CN104638223A - 一种锂电池极片箔片与极耳的焊接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池极片箔片与极耳的焊接结构，包括由若干极片箔片叠合在一起形成的电极，电极包括正电极和负电极，极片箔片之间焊接连接，电极的一侧焊接有极耳，电极的另一侧设有减震片，减震片的内侧设有减震腔，减震腔内填充有耐高温胶，减震片的周围向外延伸形成环形焊接面，环形焊接面与电极之间焊接连接；减震腔的底部设有通孔；减震片的上端向上弯折延伸分别形成电极端部挡片、极耳连接片，电极端部挡片与电极的外端面贴合，极耳连接片与极耳的内侧面焊接连接。因此，本发明具有极片箔片与极耳焊接时，最外层的极片箔片不会被超声波震碎，提高锂电池的使用寿命的有益效果。

Description

一种锂电池极片箔片与极耳的焊接结构

技术领域

本发明涉及锂电池极片箔片连接技术领域，尤其涉及一种锂电池极片与极耳的焊接结构。

背景技术

极片箔片，由每个锂电池极片的一端引出，引出后每个极片上的极片箔片叠合焊接在一起形成导电端，然后与极耳连接，极耳再与级柱连接。目前，叠片型软包锂电池极耳焊接方式一般先采用超声波焊接方式将各极片间引出箔片预焊在一起，形成预焊箔，然后再用超声波焊接的方式将极耳金属与预焊箔焊接在一起，从而达到焊接的目的。然而在超声波焊接过程中，由于极片引出的箔片厚度很小，一般在0.02mm左右，在超声波焊接时最外层的箔片容易被震碎，从而产生金属屑，尤其是随着电池极片层数的增加，所需要焊接的功率也会增加，从而加剧了最外层箔片破损，会产生大量的金属屑，金属屑的存在会导致电池的自放电增大，严重降低电池储放时的荷电保持率。最终影响成组电池的一致性，缩短电池的使用寿命；严重时，会引发电池局部微短路甚至短路，造成电池的安全隐患，甚至危害到使用者的人身财产安全。

中国专利授权公告号：CN202094205U，授权公告日2011年12月28日，公开了一种软包装锂离子电池极耳与镍带的连接机构，软包装锂离子电池极耳的端部与镍带的端部重叠，重叠部分通过两排激光焊点连接。每排激光焊点的焊点个数为4-5个，一排激光焊点和另一排激光焊点之间的距离为1mm。该软包装锂离子电池极耳与镍带的连接机构连接更为牢固，且接触电阻更小。该种焊接结构导致电池极耳与镍带的连接强度减小了，而且也不适合电池箔片与极耳的连接。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的上述问题，提供了一种能防止最外层极片箔片破损，保证连接稳定、可靠，有效提高电池使用寿命的锂电池极片箔片与极耳的焊接结构。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂电池极片箔片与极耳的焊接结构，包括由若干极片箔片叠合在一起形成的电极，电极包括正电极和负电极，极片箔片之间焊接连接，所述的电极的一侧焊接有极耳，电极的另一侧设有减震片，所述的减震片的内侧设有减震腔，所述的减震腔内填充有耐高温胶，所述的减震片的周围向外延伸形成环形焊接面，所述的环形焊接面与电极之间焊接连接。超声波焊接的时候，最外层最易震碎的极片箔片外侧与减震片贴合，减震片上减震腔内的耐高温胶与最外层极片箔片接触，从而在焊接时能吸收最外层极片箔片的震动，有效的防止极片箔片震碎，焊接时熔融状态的耐高温胶还能产生附着在极片箔片表面的粘结力，具有防止极片箔片震裂的作用，即使超声波焊接功率过大而导致最外层极片箔片存在裂纹时，焊接后，耐高温胶冷却形成一层致密的保护层附着在最外层极片箔片上，从而防止裂纹处产生裂缝，环形焊接面与最外层极片薄面的一周焊接在一起，起到增强极片箔片周边的强度，保证周边不会震碎，从而提高锂电池的整体使用寿命。

作为优选，所述的减震腔的底部设有通孔。耐高温胶受热熔融后体积会膨胀，膨胀后的耐高温胶会从通孔处流出来，从而防止耐高温胶膨胀导致减震片破裂。

作为优选，所述的减震腔内设有隔条，所述的隔条把减震腔分隔成上减震腔和下减震腔，上减震腔、下减震腔的底部分别设有通孔，所述隔条的端部与电极之间贴合接触。由于减震片厚度很小，减震腔面积又较大，容易发生变形，隔条能有效的防止减震腔变形，同时也能防止焊接时夹具夹持减震片的时候，减震片在减震腔的部位凹陷下去。

