CN103531741A - 一种锂离子电池负极极耳构件及其制作方法和锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池负极极耳构件，其包括极耳和极片，所述极耳和极片通过焊接件焊接在一起。一种锂离子电池，包括电池本体，所述电池本体上设有具有所述的锂离子电池负极极耳构件。一种锂离子电池负极极耳构件的制作方法，包括制作焊接片、将耐高温塑料包裹在焊接片的外部边缘、将焊接片放置于极耳和极片之间、用电热元件对极耳进行加热、焊接片融化与极耳下表面和极片上表面形成欧姆接触步骤。本发明的有益效果是：减少了接触电阻，能有效延长极耳的使用寿命，安全性高，耐用性好，降低了对大功率点焊机的要求，焊接温度低，耗能小，焊接牢固；工艺简单，操作方面，提高了电池的耐用性。

Description

一种锂离子电池负极极耳构件及其制作方法和锂离子电池
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种锂离子电池负极极耳构件及其制作方法和锂离子电池。
背景技术
目前锂离子电池由于具有比能量高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应和无污染等优点，目前已经在各种便携式设备上（如移动电话、笔记本电脑、PDA、数字照相机等）获得了广泛应用。锂离子电池壳体内的电芯由正极，电解液，隔膜，负极间隔层叠组成。其中，负极集流体由铜箔组成，在铜箔上留出一块空白区域以焊接极耳，负极一般采用镍做极耳。因此需要将铜箔和镍极耳焊接在一起。
目前负极极耳焊接工艺通常有超声波焊接、激光焊接或铆接、电流点焊等。超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。目前已广泛应用于极耳焊接工艺中，但如果极耳层数增多，对电焊机功率要求便会增大，增加生产成本，并且其焊接处容易变脆，断裂，导致产品报废。
铆接是将铆钉的管筒放入极耳的孔内，用拉铆枪拉住铆钉的尾端，管筒内薄弱的地方会被拉断，而上端铆钉圆头在所需的拉断力的作用下将上端管筒涨开，铆钉也就被固定在极耳预留的孔内，起到连接作用。铆接虽不受极耳层数影响，但铆接的点接触会导致其接触电阻增大，使得极耳处温度过高，时间越长，对极耳连接点的损害越大，造成能量的浪费。电流点焊成本较高，有爆火现象，存在安全隐患。
因此，针对以上不足，本发明提供了一种锂离子电池负极极耳构件及其制作方法和锂离子电池。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的是解决传统的锂离子电池的负极极耳构件焊接不牢固，生产工艺复杂，焊接处电阻过大等问题。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池负极极耳构件，其包括极耳和极片，所述极耳和极片通过焊接件焊接在一起；所述焊接件包括焊接片和绝缘体，所述焊接件的边缘包裹有绝缘体。
其中，所述焊接片为低熔点金属片或低熔点合金片。
其中，所述绝缘体采用耐高温塑料制成。
其中，所述低熔点金属片优选为金属锡或者金属铟，所述低熔点合金片优选为锡铟合金。
其中，所述低熔点金属片或低熔点合金的厚度为0.1mm-0.5mm。
其中，所述耐高温塑料优选为聚四氟乙烯或者聚酰亚胺。
一种锂离子电池，包括电池本体，所述电池本体上设有具有所述的锂离子电池负极极耳构件。
一种锂离子电池负极极耳构件的制作方法，包括如下步骤：
S1、将低熔点金属或者低熔点合金制成片状的低熔点金属片或者低熔点合金片，即为焊接片；
S2、将耐高温塑料包裹在低熔点金属片或者低熔点合金片的外部边缘，且低熔点金属片或者低熔点合金片的边缘被完全包裹，以制成焊接件；
S3、将所述焊接片放置于极耳和极片之间，将电热元件加热后放置在极耳上对其进行加热；
S4、电热元件所施加的高温将焊接件中的低熔点金属片或者低熔点合金片融化，使其与极耳下表面和极片上表面形成欧姆接触；
S5、融化的低熔点金属片或者低熔点合金片在在高温焊接时，因其边缘被耐高温塑料完全包裹，不会溢出，冷却后，恢复固体状态。
其中，所述电热元件的加热温度大于低熔点金属或者低熔点合金的熔点，小于耐高温塑料的熔点。
其中，所述电热元件的加热温度优选为280-300℃。
其中，所述电热元件优选为电烙铁。
（三）有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
1、由低熔点金属片或者低熔点合金片边缘包裹耐高温塑料制成的焊接件与极耳和极片相配合，减少了接触电阻，能有效延长极耳的使用寿命，安全性高，耐用性好，降低了对大功率点焊机的要求，焊接温度低，耗能小，焊接牢固。
2、其采用耐高温塑料包裹低熔点金属片或者低熔点合金片的方式，克服了传统钎焊过程中低熔点合金向电芯内部流动，与材料发生化学电化反应的弊端，工艺简单，操作方便，焊点小，电阻小。
附图说明
图1是本发明所述的锂离子电池负极极耳构件的结构图；
图2是本发明所述的焊接件的结构图。
图中：1：极耳；2：极片；3：焊接件；4：绝缘体；5：焊接片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
如图1-2所示，本发明实施例提供的一种锂离子电池负极极耳构件，其包括极耳1和极片2，通常极耳1由镍制成，极片2由铜箔制成，所述极耳1和极片2通过焊接件3焊接在一起；所述焊接件3包括焊接片5和绝缘体4，所述焊接片5的边缘包裹有绝缘体4。
