复合箔材极耳焊接攻关

本文我们讲述复合箔材的极耳焊接问题，复合箔材的极耳焊接和传统箔材的焊接有很大差异，普通的电阻焊、激光焊、超声波点焊都不适用。

在电池技术快速迭代的今天，复合集流体因为质量轻及特殊的安全性能引起了大家的广泛关注。这种采用”金属层-高分子基膜-金属层”三明治结构的新型材料，相比传统纯金属箔材可实现减重60%以上、降本近40%、能量密度提升5-10%的显著优势。然而，复合集流体在锂电池中面临着一个技术难点——焊接工艺的选择。

一、复合箔材的结构特性

这种三明治结构安全的机理：

利用中间高分子层的阻燃特性，在电池热失控前切断电流回路，从根本上杜绝短路燃爆风险。

二.复合箔材焊接难点

中间高分子层为绝缘体：中间高分子层为绝缘体

金属层：因为金属层较薄（普遍只有1~2um)，传统焊接的高温高能量极易烧穿金属层，损伤高分子基膜

材料熔点差异巨大：铜（1083℃）/铝（660℃）vs 高分子材料（150-250℃熔缩）多层异质材料复合：需要实现金属-金属的可靠连接，同时避免高分子层热损伤

三.传统焊接方式不可行的原因

3.1电阻焊
电阻焊通过工件接触电阻产生的焦耳热实现焊接，复合箔材的金属层仅1-2μm厚，电阻焊的集中热量会瞬间烧穿金属层，直接破坏高分子基膜；且电阻焊难以同时应对金属层和高分子层的物理特性差异。

3.2激光焊接

激光焊依靠高能激光束熔化材料实现连接。铜/铝的熔点（660-1083℃）是高分子材料熔缩温度（150℃）的4-7倍，熔点差异巨大；且激光焊接过程中，热量会向周围扩散，极易导致高分子基膜热收缩、变形甚至熔化。

3.3传统超声波点焊

超声波焊接利用高频振动产生的摩擦热实现金属连接，温度远低于材料熔点，理论上是复合箔材的较优选择。但传统点焊模式仍存在致命缺陷。

复合集流体上下两层金属被中间绝缘层隔开，单点点焊只能连接一侧金属层，导致AB面无法接通；且复合箔材的薄片特性导致点焊时易出现”焊不住、跑偏、虚焊”等问题，焊点一致性较差。

四.复合箔材焊接解决方法

外接箔材进行超声波辊焊：

目前行业采用的方法是使用两层纯金属箔材夹住一层复合集流体的极耳部分进行焊接，再将单层或多层纯金属极耳分别与锂电池的正极极耳或负极极耳焊接在一起。

作用机理：

焊接过程中，复合箔材与两侧金属箔材（转接箔）同步送入焊区，滚焊焊头在压力作用下连续滚动，通过高频振动产生的摩擦热和机械嵌合作用，实现金属层之间的可靠连接。

极耳辊焊的两种核心逻辑：

4.1 ABA焊接方式

复合集流体（B层）两侧分别焊接金属箔材（A层），形成”金属箔-复合箔-金属箔”的夹心结构——行业最常用方式

此图片来源自臻锂新材

4.2 ABA-AA焊接方式：

在ABA基础上，一侧增加搭桥焊印，将上层金属与下层金属直接连接，引出单一导电层，简化后端极耳焊接。

五.辊焊核心技术指标

残留率：>90%，焊后金属层保持率，反映焊接对基材的损伤程度拉力值：>30N，焊接强度，确保电池使用过程中的机械可靠性内阻值：<0.3mΩ，焊接界面电阻，影响电池充放电效率和发热透光率：检测虚焊、漏焊等缺陷

小结：随着复合集流体渗透率的持续提升，超声波辊焊技术必将成为动力电池制造的核心工艺之一。国内成熟的设备厂商有骄成超声、新栋力、联赢激光等。