作为优选，减震片的上端向上弯折延伸分别形成电极端部挡片、极耳连接片，所述的电极端部挡片与电极的外端面贴合，所述的极耳连接片与极耳的内侧面焊接连接。极耳连接片与极耳焊接，增加极耳与电极的连接强度。

作为优选，所述的减震片的下端两边向外延伸形成下连接耳片，所述的下连接耳片的外端与极耳下端外侧面焊接连接，所述的极耳连接片的上端两边向外延伸形成上连接耳片，所述的上连接耳片的外端与极耳的外侧面焊接连接。上连接耳片、下连接耳片直接把减震片与极耳连接在一起，保证减震片、电极、极耳这三者稳定、可靠的连接成一体，三者之间即使局部焊接不到位，也不会发生断路。

一种锂电池极片箔片与极耳的焊接方法，用于锂电池极片箔片与极耳的焊接，步骤如下：

a.先把极片箔片叠合在一起，再把减震片上的环形焊接面与最外层极片箔片的外侧面贴合，通过超声波焊接进行第一次预焊接，第一次预焊接功率为80W-200W，焊接能量为10J-20J，第一次预焊接，焊接功率小，焊接能量小，能保证极片箔片不会被震碎，同时使得减震片与电极焊接在一起，便于二次大功率焊接时，减震片起到有效的减震作用；

b.然后把极耳与电极的另一个侧面贴合，用夹具定位后，通过超声波进行第二次焊接，第二次焊接功率为300W-600W,焊接能量为50J-200J，第二次焊接时功率大，能量也大，能保证电极箔片之间、电极与极耳之间稳固的焊接连接在一起，此时减震片很好的起到减震作用，有效的保护了最外层极片箔片不被震碎，提高了焊接质量；

c.把下连接耳片弯折绕过电极与极耳的外侧面贴合，把极耳连接片与极耳内侧面贴合，把上连接耳片弯折后使得上连接耳片的外端与极耳的外侧面贴合，然后对下连接耳片与极耳的贴合处、上连接耳片与极耳的贴合处进行第三次焊接，第三次焊接功率为250W-400W，焊接能量为30J-80J，第三次焊接是为了把减震片与极耳焊接在一起，增加了极耳的连接强度，防止极耳收到从电极上脱落。

作为优选，在步骤a中焊接时间为0.05s-0.15s，焊接压力为5psi-15psi；在步骤b中焊接时间为0.20s-0.40s，焊接压力为25psi-35psi；在步骤c中焊接时间为0.10s-0.30s，焊接压力为10psi-30psi。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）极片箔片与极耳焊接时，最外层的极片箔片不会被超声波震碎，提高锂电池的使用寿命；（2）减震片上的焊接面与极片箔片焊接，减震片上的下连接耳片、上连接耳片同时和极耳焊接在一起，增加了电极与极耳的连接强度；（3）分三步焊接，最大限度的防止电极箔片在焊接过程中被震碎，同时每次焊接位置不同，保证各处的连接处都焊接可靠。

附图说明

图1为本发明第一种结构示意图。

图2为本发明第二种结构示意图。

图3为本发明中减震片的展开示意图。

图4为图2中D处局部放大结构示意图。

图中：极片箔片1  电极2  极耳3  减震片4  减震腔5  耐高温胶6  环形焊接面7  通孔8  隔条9  电极端部挡片41  极耳连接片42  下连接耳片43  上连接耳片44  上减震腔51  下减震腔52  焊接位置A  焊接位置B  焊接位置C。

具体实施方式

    下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

实施例1：如图1所示一种锂电池极片箔片与极耳的焊接结构，包括由若干极片箔片1叠合在一起形成的电极2，电极包括正电极和负电极，极片箔片1之间焊接连接，电极2的右侧焊接有极耳3，极耳的上端设有极耳胶，电极2的另一侧设有减震片4，减震片4的内侧设有减震腔5，减震腔内填充有耐高温胶6，减震片4的周围向外延伸形成环形焊接面7，环形焊接面呈回字形结构，环形焊接面7与电极2之间焊接连接，减震腔5的底部设有通孔8。先把减震片与电极通过超声波焊接连接在一起，此时焊接功率小，仅为预焊接，为了使多个极片箔片连接在一起，以及减震片的环形焊接面与最外层的极片箔片焊接连接在一起，预焊接之后，极片箔片之间、极片箔片与减震片之间并没有焊接牢靠，仅为轻微的连接在一起，再把极耳与电极的右侧面贴合在一起，进行超声波焊接，此时焊接功率比预焊接大，焊接能量也大，实现完全焊接，左侧最外层极片箔片尽管受到超声波焊接的强烈振动，然而焊接时，减震腔内熔融状态的的耐高温胶附着在极片箔片外侧面，起到吸震的作用，减缓极片箔片的振动，焊接时熔融状态的耐高温胶还能产生附着在极片箔片表面的粘结力，产生一个与极片箔片震碎趋势相反的作用力，从而有效的防止极片箔片开裂，即使超声波焊接功率过大而导致最外层极片箔片存在裂纹时，焊接完成后，耐高温胶冷却形成一层致密的保护层附着在最外层极片箔片上，从而防止裂纹处产生裂缝，环形焊接面与最外层极片薄面的一周焊接在一起，起到增强极片箔片周边的强度，保证周边不会震碎，从而提高锂电池的整体使用寿命；耐高温胶受热熔融后体积会膨胀，膨胀后的耐高温胶会从通孔处流出来，从而防止耐高温胶膨胀导致减震片破裂。

