提高電動汽車電池的線連接耐用性
HOW2POWER TODAY, 2024年1月
Dodgie Calpito田中貴金屬國際(美國) 株式會社
Shuichi Mitoma、Shizu Matsunaga、Kosuke Ono、Tsukasa IchikawaTanaka田中電子工業株式會社（日本東京）
提高電動汽車電池的線連接耐用性
由於其固有的靈活性和可編程性，引線鍵合技術被開發出來並長期應用於半導體封裝領域，這是它相對於其他互連方法的最大優勢。引線鍵合技術允許使用由金、鋁、銅、銀合金或鈀塗層銅複合材料製成的導線，在矽晶片及其基板之間形成電互連，即引線鍵合。
由於柔韌性有限，線粘合是精細的，並且在半導體中，它通常用諸如樹脂或模塑化合物的緩衝材料密封。這種緩衝材料具有一定的耐久性和強度，以承受振動引起的損壞。然而，在大多數EV電池組中，由於沒有材料可以保護電線連接免受振動的影響，因此這種恆定的耐久性喪失並且電線連接容易損壞。
在本文中，我們將看一下用於EV電池組的圓柱形鋰離子 (鋰離子) 電池互連的超聲線接合。具體地，將描述用於EV電池組的線連接的一系列振動測試，其進行以測量線連接設計的各個方面對易損性的影響程度。
在描述EV電池組中的線連接結構並確定機械弱點之後，我們介紹了在本研究中開發的測試設備，用於測試線連接對振動的脆弱性。還描述了進行的五項比較研究，以測試振動方向，材料，電線形狀，環高度和單鍵對多線等的影響。
這些研究的目的是分析EV電池組中的線斷開問題，並提供一些緩解措施來減少或消除此類故障。在介紹測試結果後，總結了有助於包裝設計者在EV電池組中實現高耐久性線連接的重要發現。
EV電池組中的線連接漏洞
目前，電動車電池組中採用超音波引線鍵合技術連接圓柱形鋰離子電池。負極引線鍵結在電池邊緣，正極引線鍵結在電池中心的陰極，這使得電池容易受到振動的影響。電池外殼採用鍍電鍍鋼製成，邊緣呈波紋狀，橫截面為弧形。
由於線粘合是針對平面設計的，因此難以粘合到具有彎曲邊緣的電池 (盡管在最近的設計中更平坦) 。由於卷曲加工，電池邊緣的表面粗糙度也不一衹，並且容易受到腐蝕和電解質汙染。
由於惡劣的道路條件，EV的粗略處理，突然加速/減速等引起的振動而發生電線疲勞，並且存在最終斷開的危險。結果，連接和線連接範圍之間的鞋跟區域可能損壞。這是EV電池組中能量容量受損的常見原因。圖1示出用於將圓柱形電池電池互連的典型線連接。
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