接；焊接時(shí)間很短，一般在0.01-1S秒內(nèi)瞬間熔接完成；焊接溫度不超過其退火溫度，故不改變焊件的金相組織，熔接口整齊清潔。
不過，超聲波焊接也有一定的局限性，羅琳表示，“超聲波焊接最大的局限性在于，它對(duì)清潔度要求非常高，如果表面非常臟就焊接不上。”
值得注意的是，超聲波焊接效果也會(huì)受到電芯制作工藝（疊片或卷繞），單層極耳厚度、極耳材質(zhì)，蓋板極耳引片厚度、材質(zhì)，極耳引片厚度、材質(zhì)，焊接面積，焊印形狀，焊接參數(shù)等多種因素的影響，所以鋰電池也會(huì)存在虛焊、假焊現(xiàn)象。
電池虛焊會(huì)導(dǎo)致電芯在使用過程中發(fā)生斷路、內(nèi)阻大等問題，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。因此，鋰電池焊接質(zhì)量檢測(cè)是保證鋰電池焊接結(jié)構(gòu)的完整性、可靠性、安全性和使用性的重要手段。
據(jù)悉，近日上海驕成獲得寧德時(shí)代CATL超聲波焊接質(zhì)量檢測(cè)一體機(jī)批量項(xiàng)目訂單26套。據(jù)悉，上海驕成率先推出超聲波焊接質(zhì)量在線檢測(cè)一體機(jī)，打破傳統(tǒng)的電芯極耳焊接工藝的抽檢模式，達(dá)到每件檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)全檢，有效避免批量事故，提高產(chǎn)品品質(zhì)。
當(dāng)前，隨著我國新能源汽車財(cái)政補(bǔ)貼的逐步退坡，動(dòng)力電池提質(zhì)降本勢(shì)在必行，而鋰電池焊接質(zhì)量檢測(cè)的意義就越加凸顯。
