CN105633417A - 一种圆柱锂电池组集流体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆柱锂电池组集流体，所述集流体为两层结构，分为A层和B层，其中A层由电阻率大、易焊接的材料制成，B层由电阻率小、易导通大电流的材料制成；A层和B层上均设置有通孔和定位孔，A层上的通孔和B层上的通孔数量相等且对应设置，A层上的定位孔与B层上的定位孔数量相等且对应设置；且A层和B层锡焊为一体。本发明采用回流工艺，将易焊接的材料和易导通大电流不易焊接的材料连接在一起，实现了焊接和导通大电流的双重目的，而且成本低，制作效率高，制作方法简单快速，易于大规模生产，适于产业界广泛推广使用。
Description
技术领域
本发明属于新能源动力锂电池领域，具体涉及一种圆柱锂电池组集流体。
背景技术
随着新能源汽车的发展，对动力电池的需求变得日益增强。动力锂电池组制造方法目前有很多种，采用的单体有软包的、塑壳方形的、圆柱钢壳的，有采用大容量单体串并联的，也有采用小容量单体串并联的，大容量单体之间串并联一般是通过螺栓螺母来进行紧固，连接片一般是铜片或是铜条，小容量单体通常采用18650或是26650钢壳圆柱，钢壳圆柱的互连方式通常是电阻点焊，互连材料通常采用镀镍钢带、镀镍铁带、不锈钢带或是纯镍带，这些材料电阻率都比较大，铁的电阻率是97.1mΩ*mm2/m，镍是70mΩ*mm2/m，不锈钢的是1.6Ω*mm2/m，对于小电流的电池组而言，材料发热并不大，都够用了，但是对于大电流电池组，这些材料的发热都会很大，不适合做大电流集流体。
铜的电阻率只有16.8mΩ*mm2/m，是不锈钢的九十分子一，铁的六分之一，镍的四分之一，价格只有镍的六分之一，是非常理想的电流集流体材料。但是由于铜的电阻率低、熔点高而传热性能好，所以电阻点焊难以实现。
为了既能够点焊互连又实现大电流导通，需要将两种材料结合，一种是适合点焊的纯镍、镀镍铁带、镀镍钢带或是不锈钢带，一种是适合导通大电流的铜材。目前常用的方法包括：1)直接使用铜镍复合材料，成本较高，焊接难度高，仍然不适合做大电流集流体；2)将铜镍复合材料制成小的连接片，然后和铜片通过超声键合，点焊容易，成本仍然高；3)将镀镍钢带、镀镍铁带、不锈钢带或是纯镍带，通过电阻对焊的方法复合在一起，这种方法需要大功率的点焊机，对点焊机磨损较大，效率低。
有鉴于上述现有集流体存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种圆柱锂电池组集流体，使集流体既易点焊又能实现大电流导通，从而使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种圆柱锂电池组集流体，采用回流工艺，将易于焊接的材料，例如镀镍钢带、镀镍铁带、不锈钢带或是纯镍带等，和易于导通大电流不易焊接的材料连接在一起，实现了焊接和导通大电流的双重目的，而且成本低，制作效率高，极大地促进了新能源汽车的发展。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
依据本发明提出的一种圆柱锂电池组集流体，其中，所述集流体为两层结构，分为A层和B层，其中A层由电阻率大、易焊接的材料制成，B层由电阻率小、易导通大电流的材料制成；
所述A层上设置有通孔1和定位孔2，B层上设置有通孔3和定位孔4，所述A层上的通孔1与B层上的通孔3数量相等且对应设置，A层上的定位孔2与B层上的定位孔4数量相等且对应设置；
所述A层和B层锡焊为一体。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的一种圆柱锂电池组集流体，其中，所述A层上的通孔1为“一”字型或“十”字型或“工”字型；所述B层上的通孔3为方形或圆形。
前述的一种圆柱锂电池组集流体，其中，所述A层为镍片、镀镍铁带、镀镍钢带或不锈钢带中的一种，B层为铜片。
前述的一种圆柱锂电池组集流体，其中，用焊锡膏将A层和B层锡焊为一体。
前述的一种圆柱锂电池组集流体，其中，在A层或B层涂抹焊锡膏或在A、B两层均涂抹焊锡膏。
一种前述的圆柱锂电池组集流体的制备方法，其中，包括以下步骤：
1)准备好模切好的A层和B层；
2)在A层或B层或A、B两层上涂焊锡膏，再将A、B两层通过定位孔对齐压紧；
3)将压紧对齐的A、B两层放入回流机或加热烘箱中，通过回流程序或烘箱将焊锡融化，使A、B两层实现焊接；
4)清洗：将残留的助焊剂和污物清除，即得到用于圆柱锂电池组的集流体。
前述的集流体的制备方法，其中，步骤(2)通过固定的夹具对齐压紧。
前述的集流体的制备方法，其中，步骤(2)为：先在A层或B层的焊锡结合处开孔，然后将A层和B层对齐，在开孔处涂焊锡膏，焊锡膏所涂的尺寸大于开孔的尺寸，使焊锡膏同时接触A层和B层。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，借由上述技术方案，本发明一种圆柱锂电池组集流体可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
(1)、本发明的结构简单，并且采用回流工艺，将易于焊接的材料和易于导通大电流不易焊接的铜材料连接在一起，实现了焊接和导通大电流的双重目的，解决了当前圆柱电芯互连点焊的难题。
(2)、本发明制作方法简单，因而制作起来非常迅速，极大的提高了工作效率，传统方法制作一个集流体需要5-10min的时间，而采用本发明的方法则只需10s的时间。
(3)、本发明成本低，制作方法简单快速，可采用人工或机器操作，因而适合大规模生产，符合成本效益，具有产业上的利用价值，适于产业界广泛推广使用。
综上所述，本发明一种圆柱锂电池组集流体在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的A层；
图2为本发明的B层；
图3为涂有焊锡膏的A层；
图4为制作好的集流体。
【主要元件符号说明】
1：A层上的通孔2：A层上的定位孔
3：B层上的通孔4：B层上的定位孔
5:焊锡膏
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种圆柱锂电池组集流体，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