实施例2：如图2所示一种锂电池极片箔片与极耳的焊接结构，包括由若干极片箔片1叠合在一起形成的电极2，电极包括正电极和负电极，极片箔片1之间焊接连接，电极2的右侧焊接有极耳3，极耳的上端设有极耳胶，电极2的另一侧设有减震片4，减震片4的内侧设有减震腔5，减震腔内填充有耐高温胶6，减震片4的周围向外延伸形成环形焊接面7，环形焊接面呈回字形结构，环形焊接面7与电极2之间焊接连接，如图4所示，减震腔5内设有隔条9，隔条9把减震腔5分隔成上减震腔51和下减震腔52，上减震腔、下减震腔的底部分别设有通孔8，隔条的端部与电极之间贴合接触，隔条有效的增加减震腔的支撑强度，防止减震腔外侧受压而塌陷，同时上减震腔、下减震腔分别对应焊接位置A和焊接位置B处，在震动强度最大处进行减震，减震效果最佳。

如图2和3所示，减震片4的上端向上弯折延伸分别形成电极端部挡片41、极耳连接片42，电极端部挡片41与电极的外端面贴合，所述的极耳连接片42与极耳的内侧面焊接连接；减震片4的下端两边向外延伸形成下连接耳片43，下连接耳片43的外端与极耳3下端外侧面焊接连接，极耳连接片42的上端两边向外延伸形成上连接耳片44，上连接耳片44的外端与极耳3的外侧面焊接连接。减震片上的上连接耳片44、下连接耳片43又直接和极耳焊接连接，整个连接结构中:减震片与电极焊接连接、极耳与电极焊接连接、减震片与极耳之间焊接连接，保证减震片、电极、极耳这三者稳定、可靠的连接成一体，连接强度大，三者之间即使局部焊接不到位，也不会发生断路。

一种锂电池极片箔片与极耳的焊接方法，用于锂电池极片箔片与极耳的焊接，步骤如下：a.先把极片箔片1叠合在一起，再把减震片4上的环形焊接面7与最外层极片箔片的外侧面贴合，通过超声波焊接进行第一次预焊接，第一次预焊接功率为80W-200W，焊接能量为10J-20J，焊接时间为0.05s-0.15s，焊接压力为5psi-15psi（psi英文全称为Pounds per square inch，p是指磅pound，s是指平方square，中文为：磅/平方英寸），本实施例中第一次预焊接的位置如图2中焊接位置A处，焊接功率为105W，焊接能量为15J，焊接时间为0.1s，焊接压力10psi，在该种焊接参数下，只能保持极片箔片表面之间、减震片与最外层极片箔片轻微结合在一起，不会自然脱落，由于焊接功率、焊接能量下，最外层极片箔片也不会发生破损；

b.然后把极耳3与电极2的另一个侧面贴合，用夹具定位后，通过超声波进行第二次焊接，第二次焊接功率为300W-600W,焊接能量为50J-200J，焊接时间为0.20s-0.40s，焊接压力为25psi-35psi，本实施例中第二次焊接位置如图2中焊接位置B处，焊接功率为500W，焊接能量为150J，焊接时间为0.3s，焊接压力30psi，第二次焊接之后，电极与极耳、电极与减震片完全可靠的焊接在一起，因此焊接功率、焊接能量、焊接压力、焊接时间都较第一次预焊接大很多，第二次焊接时，焊接位置B处对应电极左侧减震片上的上减震腔、下减震腔位置，上减震腔、下减震腔对应的极片箔片的位置正好是受到震动最强、最易震碎的位置，该位置的震动被上减震腔、下减震腔内的耐高温胶吸收，从而有效的防止最外层极片箔片震碎、破裂，即使由于超声波设备精度问题而使得实际功率大于设定功率导致最外层极片箔片产生裂纹，焊接后，耐高温胶凝固形成一层致密的保护层附着在最外层极片箔片上，从而防止裂纹处产生裂缝，从而提高锂电池的整体使用寿命；

