隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)升溫，動力電池系統(tǒng)正朝著高集成度、輕量化、低成本方向加速演進(jìn)。作為電池包中關(guān)鍵的信號采集與連接組件，CCS（Cells Contact System，集成母排）的材料與制造工藝也在不斷迭代升級。其中，銅鋁異種金屬的高質(zhì)量連接，成為影響CCS性能與成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

與此同時(shí)，鎳片本身作為中間材料，也帶來了額外的物料成本與供應(yīng)鏈管理負(fù)擔(dān)。

圖1.銅鋁異種金屬的直接焊接面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)

銅與鋁屬于典型的異種金屬，二者在導(dǎo)熱性、熱膨脹系數(shù)、熔點(diǎn)等物理特性上存在明顯差異，冶金結(jié)合困難。更關(guān)鍵的是，在焊接過程中，銅鋁界面極易生成脆性的金屬間化合物，直接影響接頭的機(jī)械強(qiáng)度與電氣可靠性，成為制約直焊工藝落地的核心難題。

當(dāng)前行業(yè)中，部分方案采用超聲波焊接實(shí)現(xiàn)銅鋁直焊。但由于FPC銅箔極為柔軟、厚度極薄，超聲波焊接對材料表面清潔度、焊接控制精度要求極高，良率穩(wěn)定性難以保證，容易出現(xiàn)虛焊等問題。

針對上述痛點(diǎn)，元祿光電發(fā)明了《一種激光銅鋁異種金屬的激光焊接方法》，省去鎳片中間環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)FPC銅箔與鋁巴的直接連接。

圖2.發(fā)明專利《一種激光銅鋁異種金屬的激光焊接方法》

在該方案中，F(xiàn)PC的70μm超薄壓延銅箔與2.5mm鋁巴進(jìn)行搭接焊，銅箔置于上層。通過振鏡控制焊接路徑，有效增大銅箔焊接區(qū)域的受力面積，避免應(yīng)力集中。經(jīng)過對焊接功率、速度、離焦量等關(guān)鍵參數(shù)的反復(fù)調(diào)試，焊縫表面連續(xù)、成型一致 ，剝離拉力可達(dá)30N以上，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可控。

圖3.70um厚銅鋁復(fù)合材測試數(shù)據(jù)

經(jīng)過一年多的技術(shù)攻關(guān)，該工藝在超薄金屬材料焊接方面取得了一系列實(shí)質(zhì)性進(jìn)展：

• 降低焊接風(fēng)險(xiǎn)：通過優(yōu)化工藝窗口，有效解決超薄銅箔易變形、貼合間隙大等難題，顯著降低虛焊與過焊的發(fā)生率；

• 提升產(chǎn)線效率：開發(fā)自動對位焊接系統(tǒng)，簡化工藝流程，縮短CCS產(chǎn)線長度，節(jié)省生產(chǎn)空間；

• 改善接頭性能：采用特定波長的激光光源，有效緩解銅鋁異種金屬焊接時(shí)的脆化問題，提升接頭強(qiáng)度與可靠性；

• 降低材料成本：取消鎳片中間件，減少物料種類與用量，為CCS規(guī)模化量產(chǎn)提供直接的經(jīng)濟(jì)效益。

此外，在氣動夾頭、振鏡同軸視覺焊接軟件等方面持續(xù)優(yōu)化，焊點(diǎn)可靠性已接近100%，為CCS的高質(zhì)量制造提供了穩(wěn)定支撐。

經(jīng)過一年多的技術(shù)攻關(guān)，元祿光電的綠光焊接技術(shù)已不僅僅停留在實(shí)驗(yàn)室階段。

我們正式推出了面向動力電池行業(yè)的CCS綠光焊接產(chǎn)線設(shè)備。

該設(shè)備采用高性能大功率激光器，具備吸收率高、飛濺少、高穩(wěn)定性、高光束質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于銅、鋁、鎳、銀等超薄金屬材料的精密焊接。

隨著動力電池對集成度與成本的要求不斷提升，CCS的信號采集與連接方式也在持續(xù)演進(jìn)。銅鋁直焊工藝的突破，不僅簡化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提升了制造一致性，也為CCS產(chǎn)線的自動化與緊湊化提供了新的可能。可以預(yù)見，在新型焊接工藝的推動下，CCS正朝著更高效率、更高集成、更低成本的方向穩(wěn)步邁進(jìn)。

如果您正在為CCS產(chǎn)線的效率瓶頸煩惱，如果您希望在不犧牲品質(zhì)的前提下降低成本，歡迎與我們聯(lián)系。

讓元祿光電照亮您工藝升級的每一步。