一种锂离子电池焊接极耳结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种锂离子电池焊接极耳结构。所述锂离子电池焊接极耳结构包括：电芯、金属沉积层以及金属带；所述电芯包括集流体未涂布区；所述电芯包括两个正极片、一个负极片以及隔膜；按照正极片‑隔膜‑负极片‑隔膜‑正极片的排列方式交错排列；所述集流体涂布区的顶部喷覆有所述金属沉积层，所述金属带焊接于所述金属沉积层上。采用本实用新型专利技术所提供的锂离子电池焊接极耳结构能够改善电池载流能力，减少接触电阻，增加提高电芯有效体积。

A kind of electrode ear structure for lithium ion battery welding

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池焊接极耳结构
本技术涉及锂离子电池金属带焊接领域，特别是涉及一种锂离子电池焊接极耳结构。
技术介绍
锂离子电池主要由正极、负极、隔离膜、电解液、壳体组成，其中正极、负极为多层膜片状极片通过卷绕或者叠片叠加再一起，之间使用高分子材料隔离膜隔开，避免短路，电解液充满在极片和隔膜内部，提供离子传输通道。壳体将正负极片、隔膜和电解液密封在隔绝水份的环境中。为了向电池外部连接进行充电和放电，需要将正负极片分别引出壳体外部，通常情况下将极片的金属带通过超声焊接转接到金属带Tab(软包电池)或者盖板(方形电池)连接片上引出壳体，根据图1-2所示。现有电芯在极片顶部引出金属带，集流体未涂布区为未涂布的铝箔或者铜箔，将金属带下部与金属带重叠在一起后超声焊接在一起，然后封装在壳体内。金属带和集流体未涂布区之间超声焊接需在隔膜顶部与壳体之间，这部分高度会占据额外的空间，导致电池能量密度下降。正、负极片由正、负电极和集流体组成，正、负电极由粉末状的活性物质和胶等组成，活性物质提供电池容量，胶则将粉末状活性物质粘接成电极并粘在集流体上，而集流体大部分区域涂布有电极材料，提供电极的物理承托，同时通过物理接触形成电极的导电通道，汇总到集流体未涂布区。多层集流体未涂布区压紧在一起后，末端端面区域进行喷金处理，喷出的金属颗粒在其端面沉积出一层金属层，此金属层将多层集流体连接成一体，进一步的将所有正、负电极连接成一体，在此金属层表面，即垂直极片方向，使用超声焊接或激光焊接焊接转接片，进而连接到金属带或者盖板连接片上，引出壳体外部。现有电池引出金属带方式有两种，对于软包电池，未涂布的集流体区域与金属带金属带下端重叠放置后，超声焊接成一体，超声焊点在重叠区域，此区域沿着极片长度方向延伸，因此焊点高度会增加额外的电池长度，一般在5mm以上，导致电池整体变长，体积利用率低。同时焊点面积受限于电池高度和金属带宽度的影响，不能做到很大，焊点面积即为多层极片和金属带之间接触面积，导致接触面积也不大，在大电流充放电时，接触电阻较大，导致电池大电流充放电效果不佳。对于方形电池，未涂布的集流体区域需要使用超声焊接到盖板的连接片上，其整体焊接结构与软包类似，因此也存在同样的问题。由于集流体未涂布区域引出方向限制，金属带或盖板连接片焊接时，超声焊接焊点会占用一定的电芯高度，一般为5mm左右，此长度增加电池内部额外的空间，导致电池体积能量密度降低；另一方面焊点面积也受限于电池高度也无法做到很大，限制了极片的载流能力，增大了电池内阻。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种锂离子电池焊接极耳结构，以解决现有的金属带焊接方式电池体积能量密度以及载流能力低，电池内阻大的问题。为实现上述目的，本技术提供了根据下方案：一种锂离子电池焊接极耳结构，包括：电芯、金属沉积层以及金属带；所述电芯包括集流体未涂布区；所述电芯包括两个正极片、一个负极片以及隔膜；按照正极片-隔膜-负极片-隔膜-正极片的排列方式交错排列；所述集流体涂布区的顶部喷覆有所述金属沉积层，所述金属带焊接于所述金属沉积层上。可选的，所述金属沉积层的厚度为0.1mm-3mm。可选的，所述金属沉积层包括正极金属沉积层以及负极金属沉积层；所述正极金属沉积层为铝金属层；所述负极金属沉积层为铜金属层或镍金属层。可选的，在喷覆所述金属沉积层之前，冷却所述电芯，冷却温度为0度至-50度。