System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法技术_技高网

一种锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法技术

技术编号:40838505 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-01 15:04
一种锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,采用以下操作步骤:a、正极片、负极片制备;b、正极片、负极片错位排列;c、冲孔作业;d、正极片、负极片层叠作业;e、短接正极片、负极片复合箔材集流体金属层;f、与外部极耳焊接。采用本发明专利技术所述的复合箔材集流体与极耳的焊接方法,仅需在正极片、负极片复合箔材集流体端部设置一个短接头即可完成对多层复合箔材集流体的短接,从而达到了减小锂电池电芯厚度及电池重量、简化焊接作业流程、降低生产成本的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池,具体为一种锂电池复合铜或铝箔集流体与极耳的焊接工艺方法。


技术介绍

1、在锂电池结构中,集流体的作用是汇集电池中的电流,将电子集中并进行传输,传统的锂电池一般采用纯电解铜箔和纯压延铝箔作为负极和正极的集流体。随着锂电池的广泛应用,对其能量密度(即电池能量wh与电池重量kg的比值)的要求越来越高,提高集流体材料的克容量和减少电池自身重量成为锂电池技术研究的重要方向。而为了减重,既使将锂电池中铜箔、铝箔厚度减至现有生产工艺水平所能达到的最低极限值,也难以满足不断提升的能量密度要求,在此情况下,复合铜箔、复合铝箔材料(简称复合箔材)的集流体便应运而生。

2、如附图1所示,复合箔材集流体1采用“三明治”式结构,即中间层1-2为高分子树脂层,上层1-1和下层1-3为铜或铝或合金材料的导电层,其厚度一般为:中间层1-2为3~6um,上层及下层为1 um,整体厚度为5~8um,由于其中间层采用了高分子树脂材料,单位面积重量大大降低,对提高锂电池能量密度、降低电池成本具有重要意义,因此受到越来越多锂电池制造企业的青睐。但是,复合箔材集流体1也存在不尽人意之处,主要体现在中间层为绝缘材料,导致涂覆在箔材两面的活性物质不能连通而呈断开状态,使电池不能正常工作。如附图2所示,为解决上述问题,通常采用的方法是在焊接极耳时,用对应的纯铜箔或纯铝箔(或其他导电金属箔材)材料的短接头将复合箔材集流体1的上下两层短接起来,再与极耳进行焊接。此方法对于串联结构的卷绕电池只需短接一次即可,而针对并联结构的叠片电池则需要每叠一层增加一个短接头2,这样不仅会因极耳处短接头数量的增加造成锂电池电芯厚度增加1~2倍,而且可操作性较差,导致材料及人工成本倍增。


技术实现思路

1、本专利技术提供一种锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,旨在解决现有并联结构叠片电池极耳焊接工艺复杂、可操作性差的问题,达到减小锂电池电芯厚度及电池重量、简化焊接作业流程、降低生产成本的目的。

2、为达到上述目的,本专利技术采用如下技术方案:

3、一种锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,采用以下操作步骤:

4、a、正极片、负极片制备:选用两种不同复合箔材作为锂电池的正、负极集流体,按照锂电池规格要求对复合箔材进行模切,制成设定尺寸的复合箔材集流体,并在复合箔材集流体的设定敷料区域敷料形成锂电池的正极片和负极片,复合箔材集流体的未敷料区域为与极耳焊接区域;

5、b、正极片、负极片错位排列:分别将一组正极片、负极片按照设定的间距和方向进行错位排列;

6、c、冲孔作业:将排列好的正极片、负极片分别置于冲孔机设备的模具中,在其极耳焊接区域进行冲孔;

7、d、正极片、负极片层叠作业:将冲孔后的正极片、负极片置于叠片机设备中,按照层叠作业操作规程完成正极片、负极片的叠片工作,形成锂电池的裸电芯;

8、e、短接正极片、负极片复合箔材集流体金属层:采用由导电金属箔材制成的短接头,分别对正极片、负极片复合箔材集流体金属层进行短接;

9、f、与外部极耳焊接:将正极片和负极片的短接头分别与外部极耳进行焊接,完成集流体与极耳的焊接作业。

10、上述锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,在所述步骤a中,正极片集流体选用复合铝箔材,负极片集流体采用复合铜箔材。

11、上述锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,在所述步骤b中,正极片、负极片错位排列作业采用排片工装完成,在排片工装中每一组正极片和负极片相邻两片间设定的间距δ≥0.1mm,错位排列方向沿排片工装的x或y或z轴方向。

12、上述锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,在所述步骤c中,冲孔的孔型为圆孔或椭圆孔或菱形孔或多边型孔。

