CN105470561B - 一种软包锂离子电池及该电池负极耳电镀镀层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种软包锂离子电池及该电池负极耳电镀镀层的方法，属于软包锂离子电池技术领域。本发明针对电池内部接触电势大、极耳成本高的现象，涉及一种软包锂离子电池，其包括正极耳3、负极耳1、电解液、隔膜和外壳2，极耳与外壳由极耳胶4连接，所述负极耳为铜带制成，其中一部分在电池外壳内，另一部分在电池外壳外，露在外的部分为铜带外露端，且外露端表面有易焊锡的镀镍层。所述方法是将正、负极耳焊接在软包锂离子电池上，然后将正负极耳同时浸入镀液5，利用电池自身电能给铜带外露端电镀的方法。本发明通过电池自身电能电镀方法给负极耳镀镍，操作简单、快捷，既降低了电池及负极耳生产成本，也降低了电池内部接触电势和电能损失。
Description
【技术领域】
本发明涉及软包锂离子电池技术领域，具体涉及一种软包锂离子电池及该电池负极耳电镀镀层的方法。
【背景技术】
软包锂离子电池由正负极材料、电解液、隔膜、极耳和外壳组成，为了让锂离子电池能正常充电放电，电池内腔必须无水真空。极耳是电池用来导电的部件，它的一端在电池内腔，另一端露在电池外面。
软包锂离子电池的正极用铝转镍带，负极用纯镍带，便于软包锂离子电池工作需要加装电池保护板时焊锡。中间用可热熔的极耳胶贴附，极耳金属带上下表面各有一层极耳胶4包裹，当极耳穿过电池外壳时起密封作用。
众所周知，负极极耳使用的纯金属镍相比金属铜电导率更小、电池内阻更大、发热量更多，锂离子电池短路时，容易导致电池起火爆炸。而且，镍的价格是铜的将近两倍，增加了锂离子电池的制造成本。
现有技术是通过直接在负极耳整个铜带上镀镍，虽然这种方法适当的减少电池内部的发热量，但是电池的内阻没有明显的下降，且电池内部由“铜箔/镍带”变为“铜箔/镍镀层/铜带/镍镀层”的接触电势差明显增大，导致电池实际输出的端电压减小，造成能量损失。而生产这种铜镀镍极耳的成本也比铜极耳有明显增加。所以，根据实际生产情况和电池性能，需要有一种成本更低、更方便、快捷、灵活的解决方法。
【发明内容】
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种软包锂离子电池及其负极极耳电镀镀层的处理方法，使用这种方法不仅成本低，还可以有效地规避或降低电池内部的接触电势差，且这种方法生产的软包锂离子电池可以直接和电池线路保护板进行焊接，操作方便、快捷、灵活，成本更低。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种软包锂离子电池，其包括正极耳、负极耳、电解液、隔膜和外壳，所述负极耳为铜带制成；负极耳有一部分在电池外壳内，另一部分露在电池外壳外面，露在外面的部分为铜带外露端，所述铜带外露端的表面镀有易焊锡的金属镍层，镀层的厚度为3～20μm。
一种软包锂离子电池负极耳电镀镀层的方法，所述负极耳为铜带制成，所述方法是将正极耳、负极耳焊接在软包锂离子电池上之后，利用电池自身的电能对负极耳露在电池外壳外面的部分即铜带外露端进行电镀的方法，包括以下步骤：
(1)碱洗：将所述铜带外露端浸入碱液中，在常温条件下进行除油，除油后再用去离子水或蒸馏水清洗干净；碱液是碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液，且碳酸钠与氢氧化钠的摩尔比为0.6:1～1:1；碱液的pH值为11～13。
(2)酸洗：将所述铜带外露端浸入酸液中，在常温条件下进行除锈，除锈后再用去离子水或蒸馏水清洗干净；所述酸液是质量分数为20％～35％的盐酸。
(3)活化：将除锈水洗后的铜带外露端浸入柠檬酸盐的碱溶液中，在常温条件下对铜带外露端进行表面活化；所述柠檬酸盐的碱溶液是摩尔比为0.3:1～0.5:1的柠檬酸钠和氢氧化钠混合溶液，pH值为12～14。
