随着动力电池能量密度持续提升，热管理设计已从“辅助功能”升级为系统安全的核心防线。以方形铝壳电芯为例，如何在有限空间中兼顾高效导热、低电阻与结构可靠性，成为模组设计的痛点。东莞市嘉硕电子科技有限公司在服务赣锋方形支架等客户的过程中发现，将铝排与软铜排进行协同应用，正在成为突破传统散热瓶颈的关键路径。

单一材料的局限性：为何需要协同？

纯铜排虽然导电性优异，但密度大、成本高，且刚性连接难以吸收电池在充放电循环中的微小膨胀形变。而纯铝排虽轻、导热系数高，但表面氧化层会影响接触电阻的稳定性。在实践中，若电池盒内部空间紧凑，仅用铝排可能因焊接工艺窗口窄导致虚焊风险。单纯依赖软铜排，则可能因自重过大对锂电池支架造成额外机械应力。

铝排+软铜排的“刚柔并济”方案

我们推荐在赣锋方形支架的模组方案中采用三段式拓扑：

• 汇流主干采用铝排：利用其轻量化优势降低整体重量，通过表面镀镍/锡处理解决接触电阻问题，配合镍片镍带的激光焊接工艺，实现低阻抗连接。
• 电芯极柱端采用软铜排：利用铜排的多层叠片结构吸收电芯膨胀位移，其柔韧性可避免硬连接导致的极柱受力开裂。
• 过渡区使用铝-铜摩擦焊接头：将两种材料冶金结合，实测接头电阻可控制在0.05mΩ以内，通过5000次温循测试后电阻变化率＜5%。

这种设计在电池盒底部还预留了导热硅胶垫的压缩空间，使铝排的散热路径与软铜排的柔度补偿形成互补。相比纯铜方案，系统减重可达40%以上，且BMS温度采样点的响应速度提升了15%。

焊接工艺与支架设计的匹配要点

协同应用的成功离不开锂电池支架的精密配合。我们建议：

1. 在赣锋方形支架的极柱定位槽增加限位台阶，确保软铜排装配时不会发生扭转偏移。
2. 铝排与镍片镍带的搭接区域采用“鱼鳞焊”参数（功率2.5kW、频率80Hz），避免热输入过大导致支架变形。
3. 针对电池盒内气流通道，将铝排表面设计为波浪形肋片，在不增加体积的前提下将换热面积提升30%。

实践中的工艺控制建议

对于量产线，需特别注意两点：一是软铜排的叠层厚度与铝排的厚度比建议控制在1:1.2至1:1.5之间，过薄会导致电流密度不均匀；二是镍片镍带的预镀层纯度需达到99.9%以上，否则在150℃老化测试中易出现界面脆性相。我们在服务某头部储能客户时，曾通过优化锂电池支架的注塑材料（改用PA66+30%玻纤），成功将铝排焊接过程中的热变形量从0.3mm降至0.08mm。

这种协同设计并非简单的材料堆砌，而是需要基于电化学-热-力多物理场仿真来迭代。例如在电池盒的底部区域，铝排可以承担大电流汇流，而软铜排则在模组两端负责均衡各电芯的膨胀应力。

未来随着800V高压平台普及，这种铝排与软铜排的组合方案在赣锋方形支架类产品中的应用将更加广泛。关键在于通过镍片镍带的精密焊接工艺，让两种材料的优势在锂电池支架的约束下完美融合，最终在电池盒内构建出既高效又可靠的电气与热传导网络。这要求设计者跳出单一零部件的思维，转而从系统层面理解材料与结构的耦合关系。