【技术实现步骤摘要】
本申请属于电池，尤其涉及一种复合集流体极耳的超声波焊接方法及其应用。
技术介绍
1、新能源汽车行业的高速发展，极大地拉动了锂离子电池的需求，同时也对其性能提出了更高的要求：更高的安全性以及更强的续航能力。复合集流体是实现锂离子电池轻量化和提高安全性的重要途径之一；然而受限于其中间聚合物层的存在，常规圆柱形锂离子电池采用的极耳焊接设备(超声波焊接机)的效果不尽人意；这是因为复合集流体中间的聚合物层往往都是典型的隔音材料，采用超声波焊接极耳时，中间聚合物层会吸收超声波焊接的声波能量，从而影响超声波焊接效果。
2、通过更改超声波焊接的参数，例如：提高振幅、提高焊接时间、提高延迟时间等，虽然能在一定程度上提高超声波焊接效果；但是对于复合集流体中高熔点的金属箔，在超声波焊接极耳时，因中间聚合物层对声波能量的吸收以及金属箔熔点较高的缘故，难以通过更改超声波焊接的参数使焊接效果满足应用要求。导致目前针对复合铜箔等复合集流体的极耳焊接只能采用滚焊机等其他方式进行，严重限制了超声波焊接在复合集流体极耳焊接工艺中的应用，降低了复合集流体极耳焊接的效率，同时也限制了复合集流体在圆柱形锂离子电池中的应用。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种复合集流体极耳的超声波焊接方法及其应用，旨在一定程度上解决现有复合集流体因中间聚合物层隔声及金属箔熔点高，导致难以采用超声波焊接的问题。
2、为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
3、第一方面，本申请提供一种复合集流
4、获取待焊接的复合集流体和极耳；
5、在所述复合集流体的金属箔层表面设置焊接金属层，所述焊接金属层的化学活性和熔点均低于所述复合集流体中金属箔层；
6、所述极耳通过所述复合集流体表面设置的所述焊接金属层进行超声波焊接，得到复合集流体极耳的焊接结构件。
7、一些可能的实现方式中，所述复合集流体包括依次叠层贴合设置的第一金属箔层，聚合物层和第二金属箔层；在所述第一金属箔层的表面设置第一焊接金属层，在所述第二金属箔层的表面设置第二焊接金属层；所述第一焊接金属层与所述第二焊接金属层导通连接。
8、一些可能的实现方式中，所述复合集流体为复合铜箔集流体，设置在所述聚合物层两表面的金属箔层为铜箔层。
9、一些可能的实现方式中，所述复合集流体为复合铝箔集流体，设置在所述聚合物层两表面的金属箔层为铝箔层。
10、一些可能的实现方式中，设置在所述铜箔层表面的所述焊接金属层中金属材料包括sn、pb、ag、cu-sn合金、cu-pb合金、cu-ag合金中的至少一种。
11、一些可能的实现方式中，设置在所述铝箔层表面的所述焊接金属层中金属材料包括pb、sn、al-sn合金、al-pb合金、al-cu合金(al≥40wt.％)、al-ag合金(al≥80wt％)中的至少一种。
12、一些可能的实现方式中，所述复合集流体中，所述金属箔层的厚度为1μm～2μm，所述聚合物层的厚度为4μm～6μm。
13、一些可能的实现方式中，所述焊接金属层的厚度为8μm～16μm。
14、一些可能的实现方式中，所述复合铜箔集流体，采用的极耳选自镍极耳或者铜镀镍极耳；所述镍极耳、所述铜镀镍极耳的厚度分别独立地为0.06mm～0.10mm。
15、一些可能的实现方式中，所述复合铝箔集流体，采用的极耳选自铝极耳；所述铝极耳的厚度为0.08mm～0.12mm。
16、一些可能的实现方式中，所述聚合物层中包括聚对苯二甲酸类酯、聚丙烯、聚酰亚胺中的至少一种。
17、一些可能的实现方式中，所述超声波焊接的条件包括：延迟时间为1s～3s，焊接时间为0.4s～1.0s，振幅为30％～60％。
18、第二方面，本申请提供一种复合集流体极耳的焊接结构件，所述焊接结构件中复合集流体和极耳通过上述的超声波焊接方法焊接。
19、本申请第一方面提供的复合集流体极耳的超声波焊接方法，在复合集流体的金属箔层表面设置焊接金属层，克服了复合集流体因中间聚合物层吸收超声波能量导致难以超声波焊接的难题。并且，该焊接金属层作为复合集流体和极耳焊接时的焊接助剂，一方面，该焊接金属层的熔点低于复合集流体中金属箔层，能够在较低的焊接温度条件下优先于复合集流体中金属箔层再结晶，并能够与金属箔层中金属形成合金相，从而大大降低复合集流体中高熔点的金属箔层在超声波焊接过程中的再结晶难度。并且，该焊接金属层在超声波焊接过程中与金属箔层中金属形成的合金相能够进一步提高极耳与复合集流体之间的焊接强度。另一方面，该焊接金属层的化学活性低于复合集流体中金属箔层，确保了复合集流体极耳的焊接结构件的稳定性，避免在电池运行过程中焊接结构件中焊接金属层优先氧化分解破坏结构件的稳定性。
