徐光銀，韓成祥

（合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源股份公司，合肥 230011）

1 引言

多年來(lái)不銹鋼頂蓋和銅片不能直接焊接，一直困擾著我公司及鋰電池行業(yè)，而且由于鉬極棒的材料特性，焊針的使用效率低，因此，急需一種新型材料的焊針，既能保證鋰離子電池頂蓋與銅片直接焊接，又可以提高焊針的使用效率。

圖1 鋰離子電池頂蓋示意

2 現(xiàn)狀分析

目前，鋰離子電池頂蓋與銅片儲(chǔ)能焊接一般使用鉬極棒焊針，鋰離子電池頂蓋如圖1 所示。

我公司多年來(lái)一直使用鉬極棒焊針進(jìn)行鋰離子電池頂蓋與銅片儲(chǔ)能焊接，由于不銹鋼的熔點(diǎn)是1500℃～1600℃，而銅連接片的熔點(diǎn)是1000℃～1100℃，兩者熔點(diǎn)差別較大，使用鉬極棒焊針不能直接焊接不銹鋼頂蓋與銅片，而是通過(guò)填充鎳片才能焊接，中間需要復(fù)雜的銅片和鎳片的復(fù)合環(huán)節(jié)，如圖2 所示。

圖2 銅片與鎳片復(fù)合環(huán)節(jié)工藝流程圖

鉬極棒的硬度較低，焊接中主要出現(xiàn)以下問(wèn)題：（1）生產(chǎn)效率低：由于焊針易變形、易粘銅屑，每臺(tái)設(shè)備每小時(shí)需磨焊針輔助時(shí)間15min；（2）成本高：焊針材料消耗快，每臺(tái)設(shè)備每小時(shí)消耗焊針成本2.85元；（3）質(zhì)量低：焊針的力學(xué)性能低，導(dǎo)致的焊點(diǎn)虛焊率達(dá)25%。

3 焊針改進(jìn)與效果

在有色金屬中，鎢的相關(guān)力學(xué)性能最好。鉬和鎢金屬的力學(xué)性能比較［1］如表1 所示，可看出鎢金屬力學(xué)性能顯著優(yōu)于鉬金屬，鎢極棒是鋰離子電池頂蓋與銅片儲(chǔ)能焊接的最佳焊針選擇。

表1 鉬和鎢金屬的力學(xué)性能比較

鋰離子電池頂蓋與銅片儲(chǔ)能焊接的焊針改進(jìn)為鎢極棒后，具備以下特點(diǎn)：（1）不銹鋼頂蓋與銅片可以直接焊接，取消中間復(fù)雜的銅片和鎳片復(fù)合環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過(guò)程；（2）硬度高，材料消耗顯著降低；（3）焊接不易粘屑、變形，磨焊針輔助時(shí)間顯著減少。

改進(jìn)后產(chǎn)生了以下效果：（1）降低作業(yè)成本：每年節(jié)約銅鎳復(fù)合作業(yè)成本50 萬(wàn)元，且鎢極棒焊針每年減少鎳片消耗成本30 萬(wàn)元，因此每年共降低成本80 萬(wàn)元；（2）提高了生產(chǎn)效率：每天工作8h，減少銅鎳復(fù)合環(huán)節(jié)的作業(yè)時(shí)間30min，減少磨焊針輔助時(shí)間90min，生產(chǎn)效率提高25%；（3）提高了焊接質(zhì)量：鋰離子電池頂蓋與銅片焊點(diǎn)的平均虛焊率降低20%，提高公司無(wú)形的效益。

4 結(jié)語(yǔ)

鋰離子電池頂蓋與銅片儲(chǔ)能焊接的焊針改進(jìn)，在生產(chǎn)效率、成本和質(zhì)量效果方面都有明顯的改善，每年降低成本80 萬(wàn)元，生產(chǎn)效率提高25%，產(chǎn)品虛焊率降低20%，可以看出鋰離子電池頂蓋與銅片儲(chǔ)能焊接的焊針改進(jìn)對(duì)生產(chǎn)效率、質(zhì)量的提高以及成本的下降都具有重要的意義。實(shí)踐證明，鋰離子電池頂蓋與銅片儲(chǔ)能焊接的鎢棒焊針是性能價(jià)格比最佳的焊針。

［1］宋小龍，安繼儒.新編中外金屬材料手冊(cè)［M］.成都：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.