CN108172748A - 极耳及制造方法、具有该极耳的锂电池及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电池技术领域，本发明提供了一种极耳及其制造方法，该极耳包括铜基体及复合于铜基体的镍片，镍片设置在所述铜基体的一端，镍片上设置有压花。本发明还提供了一种锂电池及其制造方法，该锂电池包括钢壳和卷芯，所述卷芯具有和至少一个所述的极耳，所述卷芯铜极耳设置于所述钢壳内部，通过所述极耳与所述钢壳电阻焊连接，所述极耳与所述钢壳相连接的位置为所述极耳上设置有镍片的位置。通过设置铜基体的一端复合有镍片，相比较传统采用铜极耳焊接于钢壳底部的方式，铜极耳与钢壳难于焊接，需要使用成本极高的钨焊针，避免了铜极耳和钢壳之间容易出现虚焊的情况，减少了锂电池本身的电阻。

Description

极耳及制造方法、具有该极耳的锂电池及制造方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及极耳及制造方法、具有该极耳的锂电池及制造方法。
背景技术
众所周知，锂电池具有正极、负极的区分，其中极耳就是从电芯中将正极或者负极引出来的金属导电体，通俗的说锂电池的正极耳和负极耳是在进行充放电时的接触点。
圆柱型锂电池的负极耳一般都采用易于焊接的镍极耳，但是镍极耳本身内阻相对比较大，并且镍价格在最近几年也越来越高。现在有少数的厂家开始尝试使用铜极耳代替镍极耳。
除此之外，虽然铜极耳与铜箔的超声焊接没有障碍，但是铜极耳与圆柱锂电池的钢壳之间的焊接非常困难。铜极耳和钢壳之间的焊接，需要用到成本很高的钨焊针，且对与其配套的焊机也有更高要求。同时，铜极耳和钢壳之间还容易出现虚焊的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供极耳及制造方法、具有该极耳的锂电池及制造方法，减小了极耳本身的电阻，且解决了铜极耳与钢壳之间的焊接问题。
为达此目的，本发明提供了一种极耳，包括铜基体及复合于所述铜基体的上的镍片；所述镍片设置在所述铜基体的一端，所述镍片上设置有压花。
作为优选，所述镍片设置于所述铜基体的一侧表面，与所述铜基体形成第一铜极耳；或所述镍片设置于所述铜基体)两侧表面，形成第二铜极耳。
作为优选，所述铜基体上设置有安装槽，所述镍片设置于所述安装槽中，所述镍片的表面与所述铜基体的表面齐平。
为达此目的，本发明还提供了该铜极耳的制造方法，包括以下步骤：
步骤1：将所述镍片放置于所述铜基体的一端，并延压形成一体结构；
步骤2：将延压完成形成的一体结构，进行至少一次退火，所述退火环境为惰性气体或还原气体的保护环境，退火温度为700℃-900℃，退火时间为5h-24h。
为达此目的，本发明又提供了一种锂电池，包括钢壳和卷芯，所述卷芯具有和至少一个所述的极耳，所述卷芯铜极耳设置于所述钢壳内部，通过所述极耳与所述钢壳电阻焊连接，所述极耳与所述钢壳相连接的位置为所述极耳上设置有镍片的位置。
作为优选，所述卷芯由正极片、隔膜、负极片卷绕而成，所述极耳部分位于所述卷芯的内部与所述负极片超声焊连接，所述极耳的所述镍片超出所述卷芯，且其超出部分弯折设置与所述钢壳的底部焊接。
作为优选，所述铜极耳设置为一个，所述镍片设置于所述铜基体上的一面，形成第一铜极耳，所述镍片朝向所述钢壳的底部设置，所述镍片在所述压花的位置处焊接于所述钢壳的底部。
