镶嵌复合金属结构极耳单体、排式极耳及制造方法技术

本发明专利技术涉及镶嵌复合金属结构极耳单体、排式极耳及制造方法，该极耳单体呈长条片状，整体厚度为0.05～0.3mm，包括条状的铝基片以及铝基片一端或中间位置的易焊接部，其中，所述易焊接部是轧制结合在所述铝基片的凹部的易焊接层，易焊接层的侧部和整个底部与铝基片的凹部形成物理冶金层，易焊接层的厚度占极耳单体总厚度的1%～95%。该排式极耳由复数个上述极耳单体用极耳胶组合而成。该制造方法包括将易焊接金属带镶嵌在铝带表面的槽内，轧制；对轧制后的复合金属带材连续光亮退火和轧制；剪切制得极耳单体；对极耳单体进行表面除油、钝化和烘干处理。该极耳结合强度高，接触电阻小。该方法成本低，易于实现。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，该极耳单体呈长条片状，整体厚度为0.05～0.3mm，包括条状的铝基片以及铝基片一端或中间位置的易焊接部，其中，所述易焊接部是轧制结合在所述铝基片的凹部的易焊接层，易焊接层的侧部和整个底部与铝基片的凹部形成物理冶金层，易焊接层的厚度占极耳单体总厚度的1%～95%。该排式极耳由复数个上述极耳单体用极耳胶组合而成。该制造方法包括将易焊接金属带镶嵌在铝带表面的槽内，轧制；对轧制后的复合金属带材连续光亮退火和轧制；剪切制得极耳单体；对极耳单体进行表面除油、钝化和烘干处理。该极耳结合强度高，接触电阻小。该方法成本低，易于实现。【专利说明】
本专利技术涉及电池极耳，更具体地说，涉及聚合物、液态软包装、硬壳锂离子电池电芯用极耳，并涉及其制造方法。
技术介绍
目前，聚合物、液态软包装、硬壳锂离子电池电芯用正极耳大都采用铝极耳，众所周知，极耳需要与电池管理线路保护板或电线进行焊接，但铝与保护板或电线上的锡无法实现良好焊合。为解决此问题，现有工艺方案绝大多数采用激光焊或超声焊接将一段镍片以搭接方式转焊至铝极耳的外露端，通过转焊好的镍片再与线路保护板或电线上的锡进行连接。这种转焊搭接方式又带来以下四方面问题:1、激光或超声焊点所形成的凹凸痕迹影响电芯的外观；2、铝与镍之间的焊结点实际接触面积与两者(铝与镍)之间搭接所形成的叠合总面积相比比例较小，意味着接触电阻大不利于电芯内阻降低；3、转焊工序的增加意味着电芯制作的生产成本增加，质量不稳定性同时增加；4、转焊后的极耳在搭接处附近极易出现虚焊、脱焊甚至折断现象。除了上述铝极耳转焊镍片方式外，在同一领域国内外还发展了数种其它技术方案。主要有以下几大类。一、铝极耳镀覆镍型。如中国专利技术专利申请201010241631.4,200810236321.6、201110308950.7均属于此类，它们能够节省转焊镍的工序，但镀覆工艺一方面存在电镀或化学镀技术所固有存在的镀层与基材结合不可靠、不牢固、镀层偏薄影响最终焊锡效果的严重问题；另一方面镀覆过程中大量的化学废液使用和排放会对周边环境造成污染难，因此该类技术方案并没有真正得到批量推广应用。二、搭接式转焊铜，如中国技术专利201120357203.8，同样存在上述搭接式转焊镍的缺陷。三、在铝和镍叠合部位热熔材料形成一体化。如，中国专利技术专利申请200510122316.9采用有机高分子类型的热熔材料将铝极耳与镍在叠合位置进行包裹式熔合，这种方式实际上只能保证热熔材料本身的熔合，而热熔体里面的铝和镍由于没有相互塑性变形因而难以真正形成相互牢固结合，铝镍两者之间的接触电阻显然非常大，造成整体电芯内阻增加，而且在电芯正极耳露出端突出的热熔体块外形破坏了电池产品的整体美观性。四、异型复合金属型极耳。美国专利US2011/0274964提供了一种异型复合金属型极耳解决方案，该方案是用复合法生产出面复合结构的铝/铜复合金属材料(如图1中的a部分所示)，再将局部的铜层部分采用蚀刻、刨削、机械成型方式除去，最终制备出异型复合金属型极耳(如图1中的b部分所示)，图1中虚线表示的部分为去除的铜层。这种极耳一端(在电芯包装袋内)为铝，而另一端(露出电芯部分)则是在铝基材的基础上复合了用于改善与线路板焊接的一层铜材，即，极耳两端厚度不同且材质也不同。但是，锂离子电池极耳整体厚度一般在0.05?0.3mm范围，显然在如此薄的面复合结构材料的基础上再要准确除去局部位置的铜复合层的可实现性很小、成本很高，因而并不现实。