一种锂电池使用的异型结构的镀层铝极耳制造技术

本实用新型专利技术属于电池制造领域，涉及一种锂电池使用的异型结构的镀层铝极耳。其特征在于锂电池的铝极耳的铝基层形状为十字型、双十字形、丰字形或Φ字型的异型结构，其突出部分为“翅膀”。铝极耳的一端及“翅膀”已镀上镍、镍合金、铜或铜合金镀层。铝极耳的“翅膀”的大小可以不同，也可以是左右对称或不对称的一对或多对；铝极耳上镀层与铝条的厚度可以不同或相同。锂电池包括锂电池和锂离子电池，这里的锂离子电池是聚合物锂离子电池、软包装锂离子电池、钢壳锂离子电池或塑料壳锂离子电池。采用异型结构的镀层铝极耳的电池中，伸出的各种形状的“翅膀”可以起类似散热片的作用，大大增强了电池的安全性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电池制造的
，涉及一种锂电池用的异型结构的镀层铝极 耳，该极耳特别适用于大电流充放电的锂电池或锂离子电池，可最大限度地降低电池发热 引起的极耳的温度上升。
技术介绍
可移动电子设备的快速发展，对锂电池和锂离子电池提出了更高的要求。为了表 述的方便，这里所述的锂电池包括通常意义的锂电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池、软 包装锂离子电池、钢壳锂离子电池和塑料壳锂离子电池。按照电池的外形来分，目前国外市 场上锂电池主要有圆柱形、棱柱形、方形、钮扣式、薄型和超薄型。国内市场的锂电池主要有 三种类型，即钮扣式、方形和圆柱形。依据使用环境对锂电池的电化学性能及安全性的要求 不同，发展的锂电池分为液态和固态(或干态)两种。液态锂离子电池即采用液态电解质 的锂离子电池，固态锂离子电池(即聚合物锂离子电池)是在液态锂离子电池的基础上开 发出来的新一代电池。固态锂离子电池比液态锂离子电池具有更好的安全性能。由于电池 的能量密度和适用的范围受电池的内部结构的影响很大。从锂离子电池的结构来看，主要 分为卷绕式和层叠式两大类。液态锂离子电池大多采用卷绕式结构，固态锂离子电池既有 卷绕式，也有层叠式。在制备卷绕式锂离子电池时，把隔膜放在正极和负极的中间，连续地 环绕某一个中心线运动制备得到圆柱形、扁柱形或长条形型电池在制备层叠式锂离子电 池时，把正极、负极、隔膜裁减成相同大小的小单元，并把小单元连续叠加起来制备。在组装 电池时通常采用卷绕式和叠片式进行装配。电池的外壳常常采用三层以上复合薄膜。电池 封装采用热熔封方式，形成可包纳电池内部结构体的空间。制备锂电池和锂离子电池时，首先制成正极极片和负极极片，再采用铆接、超声波 点焊或激光焊等方式，在正极极片上连接用来传输电流的铝极耳，然后在铝极耳上用铆接、 超声波点焊或激光焊等方式连接上镍极耳，最后将镍极耳的另一头连接到IC电路板上。正 极极片到IC电路板之间存在“铝-铝”、“铝-镍”、“镍-铜”连接点或焊点。由于这些连接 点或焊点属于点连接，连接点或焊点的面积小，存在连接或焊接不牢、虚连接或虚焊、连接 点或焊点间接触电阻大、连接点或焊点易于在存放或使用过程被氧化等问题，使制备的电 池存在批次性能不稳定等问题。电池放电时，特别是进行大电流放电时，连接点或焊点存在 电阻过大、不均勻，导致发热量过大等问题，明显减弱了电池对外做功能力，使电池使用过 程的不安全性增强。在充电时，可能因连接点或焊点存在的上述问题而造成充电困难及充 电引起的发热、燃烧等安全隐患。技术专利ZL2008202125092涉及一种锂电池铝极耳，包括带状铝条，在铝条 的一端有化学镀镍层。技术专利200820215661. 6涉及一种一端有镍层的铝极耳， 技术专利200820009887. 0涉及一种一端表面覆上镍、铜、锡或其它可以直接上锡的 金属的铝极耳。专利200810236321. 6涉及一种一端镀有镍层的铝极耳。技术专利 200920058776. 3涉及一种不需转镍的铝极耳结构，其正极在铝极耳外还有一镍电镀层结构。技术专利200920042215. 4涉及一种聚合物锂电池用铝极耳卷料，该种铝极耳与卷盘之间有一段镍金属或镀镍层。