作为优选，所述铜极耳设置为多个，其中一个所述铜极耳的镍片设置于所述铜基体上的一面，形成第一铜极耳，其余的所述铜极耳的镍片设置于所述铜基体上的两面，形成第二铜极耳；所述第一铜极耳的所述镍片朝向所述钢壳的底部设置，所述第二铜极耳的所述镍片设置于所述第一铜极耳的所述镍片和所述钢壳底壁之间，相邻两个所述铜极耳上镍片正对设置并在所述压花的位置处焊接，位于最下方的所述铜极耳的所述镍片设置有所述压花的位置处焊接于所述钢壳的底部。
作为优选，所述铜极耳设置为若干个，所述镍片设置于所述铜基体上的两面，形成第二铜极耳，若干个所述第二铜极耳的所述镍片依次叠加，相邻两个所述铜极耳上镍片正对设置并在所述压花的位置处焊接，且位于最下方的所述铜极耳的所述镍片设置有所述压花的位置处焊接于所述钢壳的底部。
为达此目的，本发明又提供了该锂电池的生产方法，包括以下步骤：
步骤A：将至少一个铜极耳部分设置于负极片上，且将铜极耳的镍片位于负极片的外侧；
步骤B：将负极片从一端卷绕到另一端形成卷芯，且将铜极耳超出卷芯的部分进行弯折；
同时，至少一个铜极耳上的一个镍片朝向钢壳的底部设置；
步骤C:将卷芯设置于钢壳；
步骤D:将镍片设置有压花的位置处通过电阻焊的方式连接于钢壳的底部。
本发明的有益效果：
1)通过设置铜基体的一端复合有镍片，相比较传统采用铜极耳焊接于钢壳底部的方式，避免了铜极耳和钢壳之间容易出现虚焊的情况，。同时，不需要对焊机和焊针的要求很高，进而节约了生产成本。
2)通过设置铜基体的一端复合有镍片，相比较传统采用镍极耳焊接于钢壳底部的方式，减小了极耳的内阻，同时由于金属铜的价格较为低廉，采用铜基体复合镍片的方式，节约了生产成本。
3)通过镍片上设置有压花，便于镍片焊接于钢壳底部。
附图说明
图1是本发明铜极耳的主视图；
图2是本发明铜极耳中第一铜极耳的侧视图；
图3是本发明铜极耳中第二铜极耳的侧视图；
图4是本发明铜极耳的制造方法的流程图；
图5是本发明锂电池中第一铜极耳与负极片的结构示意图；
图6是本发明图5由负极片卷绕而成的卷芯的结构示意图；
图7是本发明图6中卷芯放入钢壳的状态示意图；
图8是本发明图7中卷芯与钢壳的结构示意图；
图9是本发明锂电池中第一铜极耳和第二铜极耳与负极片的结构示意图；
图10是本发明图9由负极片卷绕而成的卷芯的结构示意图；
图11是本发明图10中卷芯放入钢壳的状态示意图；
图12是本发明图11中卷芯与钢壳的结构示意图；
图13是本发明锂电池的制造方法的流程图。
图中：
1、铜极耳；2、锂电池；
11、第一铜极耳；12、第二铜极耳；
111、铜基体；112、镍片；113、压花；
21、钢壳；22、负极片；23、卷芯；
221、铜箔。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例提供了一种极耳，如图1-3所示，该极耳1包括铜基体111及复合于铜基体111的一端的镍片112。其中镍片112设置在铜基体111的一端，镍片112上设置有压花113。
如图1-3所示，铜基体111可以单面复合镍片112，或者铜基体111的双面均复合镍片112。如图2所示，镍片112设置于铜基体111上的一面，形成第一极耳11。如图3所示，镍片112设置于铜基体111上的两面，形成第二极耳12。其中，铜基体111上设置有安装槽(图中未标出)，镍片112设置于安装槽中，镍片112的表面与铜基体11)的表面齐平。
上述极耳1宽度为3mm～10mm，长度为50mm～100mm，厚度为0.5mm～2.0mm。同时，镍片112的宽度与极耳1相同，镍片112的长度为3mm～10mm，镍片112的厚度为极耳1厚度的1/4。另外，镍片112上还设置有压花113，压花113的形状为正方形，同时，压花113设置于镍片112的中心，其中压花113的面积小于或等于镍片112的面积，压花113的面积大于或等于9mm2。由于镍片112上的压花113的部位就是与锂电池2中钢壳21焊接的位置，如果压花113的面积小于9mm2，对焊接的要求较高，不便于操作人员的操作。
