提高电动汽车电池的线连接耐用性
HOW2POWER TODAY, 2024年1月
Dodgie Calpito田中贵金属国际(美国)有限公司
Shuichi Mitoma、Shizu Matsunaga、Kosuke Ono、Tsukasa IchikawaTanaka田中电子工业株式会社（日本东京）
提高电动汽车电池的线连接耐用性
由于其固有的灵活性和可编程性，引线键合技术被开发出来并长期应用于半导体封装领域，这是它相对于其他互连方法的最大优势。引线键合技术允许使用由金、铝、铜、银合金或钯涂层铜复合材料制成的导线，在硅芯片及其衬底之间形成电互连，即引线键合。
由于柔韧性有限，线粘合是精细的，并且在半导体中，它通常用诸如树脂或模塑化合物的缓冲材料密封。这种缓冲材料具有一定的耐久性和强度，以承受振动引起的损坏。然而，在大多数EV电池组中，由于没有材料可以保护电线连接免受振动的影响，因此这种恒定的耐久性丧失并且电线连接容易损坏。
在本文中，我们将看一下用于EV电池组的圆柱形锂离子 (锂离子) 电池互连的超声线接合。具体地，将描述用于EV电池组的线连接的一系列振动测试，其进行以测量线连接设计的各个方面对易损性的影响程度。
在描述EV电池组中的线连接结构并确定机械弱点之后，我们介绍了在本研究中开发的测试设备，用于测试线连接对振动的脆弱性。还描述了进行的五项比较研究，以测试振动方向，材料，电线形状，环高度和单键对多线等的影响。
这些研究的目的是分析EV电池组中的线断开问题，并提供一些缓解措施来减少或消除此类故障。在介绍测试结果后，总结了有助于包装设计者在EV电池组中实现高耐久性线连接的重要发现。
EV电池组中的线连接漏洞
目前，电动汽车电池组中采用超声波引线键合技术连接圆柱形锂离子电池。负极引线键合在电池边缘，正极引线键合在电池中心的阴极，这使得电池容易受到振动的影响。电池外壳采用镀电镀钢制成，边缘呈波纹状，横截面为弧形。
由于线粘合是针对平面设计的，因此难以粘合到具有弯曲边缘的电池 (尽管在最近的设计中更平坦) 。由于卷曲加工，电池边缘的表面粗糙度也不一致，并且容易受到腐蚀和电解质污染。
由于恶劣的道路条件，EV的粗略处理，突然加速/减速等引起的振动而发生电线疲劳，并且存在最终断开的危险。结果，连接和线连接范围之间的鞋跟区域可能损坏。这是EV电池组中能量容量受损的常见原因。图1示出用于将圆柱形电池电池互连的典型线连接。
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