锂离子电池铝箔如何影响超声波焊接质量？

2025-07-14 13:46

大家好！我是不言，这是我的第161篇原创文章。

今天来聊一聊锂离子电池的铝箔对超声波焊接的影响。

铝箔纯度的纯度与表面状态直接影响超声波焊接质量。本文解析杂质硬质相形成、氧化层绝缘效应及粗糙度对原子扩散的制约机制，并阐述等离子清洗等优化方案。

材料成分的影响

纯度要求：铝箔的纯度直接影响焊接质量。例如，1060铝箔（含铝99.6%）因其高纯度和低杂质（如铁、硅等），塑性变形能力更强，焊接时更易形成牢固接头。若杂质含量过高（如3003铝合金含锰），会形成硬质相，阻碍原子扩散，导致接头脆性增加。

合金元素：添加元素（如铜、镁）可能提升强度，但会降低延展性，增加焊接裂纹风险。

表面状态的影响

氧化层：铝箔表面的氧化铝（AlO）是绝缘体，过厚（>10 nm）会阻碍超声波能量传递，导致虚焊。需通过酸洗或机械打磨去除。

清洁度：油污、水分或粉尘会降低摩擦系数，影响热生成和塑性变形。生产前需用酒精或等离子清洗确保表面洁净。

粗糙度：适度粗糙的表面（Ra 0.2–0.8 μm）可增加接触点，提升机械咬合强度；但过度粗糙可能导致应力集中，引发裂纹。

其他关键因素

厚度均匀性：铝箔厚度不均（如局部<10 μm）易在焊接压力下撕裂。

涂层影响：涂碳铝箔的导电层若含银、石墨等，可能改变界面扩散行为，需调整焊接参数（如提高振幅）以补偿涂层对能量传递的干扰。

优化建议

预处理：采用等离子清洗或化学刻蚀去除氧化层，提升表面活性。

参数适配：高纯度铝箔（如1060）适用较低焊接压力（0.2–0.3 MPa），而含杂质铝箔需更高振幅（>80%）以克服硬质相阻力。

总结

铝箔的纯度、表面氧化层厚度及清洁度是核心影响因素。高纯度、低氧化、洁净表面的铝箔焊接性更优，而杂质或涂层需通过工艺调整补偿。

以上内容均为本人日常工作，交流，阅读文献所得，由于本人能力有限，文中阐述观点难免会有疏漏，欢迎业内同仁积极交流，共同进步！

参考资料：

1.锂电池极耳超声波焊接稳定性影响因素分析，郭扭

2.层叠式锂电池制造中金属极片的超声波焊接工艺优化方法，李东

3.锂电池极片辊压过程力学行为与结构，谢欣兵

4.锂电池铝箔断带成因及控制机制研究，黄寿志

原文标题 : 锂离子电池铝箔如何影响超声波焊接质量？

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