本实施例还提供了一种上述极耳1的制造方法，包括以下步骤：
步骤1：将镍片112放置于铜基体111的一端，并延压形成一体结构；
步骤2：将延压完成形成的一体结构，进行至少一次退火，退火环境为惰性气体或还原气体的保护环境，退火温度为700℃-900℃，退火时间为5h-24h。
由于在延压过程中镍片112与铜基体111的接触面能交互扩散，根据实际生产需要，为了镍片112与铜基体111能够达到最佳的复合效果，可对复合有镍片112的极耳1进行多次退火。
本实施例提供的铜极耳及其制造方法，通过设置铜基体111的一端复合有镍片112，相比较传统采用极耳1焊接于钢壳21底部的方式，避免了极耳1和钢壳21之间容易出现虚焊的情况，减少了极耳1本身的电阻。同时，不需要对焊机和焊针的要求很高，进而节约了生产成本。另外，通过设置铜基体111的一端复合有镍片112，相比较传统采用镍极耳焊接于钢壳21底部的方式，减小了极耳的内阻，同时由于金属铜的价格较为低廉，采用铜基体111复合镍片112的方式，节约了生产成本。同时，通过镍片112上设置有压花113，便于镍片112焊接于钢壳21底部。
本实施例还提供了一种锂电池，如图4-11所示,该锂电池2包括钢壳21和卷芯23，其中卷芯具有至少一个上述极耳1，卷芯23设置于钢壳21内部，通过极耳1与钢壳21电阻焊连接，极耳1与钢壳21相连接的位置为极耳1上设置有镍片112的位置。
如图4-11所示,上述卷芯23由正极片(图中未标出)、隔膜(图中未标出)、负极片22卷绕而成。同时，负极片22上设置有铜箔221，铜基体111部分设置于铜箔221上，将铜基体111通过超声焊的方式焊接于铜箔221上，且镍片112位于铜箔221的外侧。极耳1部分位于卷芯23的内部与负极片22超声焊连接，极耳1的镍片112超出卷芯23，且其超出部分弯折设置与钢壳21的底部焊接。
通过至少一个极耳1部分设置于负极片22上，将负极片22从一端卷绕到另一端形成卷芯23，使得极耳1固定于卷芯23内部。由于卷芯23为圆柱形结构，其与圆柱形锂电池2的形状相匹配，便于将卷芯23放置于钢壳21内部。同时，通过设置极耳1超出卷芯23的部分弯折，且卷芯23放置于钢壳21内部，使得极耳1的镍片112抵压于卷芯23和钢壳21之间，进而实现极耳1与钢壳21的固定。
如图4-7所示，当极耳1仅为一个第一极耳11时，将第一极耳11的铜基体111部分设置于铜箔221上，其镍片112位于铜箔221的外侧。将负极片22从远离第一极耳11的一端朝向第一极耳11的方向卷绕形成卷芯23，且将极耳1超出卷芯23的部分弯折，使得第一极耳11的镍片112朝向钢壳21的底部设置，然后将卷芯23设置于所述钢壳21内部之后，将镍片112在压花113的位置处焊接于所述钢壳21的底部。
如图8-11所示，当极耳1的数量为若干个，且该若干个极耳1包括一个第一极耳11和若干个第二极耳12时，将第一极耳11设置于其中一个铜箔221上，若干个第二极耳12设置于另外一个铜箔221上，其中第一极耳11和若干个第二极耳12均部分位于铜箔221上，将负极片22从第一极耳11的一端朝向第二极耳12的方向卷绕形成卷芯23，第一极耳11的镍片112和第二极耳12的镍片112均超出卷芯23，且其超出部分弯折。