20、本申请第二方面复合集流体极耳的焊接结构件，通过上述超声波焊接方法焊接制得，在复合集流体与极耳之间设置焊接金属层，使得该焊接结构件中极耳和负极集流体之间焊接强度高，焊接稳定性好，有利于提高复合集流体极耳的焊接结构件的使用稳定性和寿命，从而提高其应用电池的使用稳定性和寿命。
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1.一种复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，所述复合集流体包括依次叠层贴合设置的第一金属箔层，聚合物层和第二金属箔层；在所述第一金属箔层的表面设置第一焊接金属层，在所述第二金属箔层的表面设置第二焊接金属层；所述第一焊接金属层与所述第二焊接金属层导通连接。
3.如权利要求2所述复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，所述复合集流体为复合铜箔集流体，设置在所述聚合物层两表面的金属箔层为铜箔层；
4.如权利要求3所述复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，设置在所述铜箔层表面的所述焊接金属层中金属材料包括Sn、Pb、Ag、Cu-Sn合金、Cu-Pb合金、Cu-Ag合金中的至少一种；
5.如权利要求2～4任一项所述复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，所述复合集流体中，所述金属箔层的厚度为1μm～2μm，所述聚合物层的厚度为4μm～6μm。
6.如权利要求5所述复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，所述焊接金属层的厚度为8
7.如权利要求5所述复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，所述复合铜箔集流体，采用的极耳选自镍极耳或者铜镀镍极耳；所述镍极耳、所述铜镀镍极耳的厚度分别独立地为0.06mm～0.10mm；
8.如权利要求2～4、6或7任一项所述复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，所述聚合物层中包括聚对苯二甲酸类酯、聚丙烯、聚酰亚胺中的至少一种。
9.如权利要求8所述复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，所述超声波焊接的条件包括：延迟时间为1s～3s，焊接时间为0.4s～1.0s，振幅为30％～60％。
10.一种复合集流体极耳的焊接结构件，其特征在于，所述焊接结构件中复合集流体和极耳通过如权利要求1～9任一项所述的超声波焊接方法焊接。
...【技术特征摘要】
1.一种复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，所述复合集流体包括依次叠层贴合设置的第一金属箔层，聚合物层和第二金属箔层；在所述第一金属箔层的表面设置第一焊接金属层，在所述第二金属箔层的表面设置第二焊接金属层；所述第一焊接金属层与所述第二焊接金属层导通连接。
3.如权利要求2所述复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，所述复合集流体为复合铜箔集流体，设置在所述聚合物层两表面的金属箔层为铜箔层；
4.如权利要求3所述复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，设置在所述铜箔层表面的所述焊接金属层中金属材料包括sn、pb、ag、cu-sn合金、cu-pb合金、cu-ag合金中的至少一种；
5.如权利要求2～4任一项所述复合集流体极耳的超声波焊接方法，其特征在于，所述复合集流体中，所述金属箔层的厚度为1μm～2μ...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁金山，程建良，席永全，王志莹，
申请(专利权)人：永康市深伟业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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