随着新能源汽车产业持续升温，动力电池系统正朝着高集成度、轻量化、低成本方向加速演进。作为电池包中关键的信号采集与连接组件，CCS（Cells Contact System，集成母排）的材料与制造工艺也在不断迭代升级。其中，铜铝异种金属的高质量连接，成为影响CCS性能与成本的关键环节之一。
与此同时，镍片本身作为中间材料，也带来了额外的物料成本与供应链管理负担。
图1.铜铝异种金属的直接焊接面临诸多技术挑战
铜与铝属于典型的异种金属，二者在导热性、热膨胀系数、熔点等物理特性上存在明显差异，冶金结合困难。更关键的是，在焊接过程中，铜铝界面极易生成脆性的金属间化合物，直接影响接头的机械强度与电气可靠性，成为制约直焊工艺落地的核心难题。
当前行业中，部分方案采用超声波焊接实现铜铝直焊。但由于FPC铜箔极为柔软、厚度极薄，超声波焊接对材料表面清洁度、焊接控制精度要求极高，良率稳定性难以保证，容易出现虚焊等问题。
针对上述痛点，元禄光电发明了《一种激光铜铝异种金属的激光焊接方法》，省去镍片中间环节，实现FPC铜箔与铝巴的直接连接。
图2.发明专利《一种激光铜铝异种金属的激光焊接方法》
在该方案中，FPC的70μm超薄压延铜箔与2.5mm铝巴进行搭接焊，铜箔置于上层。通过振镜控制焊接路径，有效增大铜箔焊接区域的受力面积，避免应力集中。经过对焊接功率、速度、离焦量等关键参数的反复调试，焊缝表面连续、成型一致 ，剥离拉力可达30N以上，焊接质量稳定可控。
图3.70um厚铜铝复合材测试数据
经过一年多的技术攻关，该工艺在超薄金属材料焊接方面取得了一系列实质性进展：
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降低焊接风险：通过优化工艺窗口，有效解决超薄铜箔易变形、贴合间隙大等难题，显著降低虚焊与过焊的发生率；
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提升产线效率：开发自动对位焊接系统，简化工艺流程，缩短CCS产线长度，节省生产空间；
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改善接头性能：采用特定波长的激光光源，有效缓解铜铝异种金属焊接时的脆化问题，提升接头强度与可靠性；
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降低材料成本：取消镍片中间件，减少物料种类与用量，为CCS规模化量产提供直接的经济效益。
此外，在气动夹头、振镜同轴视觉焊接软件等方面持续优化，焊点可靠性已接近100%，为CCS的高质量制造提供了稳定支撑。
经过一年多的技术攻关，元禄光电的绿光焊接技术已不仅仅停留在实验室阶段。正式推出了面向动力电池行业的CCS绿光焊接产线设备。
图4.CCS绿光焊接产线设备
该设备采用高性能大功率激光器，具备吸收率高、飞溅少、高稳定性、高光束质量等优点，广泛适用于铜、铝、镍、银等超薄金属材料的精密焊接。
随着动力电池对集成度与成本的要求不断提升，CCS的信号采集与连接方式也在持续演进。铜铝直焊工艺的突破，不仅简化了产品结构、提升了制造一致性，也为CCS产线的自动化与紧凑化提供了新的可能。可以预见，在新型焊接工艺的推动下，CCS正朝着更高效率、更高集成、更低成本的方向稳步迈进。
如果您正在为CCS产线的效率瓶颈烦恼，如果您希望在不牺牲品质的前提下降低成本，欢迎与元禄光电联系。
让元禄光电照亮您工艺升级的每一步。
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武汉元禄光电技术有限公司是一家光电技术及应用研究开发的高科技激光设备制造商，一直致力于激光微细加工技术及设备的研发和制造，围绕钙钛矿太阳能电池的激光制造开展深入研究，研发的飞秒/皮秒激光加工设备具有提高电池有效面积、降低能耗和生产时间、集成多种加工功能，展现了在大面积钙钛矿电池中的应用优势。
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4月17日，武汉元禄光电技术有限公司 工艺总监 朱晓丽将作为演讲嘉宾出席第五届新能源电池CCS集成母排产业链论坛，发表主题演讲——《CCS用铜铝镍等异种金属激光焊接工艺研究》，期待大家与会交流。
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