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种复合金属结构极耳及其制造方法，以解决现有极耳存在的上述接触电阻大、工序成本高、结合强度低、可靠性差、影响产品美观等问题。为达上述目的，专利技术人运用其丰富的专业知识和经验，经过长期研究和实践，创新性地提出了采用轧制复合法制备铝基镶嵌复合金属结构材料的工艺方案，进而提出了本专利技术的技术方案。本专利技术提供了一种免转焊的镶嵌复合金属结构极耳单体，该极耳单体呈长条片状，整体厚度为0.05?0.3mm,该极耳单体包括条状的铝基片以及设置于该铝基片一端或中间位置的易焊接部，其中，所述铝基片一端或中间位置的至少一面具有凹部，所述易焊接部是轧制结合在所述凹部的易焊接层，易焊接层的侧部和整个底部与铝基片的凹部形成物理冶金层，易焊接层的厚度占极耳单体总厚度的1%?95%，该极耳单体有易焊接层的部分和没有易焊接层的部分的厚度相等。优选地，所述易焊接层为纯度不小于99.80%的镍层。优选地，所述易焊接层为铜层。本专利技术还提供了一种排式极耳，它包括复数个上述的极耳单体，复数个极耳单体沿宽度方向并排且有间隔地设置，复数个极耳单体的铝基片上靠近易焊接层处热帖合极耳胶将该复数个极耳单体连结为一个整体。本专利技术还提供了一种免转焊的镶嵌复合金属结构极耳单体的制造方法，该方法包括以下步骤: 51、将易焊接金属带镶嵌在铝带表面的槽内，轧制，复合成铝基镶嵌易焊接金属带的复合金属带材； 52、对所述复合金属带材连续光亮退火和轧制，使其满足最终极耳单体硬度和厚度要求； 53、根据极耳单体的长度和宽度剪切，制得极耳单体； 54、对极耳单体进行表面除油、钝化和烘干处理。优选地，所述易焊接金属带为纯度不小于99.80%的镍带，步骤SI中，所述轧制在室温至350°C下进行，轧制变形率为30%?70%，且轧制过程中采取了防粘铝措施。优选地，所述易焊接金属带为铜带，步骤SI中，所述轧制在室温至300°C下进行，轧制变形率为30%?70%，且轧制过程中采取了防粘铝措施。优选地，步骤S2中，连续光亮退火的工艺条件为还原气氛或惰性气氛、退火温度为500?630°C、退火速度为0.5?6米/分，而且在两次退火间进行的轧制的变形率不大于 50%ο优选地，所述防粘铝措施为局部涂油、冷却、工作辊表面包覆防粘涂层和清辊器清刷四种方式中的至少一种。优选地，局部涂油的防粘铝措施包括设置涂油装置和挡油板，挡油板以一定压力与工作轧辊旋转表面相切接触，并且其位置与易焊接金属带相对，涂油装置设置在挡油板和工作轧辊的出口之间。本专利技术极耳的易焊接层和铝基片采用轧制工艺复合为一体，易焊接层的侧面和整个底面与铝基片的凹部形成物理冶金层，不但使二者牢固地结合为一个整体，结合强度高，可靠性好，而且接触电阻小。同时，其没有焊接点、包覆用的热熔材料等，整体厚度相同，表面平整，不会影响电池的美观。本专利技术制造方法工序成本低，且易于实现。与采用镀覆工艺的现有技术相比，实现了绿色环保生产。【专利附图】【附图说明】图1为现有异型复合金属型极耳的制备过程的示意图； 图2为整体工作轧辊润滑情况下的铝基镶嵌其它金属复合过程的示意图； 图3为本专利技术一些实施例局部涂油防粘铝装置的侧视结构示意图； 图4为图3局部涂油防粘铝装置的正视结构示意图； 图5为本专利技术一些实施例制得的排式极耳的结构示意图； 图6为图5的A-A向剖视图； 图7为本专利技术另一些实施例制得的排式极耳的结构示意图； 图8为图7的B-B向剖视图。【具体实施方式】本专利技术构造的免转焊的镶嵌复合金属结构极耳，可用于锂离子电芯。该镶嵌复合金属结构极耳的基材为铝，而在铝基材一端或中间位置的两面或单面镶嵌易焊接层(如镍、铜等)，铝基材本文档来自技高网...

【技术保护点】
免转焊的镶嵌复合金属结构极耳单体，呈长条片状，整体厚度为0.05～0.3mm，该极耳单体包括条状的铝基片以及设置于该铝基片一端或中间位置的易焊接部，其特征在于：所述铝基片一端或中间位置的至少一面具有凹部，所述易焊接部是轧制结合在所述凹部的易焊接层，易焊接层的侧部和整个底部与铝基片的凹部形成物理冶金层，易焊接层的厚度占极耳单体总厚度的1%～95%，该极耳单体有易焊接层的部分和没有易焊接层的部分的厚度相等。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐卓辉，沈翠珊，
申请(专利权)人：徐卓辉，沈翠珊，
类型：发明
国别省市：广东;44