CN102969477A - 锂离子电池及其极耳与极柱的连接件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂离子电池及其极耳与极柱的连接件。锂离子电池，包括从电芯上引出的极耳，各极耳与电池对应的极柱之间连接有连接件，所述连接件包括与极耳导电连接的极耳连接部，各所述极耳是沿极耳厚度方向分开并间隔设置的至少两只极耳体，各极耳体与对应的电芯连接，所述连接件的极耳连接部具有并列设置的与各极耳体一一对应贴合配合连接的连接体。将极耳设置成沿极耳厚度方向分开并间隔设置的至少两只极耳体，并将极耳与极柱的连接件设置成具有多只分支连接体的方式，可以大大降低极耳与连接件的连接厚度，使极耳与极柱的连接更容易实现，特别是对于采用超声波焊接工艺，减小厚度具有更突出的效果。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池及其极耳与极柱的连接件。
背景技术
锂离子电池具有优良的性能，应用日益广泛。其中一种叠片式锂离子动力电池，具有较多的极耳，内阻小，避免了极片因弯折产生掉料等情况，并且电池容量大，体积小，可以承受-55℃~+150℃的温度范围，对于压力、温度和冲击的耐受能力也很好，性能出色。然而，大容量叠片式动力电池极片较多，极耳较厚，极耳与极柱的连接是生产工艺中的难点，目前多采用连接带与极耳直接通过螺栓连接、铆接或超声波焊接实现。
螺栓连接所需极柱重，材料成本和加工成本较高，生产流程复杂，需要人工较多，工人在拧紧螺母时力矩不同，造成内阻一致性差，且在电池的使用过程中由于震动等因素螺栓易松脱，造成电池内阻增大甚至短路，在极耳厚度较大时问题更加突出。铆接连接生产过程噪音大，易产生金属碎屑，在电池使用过程中也会因震动和铆接间隙腐蚀等原因造成内阻增大，在极耳厚度较大时也会产生铆钉孔不易加工、铆接不牢固等问题，连接加工难度较大。超声波焊接为固态焊接，焊接过程不改变母材晶格结构，无需填充材料，可以实现金属原子间的结合，焊缝与母材的导电性能相当，焊接过程中发热少，能实现多层铜、铝箔材的焊接，连接可靠，效率高，完成一次焊接的时间不超过0.5s，是实现锂离子电池极耳与极柱连接的最佳方法。然而目前最高功率的超声波焊接机也只能保证120层0.01mm厚的铜箔材的可靠焊接，如果焊接层数增多则无法保证焊接质量。
申请号为201120257477.X的中国实用新型专利公开的一种锂离子动力电池极耳与盖板的连接组件，包括一只L形连接件，L形连接件的一侧在盖板下方与极柱连接，另一端设有由两片夹片构成的包夹固定头，极耳包夹设置在包夹固定头内，采用超声焊、电阻焊、铆接或者螺钉固定中的一种或几种与L形连接件固定导电连接。但是，采用该结构的连接件，无论采用何种固定方法，当极片层数较多，厚度较厚时将使连接可靠性降低，焊接时内阻一致性差，焊接难度高，且占用电池内部空间大，电池体积比容量低，震动摩擦焊接电池壳体时，还易造成极耳撕裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于实现极耳与极柱的连接的极耳与极柱的连接件，同时提供一种使用该连接件的锂离子电池。
本发明中锂离子电池所采用的技术方案是：锂离子电池，包括从电芯上引出的极耳，各极耳与电池对应的极柱之间连接有连接件，所述连接件包括与极耳导电连接的极耳连接部，各所述极耳是沿极耳厚度方向分开并间隔设置的至少两只极耳体，各极耳体与对应的电芯连接，所述连接件的极耳连接部具有并列设置的与各极耳体一一对应贴合配合连接的连接体。
将极耳设置成沿极耳厚度方向分开并间隔设置的至少两只极耳体，并将极耳与极柱的连接件设置成具有多只分支连接体的方式，可以大大降低极耳与连接件的连接厚度，使极耳与极柱的连接更容易实现，特别是对于采用超声波焊接工艺，减小厚度具有更突出的效果。
所述连接件具有与极柱导电连接的极柱连接部，所述极耳连接部与所述极柱连接部之间通过一段弧形的柔性导电连接带过渡连接。采用弧形的柔性导电连接带，在震动摩擦焊接电池壳体时可以起到缓冲震动的作用，避免造成极耳撕裂。