(4)镀镍：将所述铜带外露端与正极耳同时浸入含镍盐的镀液中，在常温条件下使铜带外露端表面镀上一层金属镍；镀液中的镍盐是氯化镍或硫酸镍，浓度为8～60g/L，pH值控制在8.0～10.0之间。
(5)清洗烘干：将镀好镀层的铜带外露端用去离子水或蒸馏水清洗烘干。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明通过直接在软包锂离子电池的负极耳铜带外露端电镀金属镍的方法对铜带进行处理，工艺简单、快捷、灵活，成本更低，处理后的负极极耳可以直接与电池保护板进行焊锡连接，也有效地降低了电池的内阻，规避或降低了电池内部的接触电势差。
【附图说明】
图1软包锂离子电池负极耳自身电镀镍示意图；
图2软包锂离子电池负极极耳电镀镍流程图；
图3 1Ah软包锂离子电池的交流阻抗谱图；
其中，1-负极耳；2-软包锂离子电池外壳；3-正极耳；4-极耳胶；5-镀液。
【具体实施方式】
下面对照附图和结合优选具体实施方式对本发明进行详细的阐述。
如图1所示，是一种软包锂离子电池，其包括正极耳1、负极耳2、电解液、隔膜和外壳3，所述负极耳2为铜带制成；负极耳2有一部分在电池外壳3内，由极耳胶4连接，另一部分露在电池外壳3外面，露在外面的部分为铜带外露端，所述铜带外露端的表面镀有易焊锡的镀层。所述镀层为易于焊锡的金属镍层。所述镀层的厚度为3～20μm。
制作方法实施例
实施例1
一种软包锂离子电池负极耳电镀镀层的方法，所述负极耳为铜带制成，所述方法是将正极耳、负极耳焊接在软包锂离子电池上之后，利用电池自身的电能对负极耳露在电池外壳外面的部分即铜带外露端进行电镀的方法，包括以下步骤：
(1)碱洗：将所述铜带外露端浸入碱液中，在常温条件下进行除油，除油后再用去离子水或蒸馏水清洗干净；碱液是碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液，且碳酸钠与氢氧化钠的摩尔比为0.6:1；碱液的pH值为13。
(2)酸洗：将所述铜带外露端浸入酸液中，在常温条件下进行除锈，除锈后再用去离子水或蒸馏水清洗干净；所述酸液是质量分数为20％的盐酸。
(3)活化：将除锈水洗后的铜带外露端浸入柠檬酸盐的碱溶液中，在常温条件下对铜带外露端进行表面活化；所述柠檬酸盐的碱溶液是摩尔比为0.5:1的柠檬酸钠和氢氧化钠混合溶液，pH值为12。
(4)镀镍：将所述铜带外露端与正极耳同时浸入含镍盐的镀液中，在常温条件下使铜带外露端表面镀上一层金属镍；镀液中的镍盐是氯化镍或硫酸镍，浓度为8g/L，pH值控制在8.0。
(5)清洗烘干：将镀好镀层的铜带外露端用去离子水或蒸馏水清洗烘干。
实施例2
一种软包锂离子电池负极耳电镀镀层的方法，所述负极耳为铜带制成，所述方法是将正极耳、负极耳焊接在软包锂离子电池上之后，利用电池自身的电能对负极耳露在电池外壳外面的部分即铜带外露端进行电镀的方法，包括以下步骤：
(1)碱洗：将所述铜带外露端浸入碱液中，在常温条件下进行除油，除油后再用去离子水或蒸馏水清洗干净；碱液是碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液，且碳酸钠与氢氧化钠的摩尔比为1:1；碱液的pH值为11。
(2)酸洗：将所述铜带外露端浸入酸液中，在常温条件下进行除锈，除锈后再用去离子水或蒸馏水清洗干净；所述酸液是质量分数为35％的盐酸。
(3)活化：将除锈水洗后的铜带外露端浸入柠檬酸盐的碱溶液中，在常温条件下对铜带外露端进行表面活化；所述柠檬酸盐的碱溶液是摩尔比为0.3:1的柠檬酸钠和氢氧化钠混合溶液。
(4)镀镍：将所述铜带外露端与正极耳同时浸入含镍盐的镀液中，在常温条件下使铜带外露端表面镀上一层金属镍；镀液中的镍盐是氯化镍或硫酸镍，浓度为60g/L，pH值控制在10.0。
(5)清洗烘干：将镀好镀层的铜带外露端用去离子水或蒸馏水清洗烘干。
对比例
一种软包锂离子电池负极耳，所述负极耳为铜带制成，所述方法是将制作负极耳的铜带原材料直接接在外接电源上，在铜带表面完全覆盖一层金属镍层的电镀方法，包括以下步骤：
