焊錫膏在新能源汽車電池生產(chǎn)中的具體操作流程
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時間:2025-07-18
在新能源汽車電池(尤其是鋰電池)生產(chǎn)中,焊錫膏的操作流程需嚴格適配電芯特性(軟包/圓柱/方形)、連接場景(極耳-匯流排、極柱-連接片等)及質(zhì)量要求(低阻、無熱損傷、高一致性),核心流程可分為6大步驟,每個環(huán)節(jié)均需結合電池生產(chǎn)的特殊性進行精準控制:
前期準備:焊錫膏選型與基材預處理
1. 焊錫膏選型與狀態(tài)調(diào)整
選型匹配:根據(jù)連接部位特性選擇焊錫膏(如軟包電芯鋁極耳焊接選“高活性鋁用焊膏”,含氟化物助焊劑破除Al?O?;BMS信號連接選“低溫SnBi58焊錫膏”,熔點138℃避免芯片損傷)。
儲存與回溫:焊錫膏需在2-10℃冷藏(防止助焊劑失效),使用前提前4-6小時取出回溫至室溫(20-25℃),避免冷凝水混入。
攪拌脫泡:回溫后用自動攪拌器(轉(zhuǎn)速100-300rpm)攪拌2-3分鐘,確保合金粉末與助焊劑均勻混合,消除氣泡(氣泡會導致焊點空洞)。
2. 基材(極耳/極柱/匯流排)預處理
清潔去氧化:
銅極耳/銅排:用不銹鋼絲刷或等離子清洗(功率50-100W)去除表面CuO氧化層,露出新鮮銅面;
鋁極耳:用專用酸性蝕刻液(如磷酸+氫氟酸混合液)輕蝕10-30秒,破除致密Al?O?層(關鍵:蝕刻后需用去離子水沖洗并熱風烘干,避免殘留液體腐蝕電芯);
鎳帶/鋼殼極柱:用酒精擦拭去除油污,必要時用微弧氧化處理增加表面粗糙度(提升焊錫附著力)。
尺寸修整:極耳需裁切至統(tǒng)一長度(誤差≤0.1mm),匯流排邊緣去毛刺(防止刮傷電芯或焊錫膏涂覆不均)。
焊錫膏涂覆:精準控制錫量與位置
根據(jù)連接部位的形狀和精度要求,選擇不同涂覆方式,核心目標是“錫量均勻、位置精準(偏差≤0.05mm)”:
1. 鋼網(wǎng)印刷(主流批量生產(chǎn)方式,適合軟包/方形電芯模組)
適用場景:軟包電芯極耳(多片并列)與匯流排連接、方形電芯匯流排大面積焊接(如CTP模組)。
操作步驟:
鋼網(wǎng)設計:根據(jù)焊點尺寸定制鋼網(wǎng)(厚度0.1-0.3mm,開孔形狀與極耳匹配,如長方形/圓形,開孔精度±0.02mm);
印刷參數(shù):刮刀壓力5-10N/cm2,速度20-50mm/s,脫模速度5-10mm/s(避免錫膏粘連鋼網(wǎng)導致缺錫);
關鍵控制:每印刷50-100片清潔鋼網(wǎng)(用酒精+無塵布擦拭),防止開孔堵塞(尤其細小組件,如BMS采樣點)。
2. 點膠/點涂(適合異形件或小批量,如圓柱電芯極柱)
適用場景:圓柱電芯極柱(直徑3-5mm)與鎳帶連接、方形電芯極柱邊角等非平面部位。
操作步驟:
設備:高精度點膠機(配針筒+不銹鋼針頭,針頭直徑0.2-0.5mm);
參數(shù):點膠壓力0.1-0.3MPa,時間0.05-0.2s,錫量控制在0.5-2mg/點(根據(jù)焊點大小調(diào)整,避免溢錫污染電芯);
定位:通過視覺系統(tǒng)(精度±0.01mm)對準極柱中心,確保錫膏落在連接區(qū)域中心(偏差>0.1mm易導致虛焊)。
元件定位:連接部件精準貼合
將待焊接的部件(如匯流排、鎳帶)精準放置在涂覆好焊錫膏的基材上,確保“無偏移、無翹曲”:
定位設備:自動化移栽機(配真空吸盤或機械夾爪),結合視覺定位(2D/3D相機)識別基材與部件的基準點(如極耳邊緣、匯流排定位孔);
貼合要求:
軟包電芯極耳與匯流排:極耳需完全覆蓋焊錫膏區(qū)域(露出部分≤0.5mm),匯流排壓合力度5-10N(避免壓潰極耳,同時確保焊錫膏均勻接觸);
