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如何解决焊点大小不一致焊针消耗的问题？

日期：2025-01-21 09:31

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摘要：在新能源技术日新月异的今天，圆柱电芯作为锂离子电池的重要组成部分，其性能与制造工艺直接关系到电池包的整体效能与**性。然而，在圆柱电芯PACK的焊接过程中，一个不可忽视的现象——帕尔贴效应，往往给生产带来挑战。

圆柱电芯PACK焊接中的帕尔贴效应挑战

圆柱电芯PACK电阻焊，一般采用的焊接方式为平行焊，在这种焊接方式下：左右两根电极即使在相同的工况下（焊接压力、电极材料、接触电阻、焊接电流、通电时间等），也经常会出现焊点左右不均匀的情况。

那么，左右两侧工况相同，为什么会出现 "左右焊点大小不均匀"、"左右电极长度不一致"的问题呢？

这是因为，当涉及不同金属或半导体材料的连接时，电流通过焊接点可能引发局部吸热或放热，如果热量不均，则会影响焊接质量乃至电芯性能。

具体案例导入

用铜系焊针对镍带与圆柱电芯的正负极焊接，由于材料间存在能级差异，当焊接电流导通后，铜电极的铜原子*外层自由电子会运动到镍连接片的镍原子*外层自由电子。

由于铜比镍的原子核的正电荷数高，自由电子从高能级向低能级运动，在跃迁的过程中，通过光波的形式释放出多余的能量。

1#焊点：因为电极主要成分为铜，纯镍连接片主要成分为镍，铜原子核的正电荷数为29，镍原子核的正电荷数为28，自由电子在铜原子中的能级高于其在镍原子中的能级，因此在铜电极和纯镍连接片交接面处放热。

2#焊点：电芯通常采用不锈钢材质，虽然其中铁原子核的正电荷数为26，但是因为其他金属元素的加入，不同原子间各自的帕尔贴效应叠加后比较复杂，实际通电后，通常在纯镍连接片和电芯交接面处吸热。

3#焊点：材质的电荷数同2#焊点，但帕尔贴效应的可逆性，在电芯和纯镍连接片交接面处放热。

通过对左右焊点的观察：左侧焊接能量减小，电极和纯镍连接片粘连（粘针，电极消耗较快），焊接残留较小，容易虚焊；右侧焊接能量增大，没有粘针，残留明显大于左侧，焊接效果良好。

帕尔贴效应产生的放热和吸热现象给焊接带来如下挑战：若焊接过程中吸热过多，可能导致焊接点强度不足，增加接触**的风险；反之，若放热过多，则可能损伤电芯内部结构，甚至引发**事故。

帕尔贴效应概述

对上述现象的物理解释是：电荷载体在导体中运动形成电流，由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级向低能级运动时，便释放出多余的能量；这一效应是可逆的，当电荷载体从低能级向高能级运动时，会从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热的形式吸收或放出，物理学上称为帕尔贴效应。

帕尔贴效应，由法国科学家J.A.C.帕尔贴于1834年**发现，是一种热电现象。当电流通过由两种不同导体（或半导体）构成的回路时，会在接头处产生吸热或放热现象。这一现象的产生源于电荷载体在不同材料中的能级差异，当电荷从高能级向低能级移动时释放能量，表现为放热；反之，则吸收能量，表现为吸热。帕尔贴效应不仅具有可逆性，而且吸热或放热的强度与电流大小、导体性质及热端温度密切相关。

平行焊中的焊点左右不均匀现象，容易产生虚焊、粘针、过焊等问题，这不仅对PACK的焊接品质影响较大，而且两侧电极消耗速度差异较大，左侧粘针的电极较短，右侧电极较长；进而焊针长度差异，又会造成左右两根针的焊接压力差异，影响焊接质量的稳定。

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