所述半电芯极耳设有两只，所述极耳连接部是由两个折边和连接两个折边的底板构成的凹槽型极耳连接部，所述连接体为两个所述的折边。采用凹槽型的结构可以与锂离子电池两只半电芯极耳的设置方式很好地适配，结构紧凑、合理。
两只所述半电芯极耳的厚度相等，所述底板的厚度是各折边厚度的两倍。因为通过半电芯极耳的电流是通过极柱电流的1/2，降低各折边的厚度可以在满足过电流能力的情况下降低焊接难度，提高焊接可靠性，同时底板厚度是各折边厚度的两倍，能够保证通流能力。
所述凹槽型极耳连接部是由两只形状相同的L形连接件组件拼接固连而成的T形件折弯而成。该方式结构简单，加工方便，易于成形。
本发明中锂离子电池极耳与极柱的连接件所采用的技术方案是：锂离子电池极耳与极柱的连接件，包括使用时与锂离子电池的极耳导电连接的极耳连接部，所述连接件的极耳连接部具有并列设置的使用时与沿极耳厚度方向分开并间隔设置的至少两只极耳体一一对应贴合配合连接的连接体。
所述连接件具有使用时与锂离子电池的极柱导电连接的极柱连接部，所述极耳连接部与所述极柱连接部之间通过一段弧形的柔性导电连接带过渡连接。
所述极耳连接部是由两个折边和连接两个折边的底板构成的凹槽型极耳连接部，所述连接体为两个所述的折边。
所述底板的厚度是各折边厚度的两倍。
所述凹槽型极耳连接部是由两只形状相同的L形连接件组件拼接固连成的T形件折弯而成。
本发明中锂离子电池极耳与极柱的连接件的有益效果是：将极耳设置成沿极耳厚度方向分开并间隔设置的至少两只极耳体，并将极耳与极柱的连接件设置成具有多只分支连接体的方式，可以大大降低极耳与连接件的连接厚度，使极耳与极柱的连接更容易实现，特别是对于采用超声波焊接工艺，减小厚度具有更突出的效果。采用弧形的柔性导电连接带，在震动摩擦焊接电池壳体时可以起到缓冲震动的作用，避免造成极耳撕裂。凹槽型的结构可以与锂离子电池两只半电芯极耳的设置方式很好地适配，并保证锂离子电池极耳与极柱的连接件的通流能力。
附图说明
图1：本发明实施例中锂离子电池的结构示意图；
图2：连接件与极柱的连接结构示意图；
图3：连接件的结构示意图；
图4：连接件组件的结构示意图。
图中各附图标记的名称为：1电芯，11半电芯极耳，13极柱，2连接件，21极耳连接部，211折边，212底板，22极柱连接部，23柔性导电连接带，24L形连接件组件。
具体实施方式
本发明中锂离子电池的一个实施例如图1~图4所示，包括电芯1、极耳、极柱13、连接件2。该电芯1为半电芯、极耳是沿极耳厚度方向分开并间隔设置的两只极耳体，两只极耳体厚度相同，为半电芯极耳11。连接件2包括与极耳导电连接的极耳连接部21、以及与极柱13导电连接的极柱连接部22。本实施例中，极耳连接部21是一只具有两个折边211和一只连接两个折边211的底板212的凹槽型极耳连接部，两个折边211构成极耳连接部21的连接体，两个折边211并列设置并与两只半电芯极耳11一一对应贴合配合连接。极柱连接部22是一只导电连接片。极耳连接部21的底板212与极柱连接部22之间通过一段弧形的柔性导电连接带23过渡连接，如图1、图2所示。
本实施例中，凹槽型极耳连接部是由两只形状相同的L形连接件组件24拼接固连成的T形件折弯而成，底板212的厚度是各折边211厚度的两倍。其中，L形连接件组件24是由多层厚度在0.05mm~0.1mm的铜箔组成，在其他实施例中，当然也可以采用其他材质，例如铝箔。其层数是根据本实施例中锂离子电池的过电流能力、以及铜箔材质的焊接能力确定，其总度未超过2mm，以避免给焊接带来困难。如图3所示，A—C是两个L形连接件组件24的焊接位置，B是L形连接件组件24与半电芯极耳11的焊接位置，C是L形连接件组件24与极柱13的连接位置。
本发明中锂离子电池极耳与极柱的连接件的实施例即以上锂离子电池中的极耳与极柱的连接件。