一种圆柱锂电池组集流体，为两层结构，分为A层和B层，其中，A层由电阻率大、易焊接的材料制成，如：镍片、镀镍铁带、镀镍钢带或不锈钢带；B层由电阻率小、易导通大电流的铜材料制成。
所述A层上设置有通孔1和定位孔2，B层上设置有通孔3和定位孔4，所述A层上的通孔1与B层上的通孔3数量相等且对应设置，A层上的定位孔2与B层上的定位孔4数量相等且对应设置；且A层和B层用焊锡膏锡焊为一体。
所述集流体中，定位孔2或定位孔4的数量可为4个。
上述集流体，A层上的通孔1为“一”字型或“十”字型或“工”字型；B层上的通孔3为方形或圆形。所述通孔1和通孔3用于后续圆柱电芯点焊需要。
以镍片和铜片为例，所述集流体的制备方法包括以下步骤：
1)准备好模切好的铜片和镍片；
2)在镍片上涂焊锡膏，再将镍片和铜片通过定位孔对齐压紧或通过固定的夹具对齐压紧；
3)将压紧对齐的金属片放入回流机或加热烘箱中，通过回流程序或烘箱将焊锡融化，使镍片和铜片实现焊接；
4)清洗：将残留的助焊剂和污物清除，即得到用于圆柱锂电池组的集流体。
上述制备方法中，步骤(2)也可只在铜片上涂焊锡膏，或者在镍片和铜片上都涂焊锡膏。
或者，步骤(2)中，先在铜片或者镍片的焊锡结合处开孔，然后将铜片和镍片对齐，在开孔处涂焊锡膏，焊锡膏所涂的尺寸大于开孔的尺寸，使焊锡膏可以同时接触铜片和镍片，然后进行步骤(3)。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种圆柱锂电池组集流体，其特征在于所述集流体为两层结构，分为A层和B层，其中A层由电阻率大、易焊接的材料制成，B层由电阻率小、易导通大电流的材料制成；
所述A层上设置有通孔(1)和定位孔(2)，B层上设置有通孔(3)和定位孔(4)，所述A层上的通孔(1)与B层上的通孔(3)数量相等且对应设置，A层上的定位孔(2)与B层上的定位孔(4)数量相等且对应设置；
所述A层和B层锡焊为一体。
2.如权利要求1所述的一种圆柱锂电池组集流体，其特征在于所述A层上的通孔(1)为“一”字型或“十”字型或“工”字型；B层上的通孔(3)为方形或圆形。
3.如权利要求1所述的一种圆柱锂电池组集流体，其特征在于所述A层为镍片、镀镍铁带、镀镍钢带或不锈钢带中的一种，B层为铜片。
4.如权利要求1所述的一种圆柱锂电池组集流体，其特征在于用焊锡膏将A层和B层锡焊为一体。
5.如权利要求4所述的一种圆柱锂电池组集流体，其特征在于在A层或B层涂抹焊锡膏或在A、B两层均涂抹焊锡膏。
6.一种如权利要求1所述的集流体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)准备好模切好的A层和B层；
2)在A层或B层或A、B两层上涂焊锡膏，再将A、B两层通过定位孔对齐压紧；
3)将压紧对齐的A、B两层放入回流机或加热烘箱中，通过回流程序或烘箱将焊锡融化，使A、B两层实现焊接；
4)清洗：将残留的助焊剂和污物清除，即得到用于圆柱锂电池组的集流体。
7.如权利要求6所述的集流体的制备方法，其特征在于步骤(2)通过固定的夹具对齐压紧。
8.如权利要求6所述的集流体的制备方法，其特征在于步骤(2)为：先在A层或B层的焊锡结合处开孔，然后将A层和B层对齐，在开孔处涂焊锡膏，焊锡膏所涂的尺寸大于开孔的尺寸，使焊锡膏同时接触A层和B层。
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Effective date of registration: 20210816 Address after: 471000 room 607, building 50, yard 8, Stadium Road, Xigong District, Luoyang City, Henan Province Patentee after: Cao Guangming Address before: 471000 6th floor, block D, torch Park, Yanguang Road, high tech Development Zone, Luoyang City, Henan Province Patentee before: LUOYANG XINGUANG LITHIUM TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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Effective date of registration: 20230330 Address after: 471003 6th floor, block D, torch Park, Yanguang Road, high tech Development Zone, Luoyang, Henan Patentee after: LUOYANG XINGUANG LITHIUM TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 471000 room 607, building 50, yard 8, Stadium Road, Xigong District, Luoyang City, Henan Province Patentee before: Cao Guangming |
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Effective date of registration: 20231213 Address after: Workshop 3, Medical Device Industrial Park, Chenwang Street Office, Juancheng County, Heze City, Shandong Province, 274600 Patentee after: Shandong Xinguang New Energy Development Co.,Ltd. Address before: 471003 6th floor, block D, torch Park, Yanguang Road, high tech Development Zone, Luoyang, Henan Patentee before: LUOYANG XINGUANG LITHIUM TECHNOLOGY Co.,Ltd. |