为什么通过拉力测试的焊片焊接点在循环使用后仍然会失效？

即使焊片焊接处在台架上通过了所有拉力测试，也可能在三百次循环后导致电池失效。失效体现在循环测试数据中，而不是焊机本身。而且，等到失效显现时，试验生产线通常已经为下一个电池设计进行了改造，因此导致焊接缺陷的机器也已不复存在。这就是为什么试验生产线上的焊片焊接问题常常被归咎于“化学”因素，而实际上并非如此。

这个焊点很小——几毫米厚的箔片焊接在极耳上——但它承载着电池整个寿命周期内的全部电流。当它性能下降时，过程是缓慢的：电阻逐渐增大，局部发热，容量衰减。焊点不会像断裂的部件那样突然断裂。它只是逐渐恶化，而根本原因在于之前批次电池的某个参数设置正确。

拉力测试证明焊缝存在，但并不能证明焊缝能够承受拉力。

标准的验收检查方法是对样品标签进行拉力或剥离测试。这种方法快速、但会破坏样品，而且只能测量一个参数：测试瞬间分离焊缝所需的力。虽然这很有用，但它无法告诉你焊缝在循环使用后是否能保持牢固。

即使焊缝横截面的大部分区域仅与焊缝表面勉强粘合，焊缝仍可能通过拉力测试。粘合部分承受测试载荷，焊缝被判定为“合格”，而薄弱的界面则在焊缝内部悄然发生氧化或疲劳断裂。两批拉力值相同的焊缝，其使用寿命可能截然不同。

因此，在试生产线上，应将拉力视为一个门槛，而非最终结果。应结合另外两项检查：成品电池的直流电阻（DCIR）（极耳接口问题会导致整批电池的直流电阻持续升高）以及焊缝横截面观察——每批取几个样品，在放大镜下检查焊缝是否覆盖整个宽度，而不是仅覆盖其中的一部分。

焊接能量，而非焊接时间：一个无人记录的参数

超声波焊接利用高频振动（实验室规模的设备通常为 30-40 kHz）和夹紧力将箔片连接起来，焊接时间通常可在 0.01 秒到 1 秒之间调节，功率约为 2 kW。大多数操作人员会记录焊接时间。真正决定焊接质量的参数是传递到接头的能量，它是振幅、压力和时间的乘积。焊接时间相同但压力或振幅不同的两次焊接并非相同的焊接。

能量过低会导致箔片表面的氧化膜未被破坏，从而造成冷焊：虽然拉力测试可能显示焊缝牢固，因为焊缝表面被压紧，但电阻很高，且在电流作用下界面会迅速劣化。能量过高则会导致箔片变薄、焊片边缘开裂，并使焊缝周围的材料变脆。能量过高和能量过低之间的合适范围很窄，而且会随着焊片材料、焊片厚度或箔片供应商的变化而变化。

实际操作中，应该记录每次焊接的能量——使用机器的能量读数，而不仅仅是计时器——并将配方写入批次记录。当一批电池在循环后开始出现直流内阻 (DCIR) 升高时，首先要问的不是“是什么化学成分？”，而是“那次焊接的能量是多少？”

铜片和铝片的失效时间不同。

阳极片是铜，阴极片是铝，它们在超声波焊接中的表现不同。铜延展性好，焊接容错性高；其氧化膜薄，容易破裂。铝表面有一层天然氧化层，需要更多能量才能破坏，而且铝在加热时软化速度更快，因此阴极侧的过焊窗口更窄。

失效时间也各不相同。劣质铜焊点通常会在早期显现——初始电阻高或电池无法通过化成检查。劣质铝焊点可能顺利通过化成检查，但会逐渐劣化，因为未破损的氧化层会形成不断增长的电阻层，并随着循环次数的增加而恶化。如果直流内阻 (DCIR) 在循环次数中呈上升趋势，且上升趋势与阴极侧一致，那么在怀疑电极涂层或电解液之前，应该先检查极耳界面。

这也是异种金属连接需要格外重视的原因。任何不同金属之间的连接都会随着时间的推移形成金属间化合物层，而焊接能量过高会加速这一过程。如果您要将镀镍金属片焊接到铜箔上，能量设置就至关重要——它决定了连接是稳定可靠还是电阻缓慢上升。

焊缝预处理决定焊接质量的一半

焊接前，通常先在另一台机器上对焊片进行成型、切割和压平——实验室规模的焊片成型机可处理宽度达约 100 毫米的焊片，切割和压平力可达约 1000 公斤力。这一步骤看似无关紧要，实则不然。边缘参差不齐或带有毛刺的焊片会使应力集中在焊缝的某一点，而该点会成为最先失效的热点。撕裂或拉伸的边缘与干净的剪切边缘焊接方式不同，因为撕裂边缘周围的金属已经发生了加工硬化。

焊接接头准备过程中需要注意两点。首先是边缘质量：干净利落的切口永远胜过撕裂的切口，毛刺方向也很重要——朝向焊接区域的毛刺会嵌入接头中。其次是清洁度：接头表面会沾染油污和碎屑，焊接界面上的任何污染都会形成电阻点，而这种电阻点在静态拉力测试中无法检测出来。

在试验线上，焊缝准备通常是手动或半自动的，这意味着这是操作人员之间最容易出现偏差的步骤。而这种偏差会直接影响焊缝质量。

快速查找焊片焊接失效问题

向您的焊接供应商提出的问题

在订购焊片焊接台之前，请向供应商询问以下问题，以区分一台可用的机器和一台不断报废的机器：

• 该机器是否报告每次焊接的能量，还是只报告焊接时间？如果没有能量读数，则无法正确验证焊接工艺。
• 如何针对不同焊片宽度和厚度调整焊角和砧座夹具？焊片几何形状是不同单元设计之间首先要改变的因素。
• 能否根据细胞设计存储配方，并将能量、压力和振幅锁定在一起？仅使用定时器的配方会导致漂移。
• 封口成型和切封是集成在一起还是分开的？在王盛围绕606090和4462115规格构建的包装袋试生产线上，封口冲孔、薄膜包装和封口通常被指定为一个集成工位，因为不同机器之间的交接是质量损失的根源。
• 机器附带哪些资质数据——样本量、标准和失效分析？如果供应商只提供拉力值，那也说明焊接工艺没有通过认证。

圆柱形电池有其自身的生产流程。在王盛的试点流程中，圆柱形电池的拉片焊接和贴带工序分两道工序进行，卷绕前完成；然后，负极拉片在卷绕后焊接，正极拉片在开槽后焊接——接头处需经过三次处理，因此每道工序都需要单独的验收检查。在0.5 GWh软包装生产线产能规划中，拉片焊接工序采用全自动超声波焊接、拉片冲孔、薄膜包装和顶部封口一体机，设计产能为12 PPM——该设备能够在保证速度的同时保证质量，但前提是配方和认证方法必须与之匹配。

极耳焊接介于电极涂层和电池组装这两个备受关注的工序之间，但却是这三者中最不受重视的。在试验生产线上，由于下一个电池的设计总是不同的，因此应将极耳焊接视为一个需要验证的工序，而不是一个固定的设置：记录能量，检查横截面，在极耳材料发生变化时重新进行验证，并了解何时可以信赖静态拉力测试，何时不可以。能够经受住循环测试的电池，都是在设备改造之前就已充分了解焊接工艺的电池。 Contact Wangsheng 讨论您的包装袋或包装袋的标签焊接站规格 圆柱形导向管并询问该电台如何与您的电台配对 电池涂层机 在整体线路规划中。