(1)碱洗：将所述铜带外露端浸入碱液中，在50～52℃条件下进行除油，除油后再用去离子水或蒸馏水清洗干净；碱液是40％氢氧化钠的溶液，碱液的pH值为14。
(2)酸洗：将所述铜带外露端浸入酸液中，在45～48℃条件下进行除锈，除锈后再用去离子水或蒸馏水清洗干净；所述酸液是质量分数为20％的盐酸。
(3)活化：将除锈水洗后的铜带外露端浸入30％氢氧化钠的碱溶液中，在58～60℃条件下对铜带外露端进行表面活化。
(4)镀镍：将所述铜带外露端与正极耳同时浸入含镍盐的镀液中，在常温条件下使铜带外露端表面镀上一层金属镍；镀液中的镍盐是氯化镍或硫酸镍，浓度为80g/L，pH值控制在11.0。
(5)镀层厚度控制在10μm。
效果验证
(1)采用电池综合测试仪测试电池内阻和电压，以及采用电化学工作站测试电池的交流阻抗图谱，其结果如表1和图3所示。
表1 1Ah容量的软包锂离子电池的内阻、满电状态的电池电压及阻抗情况
从表1的结果可以看出，实施例的电池内阻明显较对比例的电池内阻更小；实施例的电池电压明显较对比例的电池电压更高，分布更窄，电压更稳定；
从图1的结果可以看出，实施例的电池阻抗更小，说明电池的欧姆内阻和极化内阻更小，也说明本发明的方法可有效降低内阻，规避或降低了电池内部金属接触造成的接触电势差。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (5)
1.一种软包锂离子电池负极耳电镀镀层的方法，所述负极耳为铜带制成，所述方法是将正极耳、负极耳焊接在软包锂离子电池上之后，将正负极耳同时浸入镀液，利用电池自身的电能对负极耳露在电池外壳外面的部分即铜带外露端进行电镀的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)碱洗：将所述铜带外露端浸入碱液中，在常温条件下进行除油，除油后再用去离子水或蒸馏水清洗干净；
(2)酸洗：将所述铜带外露端浸入酸液中，在常温条件下进行除锈，除锈后再用去离子水或蒸馏水清洗干净；
(3)活化：将除锈水洗后的铜带外露端浸入柠檬酸盐的碱溶液中，在常温条件下对铜带外露端进行表面活化；
(4)镀镍：将所述铜带外露端与正极耳同时浸入含镍盐的镀液中，在常温条件下使铜带外露端表面镀上一层金属镍；
(5)清洗烘干：将镀好镀层的铜带外露端用去离子水或蒸馏水清洗烘干。
2.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电池负极耳电镀镀层的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的碱液是碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液，且碳酸钠与氢氧化钠的摩尔比为0.6:1～1:1；碱液的pH值为11～13，使用温度为常温。
3.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电池负极耳电镀镀层的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的酸液是质量分数为20％～35％的盐酸，酸洗液温度为常温。
4.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电池负极耳电镀镀层的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的柠檬酸盐的碱溶液是摩尔比为0.3:1～0.5:1的柠檬酸钠和氢氧化钠混合溶液，pH值为12～14，活化液温度为常温。
5.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电池负极耳电镀镀层的方法，其特征在于：镀液中的镍盐是氯化镍或硫酸镍，浓度为8～60g/L，pH值控制在8.0～10.0之间，镀液温度为常温。
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