上述第一极耳11的镍片112朝向钢壳21的底部设置，且第二极耳12的镍片112设置于第一极耳11的镍片112和钢壳21内壁之间。另外，将第一极耳11的镍片112及若干个第二极耳12的镍片112依次叠加，相邻两个镍片112正对设置并在压花113的位置处焊接，且位于最下方的第二极耳12的镍片112设置有所述压花113的位置处焊接于钢壳21的底部。
当极耳1的数量为若干个且均为第二极耳12时，若干个第二极耳12的铜基体111均部分设置于铜箔221上，其镍片112位于铜箔221的外侧。将负极片22从一端卷绕到另一端形成卷芯23，第二极耳12的镍片112超出卷芯23，且其超出部分弯折，进而若干个第二极耳12的镍片112依次叠加，相邻两个镍片112正对设置并在压花113的位置处焊接，且位于最下方的第二极耳12的镍片112在压花113的位置处焊接于钢壳21的底部。
本实施例还提供了一种锂电池的生产方法，如图13所示，该生产方法包括以下步骤：
步骤A：将至少一个极耳1部分设置于负极片22上，且将极耳1的镍片112位于负极片22的外侧；
步骤B：将负极片22从一端卷绕到另一端形成卷芯23，且将极耳1超出卷芯23的部分进行弯折；
同时，至少一个极耳1上的一个镍片112朝向钢壳21的底部设置；
步骤C:将卷芯23设置于钢壳21；
步骤D:将位于最下方的镍片112设置有压花113的位置处，通过电阻焊的方式连接于钢壳21的底部。
当极耳1仅为一个第一极耳11时，第一极耳11的镍片112朝向钢壳21的底部设置，然后将卷芯23设置于所述钢壳21内部之后，将镍片112在压花113的位置处焊接于所述钢壳21的底部。
当极耳1的数量为若干个，且若干个极耳1包括一个第一极耳11和若干个第二极耳12，第一极耳11的镍片112朝向钢壳21的底部设置，且第二极耳12的镍片112设置于第一极耳11的镍片112和钢壳21内壁之间。另外，将第一极耳11的镍片112及若干个第二极耳12的镍片112依次叠加，相邻两个镍片112正对设置并在压花113的位置处焊接，且位于最下方的第二极耳12的镍片112设置有所述压花113的位置处焊接于钢壳21的底部。
当极耳1的数量为若干个且均为第二极耳12时，若干个第二极耳12的镍片112依次叠加，相邻两个镍片112正对设置并在压花113的位置处焊接，且位于最下方的第二极耳12的镍片112在压花113的位置处焊接于钢壳21的底部。
本实施例的上述锂电池2及其生产方法，通过设置至少一个极耳1上的一个镍片112均朝向钢壳21的底部，且位于下方的极耳1的镍片112设置有压花113的位置处焊接于钢壳21的底部，便于将至少一个极耳1的镍片112焊接于钢壳21底部。同时，相比较传统采用极耳1直接焊接于钢壳21底部的方式，采用极耳1的镍片112设置有压花113的位置处焊接于钢壳21的底部的方式，避免了极耳1和钢壳21之间容易出现虚焊的情况，减少了极耳1本身的电阻。另外，相比较传统锂电池2采用镍极耳，由于金属铜的价格较为低廉，采用铜基体111复合镍片112的方式，节约了锂电池2的生产制造成本。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种极耳，其特征在于，包括铜基体(111)及复合于所述铜基体(111)上的镍片(112)；
所述镍片(112)设置在所述铜基体(111)的一端，所述镍片(112)上设置有压花(113)。
2.根据权利要求1所述的极耳，其特征在于，所述镍片(112)设置于所述铜基体(111)的一侧表面，与所述铜基体(111)形成第一铜极耳(11)；或所述镍片(112)设置于所述铜基体(111)两侧表面，形成第二铜极耳(12)。
3.根据权利要求2所述的极耳，其特征在于，所述铜基体(111)上设置有安装槽，所述镍片(112)设置于所述安装槽中，所述镍片(112)的表面与所述铜基体(111)的表面齐平。