c.把下连接耳片43弯折绕过电极与极耳的外侧面贴合，把极耳连接片42与极耳内侧面贴合，把上连接耳片44弯折后使得上连接耳片的外端与极耳的外侧面贴合，然后对下连接耳片与极耳的贴合处、上连接耳片与极耳的贴合处进行第三次焊接，第三次焊接功率为250W-400W，焊接能量为30J-80J，焊接时间为0.10s-0.30s，焊接压力为10psi-30psi，第三次焊接的位置如图2中焊接位置C处，焊接功率为300W，焊接能量为50J，焊接时间为0.2s，焊接压力20psi第三次焊接是为了把减震片与极耳焊接连接在一起，而且焊接位置离开最外层极片箔片较远，焊接功率、焊接能量对于最外层极片箔片的影响非常小，第三次焊接完成后，减震片与电极焊接连接、极耳与电极焊接连接、减震片与极耳之间焊接连接，保证减震片、电极、极耳这三者稳定、可靠的连接成一体，连接强度大，三者之间即使局部焊接不到位，也不会发生断路。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）极片箔片与极耳焊接时，最外层的极片箔片不会被超声波震碎，提高锂电池的使用寿命；（2）减震片上的焊接面与极片箔片焊接，减震片上的下连接耳片、上连接耳片同时和极耳焊接在一起，增加了电极与极耳的连接强度；（3）分三步焊接，最大限度的防止电极箔片在焊接过程中被震碎，同时每次焊接位置不同，保证各处的连接处都焊接可靠。

Claims (7)

1.一种锂电池极片箔片与极耳的焊接结构，包括由若干极片箔片（1）叠合在一起形成的电极（2），电极包括正电极和负电极，极片箔片（1）之间焊接连接，其特征是，所述的电极（2）的一侧焊接有极耳（3），电极（2）的另一侧设有减震片（4），所述的减震片（4）的内侧设有减震腔（5），所述的减震腔内填充有耐高温胶（6），所述的减震片（4）的周围向外延伸形成环形焊接面（7），所述的环形焊接面（7）与电极（2）之间焊接连接。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池极片箔片与极耳的焊接结构，其特征是，所述的减震腔（5）的底部设有通孔（8）。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池极片箔片与极耳的焊接结构，其特征是，所述的减震腔（5）内设有隔条（9），所述的隔条（9）把减震腔（5）分隔成上减震腔（51）和下减震腔（52），上减震腔、下减震腔的底部分别设有通孔（8），所述隔条的端部与电极之间贴合接触。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种锂电池极片箔片与极耳的焊接结构，其特征是，减震片（4）的上端向上弯折延伸分别形成电极端部挡片（41）、极耳连接片（42），所述的电极端部挡片（41）与电极的外端面贴合，所述的极耳连接片（42）与极耳的内侧面焊接连接。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池极片箔片与极耳的焊接结构，其特征是，所述的减震片（4）的下端两边向外延伸形成下连接耳片（43），所述的下连接耳片（43）的外端与极耳（3）下端外侧面焊接连接，所述的极耳连接片（42）的上端两边向外延伸形成上连接耳片（44），所述的上连接耳片（44）的外端与极耳（3）的外侧面焊接连接。

6.一种锂电池极片箔片与极耳的焊接方法，用于锂电池极片箔片与极耳的焊接，步骤如下：

a.先把极片箔片（1）叠合在一起，再把减震片（4）上的环形焊接面（7）与最外层极片箔片的外侧面贴合，通过超声波焊接进行第一次预焊接，第一次预焊接功率为80W-200W，焊接能量为10J-20J；

b.然后把极耳（3）与电极（2）的另一个侧面贴合，用夹具定位后，通过超声波进行第二次焊接，第二次焊接功率为300W-600W,焊接能量为50J-200J；

c.把下连接耳片（43）弯折绕过电极与极耳的外侧面贴合，把极耳连接片（42）与极耳内侧面贴合，把上连接耳片（44）弯折后使得上连接耳片的外端与极耳的外侧面贴合，然后对下连接耳片与极耳的贴合处、上连接耳片与极耳的贴合处进行第三次焊接，第三次焊接功率为250W-400W，焊接能量为30J-80J。

7.如权利要求6所述的一种锂电池极片箔片与极耳的焊接方法，其特征是，在步骤a中焊接时间为0.05s-0.15s，焊接压力为5psi-15psi；在步骤b中焊接时间为0.20s-0.40s，焊接压力为25psi-35psi；在步骤c中焊接时间为0.10s-0.30s，焊接压力为10psi-30psi。