标准的电动汽车电池可分为电池级、模块级和包装级。电池主要包括阳极和阴极，模块包括多个电池，包包括多个模块。
锂离子电池组中最常见的三种金属对金属接头是箔片到标签、标签到标签和标签到总线。这三个关节都构成了连接的挑战，但在这三个关节中，焊接多层箔对一个标签来说是最具挑战性的。接头通常由不同的金属组成，而且金属厚度不匹配。标签是相对厚的(例如，0.2毫米)，而多重箔极薄(例如，0.025毫米)。下图显示了一个大格式锂离子袋型电池的原理图。
箔到标签焊接是需要的，以收集所有阳极和阴极箔在电池内，并将它们连接到标签，退出电池外壳，使电池的能量转移到外部源。在每个电池中有两个箔到标签的焊接，一个典型的大格式锂离子电池组中有数百个电池。由于串联和并联连接，箔-制表片接头的一个故障将影响整个包的输出。因此，需要一种可靠的连接工艺来满足接头的要求，如接头强度高、电阻低、异种材料连接时金属间化合物层数最少等。
对超声波金属焊接(UMW)的特殊应用进行了评价。这个过程的示意图如下所示。超声波金属焊接可以焊接类似和不同组合的电池相关材料，如铜，铝，镍。超声波振动，通常为2万至4万赫兹，用于摩擦两部分在压力下。这种擦洗动作可以去除表面的氧化物和污染，并消除表面的凹凸不平，从而形成两个光滑、清洁的金属表面。一旦这些接触在中等的热量和压力下，焊缝形成。
这个过程有几个优点。由于这是一个固态过程，它可以适应不同的材料组合，并避免了大多数有关金属间化合物形成的担忧。它非常适合焊接电池中使用的高导电材料，包括镀铜和铝。它不需要高功率，焊接周期非常短，不到一秒。它还可以在一次操作中连接多层薄材料，并提供低电阻的高强度接头。
其他连接工艺包括焊接、磁脉冲焊接(MPW)、电阻点焊(RSW)和激光焊接(LBW)也被考虑过，但它们缺乏某些特性，使UMW成为多层箔到贴片应用的更理想的连接工艺。
- 焊接可用于连接袋电池标签。特别适合于连接不同的材料，但使用助焊剂会增加腐蚀的机会，从而直接影响接头的强度。
- MPW可以提供高强度的接头，但这一过程会造成很大的失真，而感应电流可能会损坏电池的内部组件。值得注意的是，MPW在电池组件上的应用正在研究中，因此，这项技术还没有准备好被电池制造商使用。
- RSW依赖于材料的电阻来产生连接所需的热量。然而，通常用于电池工业的铝箔和铜箔具有极低的电阻。此外，铝合金形成了一个强硬的表面氧化层，抑制RSW，并进一步复杂化的事实，氧化层存在于每一个箔层的两侧。
- LBW对焊缝中材料层之间的间隙非常敏感。一般情况下，间隙应小于材料厚度的10%。加入一个12µm的铝箔需要1.2µm或更少的间隙，这是很难实现的，需要过度固定。LBW的另一个问题是使用反射材料时的灵敏度。
UMW不依赖于体积电阻和内在擦洗氧化层作为过程的一部分。因为UMW是自动夹紧的，所以缝隙不是问题。此外，UMW工艺对反射材料不敏感。
典型的大画幅锂离子电池采用铜箔作为阳极集流器，铝作为阴极集流器;因此，铜和铝都是用UMW工艺评价的。实验接头，如上图所示，仅限于类似的材料堆栈，这意味着铝箔连接到铝标签，铜箔连接到铜标签。压片厚度保持在0.127 mm。分别评估了两种厚度(0.012和0.025 mm)和两种厚度(20和60层)的箔堆高度，以证明其可行性，并研究了当箔层厚度和箔层数变化时对接头性能的影响。
对上述截面的分析提供了对箔压缩、箔损伤和焊接接头的最终状态的更近距离的观察。较薄和较少的箔层样品显示，直接靠近焊接区域的箔运动增加。相比之下，更厚和更多的箔层的样品显示，邻近焊接区域的箔巩固往往导致更大的结合区域。由于较厚的箔堆在焊接工具上底部，导致焊接区域附近的区域受到挤压，粘结区域发生了固结和增加。
结论:
在一个单一的超声金属焊接操作中，将多层薄箔连接到标签是可行的。焊接是可以实现的，没有破裂的脆弱箔层。键合发生在箔到标签的界面以及在每个箔到箔的界面，这导致了一个强大的，高导电的机电接头。该工艺被认为是一种低能耗的工艺，可用于在几分之一秒内连接不同的材料。
红外(IR)视频显示，除了由60层0.025 mm铝箔制成的铜样品外，所有接头在焊接周期中都保持在60ºC以下，这表明该过程不会伤害附近的热敏性部件。下面是一个60层铝箔堆栈焊接到标签的红外视频。显示焊接周期的视频片段被大大减慢，以说明在一个大的箔堆的热量产生。
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