其中，所述焊接片5为低熔点金属片或低熔点合金片，因为低熔点金属或低熔点合金可塑性高，熔点远远低于铜和镍的熔点，是用于焊接的良好材料。
其中，所述绝缘体4采用耐高温塑料制成，所述耐高温塑料具有抗酸抗碱、抗有机溶剂和耐高温的性能。
其中，所述低熔点金属片优选为金属锡片或者金属铟片，所述低熔点合金片优选为锡铟合金片；所述金属锡的熔点为232℃；所述金属铟的熔点为157℃。
其中，所述低熔点金属片或低熔点合金的厚度为0.1mm-0.5mm。
其中，所述耐高温塑料优选为聚四氟乙烯或者聚酰亚胺，所述聚酰亚胺(PI)可长期工作在350℃的高温下其形态和性能不变，其熔点为450℃；所述聚四氟乙烯（PTFE）是一种使用氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料，其熔点为327℃，所述聚四氟乙烯或者聚酰亚胺的熔点均高于低熔点金属或低熔点合金的熔点。
因此在低熔点金属或低熔点合金的熔化过程中，包裹在其外部边缘的聚酰亚胺或聚四氟乙烯能够固定低熔点金属液体或者低熔点合金液体的流动。
本发明提供了一种锂离子电池，包括电池本体，所述电池本体上设有所述的锂离子电池负极极耳构件。
一种锂离子电池负极极耳构件的制作方法，包括如下步骤：
S1、将低熔点金属或者低熔点合金制成低熔点金属片或者低熔点合金片，即为焊接片；
S2、将耐高温塑料包裹在低熔点金属片或者低熔点合金片的外部边缘，且低熔点金属片或者低熔点合金片的边缘被完全包裹，成为焊接件3；
S3、将所述焊接件3放置于极耳1和极片2之间，所述极耳1位于焊接件3的上方，所述极片2位于焊接件3的下方，之后将电热元件加热后放置在极耳1上对其进行加热；
S4、电热元件所施加的高温将焊接件3中的低熔点金属片或者低熔点合金片融化，使其与极耳1的下表面和极片2的上表面形成欧姆接触；
S5、融化的低熔点金属片或者低熔点合金片在高温焊接时，因其边缘被耐高温塑料完全包裹，不会溢出，冷却后，恢复固体状态。
其中，所述电热元件的加热温度大于低熔点金属或者低熔点合金的熔点，小于耐高温塑料的熔点，这样在进行焊接时，使得焊接的温度小于耐高温塑料的温度，防止低熔点金属或者低熔点合金向锂离子电池的电芯流动。
其中，优选的，所述电热元件的加热温度优选为280-300℃。
其中，所述电热元件优选为电烙铁。
综上所述，由低熔点金属片或者低熔点合金片边缘包裹耐高温塑料制成的焊接件与极耳和极片相配合，减少了接触电阻，能有效延长极耳的使用寿命，安全性高，耐用性好，降低了对大功率点焊机的要求，焊接温度低，耗能小，焊接牢固；其采用耐高温塑料包裹低熔点金属片或者低熔点合金片的方式，克服了传统钎焊过程中低熔点合金向电芯内部流动，与材料发生化学电化反应的弊端，工艺简单，操作方面，焊接牢固，焊点小，电阻小。
以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种锂离子电池负极极耳构件，其特征在于：其包括极耳和极片，所述极耳和极片通过焊接件焊接在一起；所述焊接件包括焊接片和绝缘体，所述焊接片的边缘包裹有绝缘体。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极极耳构件，其特征在于：所述焊接片为低熔点金属片或低熔点合金片。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极极耳构件，其特征在于：所述绝缘体采用耐高温塑料制成。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池负极极耳构件，其特征在于：所述耐高温塑料优选为聚四氟乙烯或者聚酰亚胺。
5.根据权利要求2所述的锂离子电池负极极耳构件，其特征在于：所述低熔点金属片的材料优选为金属锡或者金属铟，所述低熔点合金片的材料优选为锡铟合金。
6.根据权利要求4所述的锂离子电池负极极耳构件，其特征在于：所述低熔点金属片或低熔点合金片的厚度为0.1mm-0.5mm。
7.一种锂离子电池，包括电池本体，其特征在于：所述电池本体上设有具有权利要求1-6任一项所述的锂离子电池负极极耳构件。
8.一种锂离子电池负极极耳构件的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将低熔点金属或者低熔点合金制成低熔点金属片或者低熔点合金片，即为焊接片；
S2、将耐高温塑料包裹在低熔点金属片或者低熔点合金片的外部边缘，且低熔点金属片或者低熔点合金片的边缘被完全包裹，以制成焊接件；
S3、将所述焊接片放置于极耳和极片之间，将电热元件加热后放置在极耳上对其进行加热；
S4、电热元件所施加的高温将焊接件中的低熔点金属片或者低熔点合金片融化，使其与极耳下表面和极片上表面形成欧姆接触；
S5、融化的低熔点金属片或者低熔点合金片在在高温焊接时，因其边缘被耐高温塑料完全包裹，不会溢出，冷却后，恢复固体状态。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池负极极耳构件的制作方法，其特征在于：所述电热元件的加热温度大于低熔点金属或者低熔点合金的熔点，小于耐高温塑料的熔点。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池负极极耳构件的制作方法，其特征在于：电热元件的加热温度优选为280-300℃。
11.根据权利要求8所述的锂离子电池负极极耳构件的制作方法，其特征在于：所述电热元件优选为电烙铁。
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