圓柱電芯極柱與鎳帶:鎳帶中心與極柱中心偏差≤0.2mm,鎳帶邊緣距電芯殼體≥1mm(防止短路)。
回流焊接:核心升溫曲線控制(避免電芯損傷)
回流焊是焊錫膏實現(xiàn)冶金結合的關鍵步驟,需嚴格控制溫度曲線,確?!昂稿a熔化充分、電芯溫度不超標”:
1. 溫度曲線四階段(以SnBi58低溫焊錫膏為例,熔點138℃)
預熱段(25℃→100℃,耗時60-90s):緩慢升溫,蒸發(fā)焊錫膏中溶劑(避免劇烈沸騰導致錫膏飛濺),同時激活助焊劑(開始破除金屬氧化層);核心控制:升溫速率≤1℃/s(防止電芯內(nèi)部應力突變)。
恒溫段(100℃→130℃,耗時30-60s):助焊劑充分反應,徹底清除氧化層;控制電芯本體溫度≤60℃(通過熱電偶貼電芯表面監(jiān)測)。
回流段(130℃→180℃,耗時20-30s):焊錫膏達到熔點(138℃)后完全熔化,形成焊料合金層;峰值溫度控制在170-180℃(高于熔點30-40℃,確保潤濕),且峰值時間≤10s(避免助焊劑過度揮發(fā)導致焊點干枯)。
冷卻段(180℃→50℃,耗時30-60s):快速冷卻(冷卻速率1-2℃/s),促使焊料合金結晶致密(提升焊點強度);最終電芯溫度降至50℃以下再出焊爐。
2. 設備與環(huán)境控制
回流焊爐:選用“分區(qū)控溫式隧道爐”(8-10溫區(qū)),每個溫區(qū)溫差≤±2℃;
保護氣氛:對鋁極耳焊接或高要求場景,通入氮氣(氧含量≤50ppm),減少焊錫氧化(尤其SnBi合金易氧化)。
焊接后處理:清潔與初步檢測
1. 助焊劑殘留清潔(按需進行)
若焊錫膏為“免清洗型”(含低殘留助焊劑),可省略清潔;若為“松香型”(高殘留),需用異丙醇(IPA)或?qū)S们逑磩┏暻逑矗üβ?00W,時間30-60s),去除殘留助焊劑(防止后續(xù)腐蝕或絕緣不良)。
2. 外觀檢測
自動化AOI(自動光學檢測):識別焊點有無虛焊(焊錫未完全潤濕)、橋連(相鄰焊點短路)、針孔(氣泡導致)、缺錫(錫量不足)等缺陷,精度≥0.05mm。
質(zhì)量終檢:確保可靠性達標
1. 電氣性能檢測
接觸電阻測試:用微歐計(精度1μΩ)測每個焊點電阻,要求≤5mΩ(軟包極耳)或≤3mΩ(匯流排),且同批次偏差≤1mΩ。
2. 機械強度檢測
抗剪測試:用推拉力計測焊點抗剪強度,要求≥15N(極耳焊接)、≥30N(匯流排焊接),斷裂位置需在焊料層(而非基材或界面,避免虛焊)。
3. 可靠性驗證(抽樣)
冷熱循環(huán)測試:-40℃~85℃循環(huán)500次,每次循環(huán)30min,測試后焊點電阻變化率≤10%,無裂紋;
振動測試:10-2000Hz掃頻振動,加速度20G,持續(xù)4小時,焊點無脫落、電阻無突變。
不同電芯類型的流程差異
軟包電芯:極耳?。?.1-0.3mm),涂覆錫量需更精準(避免壓潰極耳),回流時需用治具固定極耳(防止受熱翹曲);
圓柱電芯:極柱?。ㄖ睆?-5mm),點涂錫量控制在0.5-1mg/點,回流時需保護電芯殼體(避免溫度過高導致鋼殼變形);
方形電芯:匯流排面積大(10-50cm2),鋼網(wǎng)印刷需保證錫量均勻(邊緣與中心錫量差≤10%),防止局部過熱。
焊錫膏在新能源汽車電池生產(chǎn)中的操作流程,核心是“精準控制”——從焊錫膏選型、涂覆量到回流溫度,每個環(huán)節(jié)都需適配電池“低熱損傷、高一致性”的特殊要求。
通過自動
化設備(印刷/點膠/回流爐)與嚴格的檢測標準,最終實現(xiàn)“低阻、牢固、安全”的電池連接,為電池包的能量效率和可靠性奠定基礎。
上一篇:錫膏廠家詳解小錫膏大作用:新能源汽車電池
下一篇:生產(chǎn)廠家詳解焊接可靠性難題的攻克之道