连接件的使用方式：首先将各极极柱13利用连接件的极柱连接部22通过超声波焊接连接在一起；然后，利用柔性导电连接带23将连接件折弯，使极耳连接部21嵌入对应极的两只半电芯极耳11之间，各折边211与各半电芯极耳11接触，然后，使用超声波焊接对各半电芯极耳11进行焊接，完成极耳与极柱13的连接，由于各半电芯极耳11的厚度较薄，因此焊接比较容易，操作简单，提高了连接可靠性和内阻一致性，减轻了极柱13的重量。而极耳连接部21中底板212的厚度是折边211厚度的两倍，能够保证连接件的过电流能力。若需要对壳体进行震动摩擦焊接，锂离子电池极耳与极柱13连接件的柔性导电连接带23能够起到良好的缓冲作用，避免极耳撕裂。
在上述实施例中，作为极耳体的半电芯极耳11的数量为两个，极耳连接部21的连接体亦对应地设置为两个，在本发明的其他实施例中，极耳体的数量以及连接体的数量也可以设置成3个、4个等，此时各连接体之间的连接方式也可作适当变化，例如在各连接体的一端汇合，或者仍采用凹槽形式，但是将原来连接在各折边211下部的底板212替换成连接在各折边上部的顶板，同样可以实现各连接体与各极耳体的连接。当然，极耳连接部21的各折边可以连接在各半电芯极耳11的任何一侧，并不限于相对立的内侧。在连接件2的实施例中，连接件2也可以采用拼接方式外的方式制造，例如采用冲压成型、或者裁切成型均可。再者，连接件与极耳、连接件与极柱的连接方式也不限于上述超声波焊接，还可以采用其他的方式，例如螺栓连接、铆钉连接、激光焊，或者电阻焊的方式。
Claims (10)
1.锂离子电池，包括从电芯上引出的极耳，各极耳与电池对应的极柱之间连接有连接件，所述连接件包括与极耳导电连接的极耳连接部，其特征在于：各所述极耳是沿极耳厚度方向分开并间隔设置的至少两只极耳体，各极耳体与对应的电芯连接，所述连接件的极耳连接部具有并列设置的与各极耳体一一对应贴合配合连接的连接体。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述连接件具有与极柱导电连接的极柱连接部，所述极耳连接部与所述极柱连接部之间通过一段弧形的柔性导电连接带过渡连接。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于：所述半电芯极耳设有两只，所述极耳连接部是由两个折边和连接两个折边的底板构成的凹槽型极耳连接部，所述连接体为两个所述的折边。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于：两只所述半电芯极耳的厚度相等，所述底板的厚度是各折边厚度的两倍。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于：所述凹槽型极耳连接部是由两只形状相同的L形连接件组件拼接固连而成的T形件折弯而成。
6.锂离子电池极耳与极柱的连接件，包括使用时与锂离子电池的极耳导电连接的极耳连接部，其特征在于：所述连接件的极耳连接部具有并列设置的使用时与沿极耳厚度方向分开并间隔设置的至少两只极耳体一一对应贴合配合连接的连接体。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池极耳与极柱的连接件，其特征在于：所述连接件具有使用时与锂离子电池的极柱导电连接的极柱连接部，所述极耳连接部与所述极柱连接部之间通过一段弧形的柔性导电连接带过渡连接。
8.根据权利要求6或7所述的锂离子电池极耳与极柱的连接件，其特征在于：所述极耳连接部是由两个折边和连接两个折边的底板构成的凹槽型极耳连接部，所述连接体为两个所述的折边。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池极耳与极柱的连接件，其特征在于：所述底板的厚度是各折边厚度的两倍。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池极耳与极柱的连接件，其特征在于：所述凹槽型极耳连接部是由两只形状相同的L形连接件组件拼接固连成的T形件折弯而成。
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