13、上述锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,在所述步骤d中,正极片、负极片层叠作业完成后,裸电芯正极片、负极片中相邻两层的极耳焊接区域孔位呈错开状态,各层孔位处复合箔材的上层及下层金属导电材料裸露。

14、上述锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,在所述步骤e中,所述短接头采用倾倒放置的矩形槽型结构,其底面与裸电芯中正极片或负极片的极耳焊接区域端面连接,上侧壁与裸电芯中正极片或负极片的极耳焊接区域最上层金属导电材料连接,下侧壁与外部极耳焊接。

15、上述锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,在所述步骤e中,所述短接头采用z型架结构,其竖直壁与裸电芯中正极片或负极片的极耳焊接区域端面连接,上横壁与裸电芯中正极片或负极片的极耳焊接区域最上层金属导电材料连接,下横壁与外部极耳焊接。

16、上述锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,所述短接头与外部极耳通过点焊工艺焊接。

17、上述锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,在外部极耳与锂电池外壳配合部位涂覆极耳胶。

18、本专利技术提供一种锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,尤其适用于并联结构的叠片型锂电池,它在叠片电池每层复合箔材集流体的极耳焊接区域开设错位孔,因此在电池充放电过程中,可在电能作用下使电子的移动轨迹穿越错位孔实现导通和传输,由此仅需在正极片、负极片复合箔材集流体端部设置一个短接头即可完成对多层复合箔材集流体的短接,从而达到了减小锂电池电芯厚度及电池重量、简化焊接作业流程、降低生产成本的目的。经试验证明,本专利技术所述的复合箔材集流体与极耳的焊接方法,具有较高的可操作性,大大提高了生产效率及产品的合格率。

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【技术保护点】

1.一种锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:它采用以下操作步骤:

2.根据权利要求1所述的锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:在所述步骤a中,正极片集流体选用复合铝箔材,负极片集流体采用复合铜箔材。

3.根据权利要求1或2所述的锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:在所述步骤b中,正极片、负极片错位排列作业采用排片工装完成,在排片工装中每一组正极片和负极片相邻两片间设定的间距Δ≥0.1mm,错位排列方向沿排片工装的X或Y或Z轴方向。

4.根据权利要求3所述的锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:在所述步骤c中,冲孔(1-4)的孔型为圆孔或椭圆孔或菱形孔或多边型孔。

5.根据权利要求3所述的锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:在所述步骤d中,正极片、负极片层叠作业完成后,裸电芯正极片、负极片中相邻两层的极耳焊接区域孔位呈错开状态,各层孔位处复合箔材的上层及下层金属导电材料裸露。

6.根据权利要求3所述的锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:在所述步骤e中,所述短接头(2)采用倾倒放置的矩形槽型结构,其底面与裸电芯中正极片或负极片的极耳焊接区域端面连接,上侧壁与裸电芯中正极片或负极片的极耳焊接区域最上层金属导电材料连接,下侧壁与外部极耳(3)焊接。

7.根据权利要求3所述的锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:在所述步骤e中,所述短接头采用Z型架结构,其竖直壁与裸电芯中正极片或负极片的极耳焊接区域端面连接,上横壁与裸电芯中正极片或负极片的极耳焊接区域最上层金属导电材料连接,下横壁与外部极耳(3)焊接。

8.根据权利要求6或7所述的锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:所述短接头(2)与外部极耳(3)通过点焊工艺焊接。

9.根据权利要求8所述的锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:在外部极耳(3)与锂电池外壳配合部位涂覆极耳胶(4)。

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【技术特征摘要】

1.一种锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:它采用以下操作步骤:

2.根据权利要求1所述的锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:在所述步骤a中,正极片集流体选用复合铝箔材,负极片集流体采用复合铜箔材。

3.根据权利要求1或2所述的锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:在所述步骤b中,正极片、负极片错位排列作业采用排片工装完成,在排片工装中每一组正极片和负极片相邻两片间设定的间距δ≥0.1mm,错位排列方向沿排片工装的x或y或z轴方向。

4.根据权利要求3所述的锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:在所述步骤c中,冲孔(1-4)的孔型为圆孔或椭圆孔或菱形孔或多边型孔。

5.根据权利要求3所述的锂电池复合箔材集流体与极耳的焊接方法,其特征在于:在所述步骤d中,正极片、负极片层叠作业完成后,裸电芯正极片、负极片中相邻两层的极耳焊接区域孔位呈错开状态,各层孔位处复合箔材的上层及下层...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈有斌
申请(专利权)人:风帆有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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