4.一种权利要求1-3任一所述的极耳的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将所述镍片(112)放置于所述铜基体(111)的一端，并延压形成一体结构；
步骤2：将延压完成形成的一体结构，进行至少一次退火，退火环境为惰性气体或还原气体的保护环境，退火温度为700℃-900℃，退火时间为5h-24h。
5.一种锂电池，其特征在于，包括钢壳(21)和卷芯(23)，所述卷芯(23)具有至少一个权利要求1-3任一所述的极耳(1)，所述卷芯(23)设置于所述钢壳(21)内部，通过所述极耳(1)与所述钢壳(21)电阻焊连接，所述极耳(1)与所述钢壳(21)相连接的位置为所述极耳(1)上设置有所述镍片(112)的位置。
6.根据权利要求5所述的锂电池，其特征在于，所述卷芯(23)由正极片、隔膜、负极片(22)卷绕而成，所述极耳(1)部分位于所述卷芯(23)的内部与所述负极片(22)电连接，所述极耳(1)的所述镍片(112)超出所述卷芯(23)，且其超出部分弯折设置与所述钢壳(21)的底部焊接。
7.根据权利要求6所述的锂电池，其特征在于，所述极耳(1)设置为一个，所述镍片(112)设置于所述铜基体(111)上的一侧表面，形成第一铜极耳(11)，所述镍片(112)朝向所述钢壳(21)的底部设置，所述镍片(112)设置有所述压花(113)的位置处焊接于所述钢壳(21)的底部。
8.根据权利要求6所述的锂电池，其特征在于，所述极耳(1)设置为多个，其中一个所述极耳(1)的镍片(112)设置于所述铜基体(111)上的一面，形成第一铜极耳(11)，其余的所述极耳(1)的镍片(112)设置于所述铜基体(111)上的两面，形成第二铜极耳(12)；
所述第一铜极耳(11)的所述镍片(112)朝向所述钢壳(21)的底部设置，所述第二铜极耳(12)的所述镍片(112)设置于所述第一铜极耳(11)的所述镍片(112)和所述钢壳(21)底壁之间，相邻两个所述极耳(1)上镍片(112)正对设置并在所述压花(113)的位置处焊接，位于最下方的所述极耳(1)的所述镍片(112)设置有所述压花(113)的位置处焊接于所述钢壳(21)的底部。
9.根据权利要求6所述的锂电池，其特征在于，所述铜极耳(1)设置为若干个，所述镍片(112)设置于所述铜基体(111)上的两面，形成第二铜极耳(11)，若干个所述第二铜极耳(12)的所述镍片(112)依次叠加，相邻两个所述铜极耳(1)上镍片(112)正对设置并在所述压花(113)的位置处焊接，且位于最下方的所述极耳(1)的所述镍片(112)设置有所述压花(113)的位置处焊接于所述钢壳(21)的底部。
10.一种权利要求6-9任一所述的锂电池的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：将至少一个极耳(1)部分设置于负极片(22)上，且将铜极耳(1)的镍片(112)置于负极片(22)的外侧；
步骤B：将负极片(22)从一端卷绕到另一端形成卷芯(23)，且将极耳(1)超出卷芯(23)的部分进行弯折；
同时，至少一个极耳(1)上的一个镍片(112)朝向钢壳(21)的底部设置；
步骤C:将卷芯(23)设置于钢壳(21)；
步骤D:将位于最下方的所述极耳(1)的镍片(112)设置有压花(113)的位置处通过电阻焊的方式连接于钢壳(21)的底部。
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