可选的，所述金属带焊接于所述金属沉积层上。根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：本技术提供了一种锂离子电池焊接极耳结构，通过使用喷金工艺，在集流体未涂布区喷出一层薄薄的金属沉积层，将金属带贴在金属层表面焊接在垂直极片方向上，可以大大的减少金属带焊接占用的空间，同时焊接面积可以做到接近电芯截面尺寸，大大增加可焊接面积，减少接触电阻，改善电池的载流能力。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术所提供的传统锂离子电池焊接极耳结构正视图；图2为本技术所提供的传统锂离子电池焊接极耳结构焊接过程示意图；图3为本技术所提供的锂离子电池焊接极耳结构结构图；图4为本技术所提供的锂离子电池焊接极耳结构焊接过程示意图；图5为本技术所提供的锂离子电池焊接极耳结构的焊接方法流程图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的目的是提供一种锂离子电池焊接极耳结构，能够改善电池载流能力，减少接触电阻。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图3为本技术所提供的锂离子电池焊接极耳结构结构图，图4为本技术所提供的锂离子电池焊接极耳结构焊接过程示意图，如图3-图4所示，一种锂离子电池焊接极耳结构，包括：电芯、集流体未涂布区1、金属沉积层2以及金属带3；所述电芯包括极片4及隔膜5；所述极片包括两个正极片以及一个负极片；按照正极片-隔膜-负极片-隔膜-正极片的排列方式交错排列；所述集流体涂布区的顶部喷覆有所述金属沉积层，所述金属带焊接于所述金属沉积层上；集流体未涂布区域为集流体的一部分，自然延伸，在涂布电极时未涂布电芯。金属化薄膜电容器引出端子时，将芯子包裹后在金属化层的露出端进行喷金处理形成喷金层，再赋能后将两引脚焊接到芯子的喷金层上，引出引脚。电容器喷金材料多使用低熔点的锌或者锌锡合金。在锂离子电池中，锌或者锌锡合金在高电位下会发生氧化，如果采用电容器类似的喷金工艺，则在充放电过程中会导致喷金层氧化腐蚀，失去连接作用。而直接采用铝、铜、镍等在锂离子电池内部稳定的金属，则其熔点过高，会导致高分子材料隔离膜材料受热收缩，正负极片短路。本技术针对铝、铜、镍等材料的特点，提出一种锂离子电池金属带焊接方式。首先使用保护夹具将锂电池露出隔膜的未涂布集流体固定住，其主要目的一是夹紧集流体，避免喷金材料从间隙出进入电池内部，烫伤隔膜；二是保护电芯，确保喷金面积在设计的区域内，如果超出设计区域，喷出的金属颗粒可能喷到隔膜表面，烫伤隔膜导致电池内短路；将锂离子电池在低温下冷却至0度至-50度，然后使用喷金机在电芯集流体端面进行喷金，喷金的材料正极为铝，负极为铜或镍。喷金材料接触到集流体端面后迅速冷却并沉积成一层0.1-3mm厚喷金层，而电芯经过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池焊接极耳结构，其特征在于，包括：电芯、金属沉积层以及金属带；所述电芯包括集流体未涂布区；/n所述电芯包括两个正极片、一个负极片以及隔膜；按照正极片-隔膜-负极片-隔膜-正极片的排列方式交错排列；所述集流体涂布区的顶部喷覆有所述金属沉积层，所述金属带焊接于所述金属沉积层上。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池焊接极耳结构，其特征在于，包括：电芯、金属沉积层以及金属带；所述电芯包括集流体未涂布区；
所述电芯包括两个正极片、一个负极片以及隔膜；按照正极片-隔膜-负极片-隔膜-正极片的排列方式交错排列；所述集流体涂布区的顶部喷覆有所述金属沉积层，所述金属带焊接于所述金属沉积层上。


2.根据权利要求1所述的锂离子电池焊接极耳结构，其特征在于，所述金属沉积层的厚度为0.1mm-3mm。


3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：何金鑫，
申请(专利权)人：山东零壹肆先进材料有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37