王智海，王天根，姚 斌

(1.浙江农业商贸职业学院汽车技术系，浙江 绍兴 312088；2.中国计量大学装甲材料实验室，浙江 杭州 310018)

1 引言

新能源汽车上下游产业迅速发展，与之配套的汽车锂电池随之需求旺盛，而由于铜和铝具有较高的电导率和热导率等优点，使得其作为电池集电极材料应用十分广泛，其中锂电池正负极集电极的连接亦成了一项研究热点[1](正极集电极材料为铝箔，负极集电极材料为铜箔)。

但是，铜-铝异种金属间的焊接依然存在诸多问题，比如纯铝焊接过程中表面极易氧化，会导致超声焊接连接力大幅下降，金属铜与金属铝焊接熔焊过程中会产生不同的金属间化合物(Intermetallic Compound，简称IMC)，另外铜-铝两种金属的线膨胀系数也存在差异，极易导致焊接接头热稳定性差和出现裂纹等[2]。传统熔焊方法在用于铜-铝异种金属间焊接时基本无效，熔焊时两种金属晶粒尺寸极难控制，极易对焊接接头的力学性和质量产生负面影响，因此导致了线性摩擦焊和超声波点焊等固相焊接方法在集电极铜-铝异种金属间焊接方面的应用。

其中超声波焊接技术因其低能量高频率的工作特点，可以减少脆性金属间化合物层的出现，从而提高铜铝焊接接头的质量。超声波焊接技术如今已在连接多种异种材料上得到应用，比如金属和陶瓷，金属和玻璃[2]。目前主流认为铜-铝异种金属其焊接机制为引入的超声能量会在连接界面间形成“漩涡状”塑性变形和局部的机械自锁，随着焊接能量的输入，使得异种金属间晶粒融合和金属元素相互扩散[3]。……