新能源动力电池铜铝极柱如何焊接？

在新能源汽车蓬勃发展的今天，动力电池作为核心部件备受关注。

动力电池是由电芯、模组和电池包等构成，是新能源汽车当中最核心的零部件和动力来源。

而极柱这个看似简单的零件，却承担着连接电池内外电路的重要使命，其焊接工艺更是直接影响电池性能和安全的关键环节。

极柱通常由导电性能优异的铜或铝合金制成。它不仅要承受高电流传输，还要确保电池内部与外部环境的密封性。

电池极柱一般由柱体、柱底、柱头等组成。一般来说正极使用铝、负极使用铜，其作用就是让电池极柱通过连接片焊接，形成串联、并联电路，组成电池模组。

串联或并联时，就会遇到 “铜-铝”异种金属焊接的难题。

1. 物理性质差异大：铜和铝的熔点差异大（Cu: 1083°C, Al: 660°C）、导热率、电阻率不同。在熔焊中，铝熔化时铜却保持固体状态，当铜熔化时，铝已熔化很多了，增加焊接难度。

2. 易形成脆性金属间化合物：铜与铝的焊接接头脆性大，易产生裂纹，在铜与铝的熔焊时，近铜侧的焊缝中很容易形成共晶，如Al₂Cu、AlCu、Al₄Cu₉等。分布于晶界附近，易产生晶间裂纹。

这些化合物脆而硬，导电性差，是焊接接头中的薄弱环节，容易导致高电阻、发热甚至断裂。

3. 易形成氧化层：铝表面会迅速形成致密的氧化铝（Al₂O₃）薄膜，熔点极高（2050°C），会阻碍金属之间的良好熔合。

因此，传统的焊接工艺（如TIG/MIG焊）几乎无法用于高质量的铜铝焊接。目前工业界主流采用激光焊接、旋转摩擦焊接及高分子扩散焊接技术。

激光焊接采用高能量密度激光束同时照射电池极柱铜和铝接触面，使其瞬间熔化形成熔池，可实现快速加热，控制热影响区在0.5mm以内，焊接时间仅需3-5毫秒。

激光焊接，虽然热影响区小、焊接时间短，效率高，断裂风险低。

但是也可能会出现焊接不牢固、气孔、裂纹、成形不良、炸孔、电极损坏等焊接缺陷问题。

高分子扩散焊是在一定的温度和压力下，将电池铜铝极柱的焊接表面相互接触，通过微观塑性变形，使原子间相互扩散，相互渗透，而形成牢固接头的焊接工艺。

具体焊接视频如下：

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