由于正极极片到IC电路板之间的连接部位主要起着导电和散热作用。在大电流 充放电时，以上连接部位可能受热膨胀，影响连接性能的好坏，造成连接点接触电阻的变 化，因此，在采用镀层铝极耳的锂电池中，铝条、铝与镀层之间形成合金的界面以及镀层本 身的电阻率、导热系数及线膨胀系数均对导电和散热作用有影响。从电阻率来看，在20°C时，常见金属的电阻率分别为铜1.678 μ Ω · cm，铝 2. 65 μ Ω · cm,镁 4· 39 μ Ω · cm,镍 6· 93 μ Ω · cm((Hohn Α. Dean, Lange' s Chemistry Handbook,第15版，出版社=McGraw-Hill, 1999年)，铝合金的电阻率分别为，铝硅镍合金 5. 95 μ Ω · cm，铝铜镍合金5. 95 μ Ω · cm，铝镁镍合金9. 12 μ Ω · cm(郑峰主编，铝与铝合 金速查手册，化学工业出版社，北京2008.7.第1版))，可见，通常铝合金的电阻率比纯铝 和纯铜的大一倍以上，而与镍的电阻率相差不大。在极耳上通过大电流时，铝条与镀层中间 形成的合金部位的发热量大。而当镀层为镍层时，镀镍层的发热量也较大。从25 °C金属的导热系数来看，金属银429W/ (m · K)、铜40 Iff/ (m · K)、铝237W/ (m · K)、镁 156W/ (m · K)、镍 90. 9ff/ (m · K) (Hohn A. Dean, Lange，s Chemistry Handbook, 第15版，出版社=McGraw-Hill, 1999年)，铝合金的导热系数分别为，铝硅镍合金159. Iff/ (m · K)，铝铜镍合金113W/ (m · K)，铝镁镍合金92. IW/ (m · K)。可见，铝合金的导热系数比 纯铝和纯铜的小得多，比金属镍的大一些。当极耳上各部分产生的热量相同时，铝条与铜镀 层的散热速率快，铝合金及镀镍层的散热速率最慢。从线膨胀系数来看，在25°C和100°C时，金属铝分别为0. 5μπι/(πι·Κ)和12. Oym/ (πι·Κ)。而在该温度区间，铜12 μ m/(m· K)(陈闰发，印制电路信息，2008，(4) :31_55)，镍 13. 5ym/ (m-K)(孟庆昌等，理化检验(物理分册)，2008，44 (6) :283_289)，而在20 200°C 温度区间，铝合金的线膨胀系数分别为，铝硅合金在21.5μπι/(πι·Κ) 22.5μπι/(πι·Κ)区 间，铝铜镍合金在19. 51 μ m/ (m · K) 21. 87 μ m/ (m · K)区间，铝镁镍合金25. 6 μ m/ (m · K) (郑峰主编，铝与铝合金速查手册，化学工业出版社，北京2008. 7.第1版)。在锂电池可 能产生的100 200°C高温下，铝合金区的线膨胀率是金属镍、铜和铝的一倍以上。在极耳 受热膨胀过程中，铝、铝合金界面层、镀镍或镀铜中不同材料间会因膨胀系数的不同而形成 内应力，如果铝、合金层、镍或铜间的粘结力不足以抵抗这种内应力，就可能导致分层，使极 耳内部的接触电阻明显增大，进一步增大该部位的发热量。可见，采用镀镍铝极耳的锂电池中，往往是镀层与铝条中间的合金层的电阻率最 大，产生的热量最大，而散热效果不好，使这一膨胀率最大的部位产生内用力，造成接触不 良好。因此，同样大小的长条形的镀镍铝极耳，在大电流放电条件下，容易因发热而产生高
技术实现思路
为了克服以上不足，在兼顾减小铝材的使用量、铝材体积和铝材散热速度的条件 下，本技术专利采用异型结构的锂电池和锂离子电池用的镀层铝极耳，其特征在于锂 电池用的异型结构的镀层铝极耳的铝基层的形状为十字型、双十字形、丰字形或φ字型的 异型结构，其突出部分为“翅膀”。铝极耳的一端及“翅膀”通过电镀或化学镀的方法镀上镍、4镍合金、铜或铜合金的镀层。依据对锂电池进行大电流放电的要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：童君开，
申请(专利权)人：童君开，
类型：实用新型
国别省市：35