CN110970674A - 锂电池保护板及锂电池 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种锂电池保护板及锂电池，其中锂电池保护板，包括：FPC软板；所述FPC软板厚度方向的一侧设置有电子元器件；所述FPC软板包括铜皮；所述铜皮的一侧延伸设置有两个延伸铜皮，两个所述延伸铜皮分别用于连接电池电芯的正、负极极耳；所述延伸铜皮和所述铜皮一体成型；旨在解决现有的锂电池保护板存在主板放置电子元器件的区域不足，进而导致电池保护板的生产成本较高的问题。

Description

锂电池保护板及锂电池
技术领域
本发明涉及到电池的技术领域，特别是涉及到一种锂电池保护板及锂电池。
背景技术
锂电池保护板通常包括：主板，主板上通过回流焊等方式固定有两个转接镍片，两个转接镍片用于连接电池电芯的正、负极极耳，通常，锂电池保护板转接镍片的长度为4mm-8mm，由于转接镍片通过回流焊等方式固定于主板上，为了将镍片更加稳固的固定于主板上，通常增加转接镍片和主板的接触面积来增加镍片稳固性，故将镍片焊接于主板设置电子元器件的一面上，这样一来转接镍片占用了部分主板的空间，进而导致主板的尺寸空间不足造成电子元器件放不下或是放下后线路走不通等问题。针对此问题通常是增加板层来放置电子元器件，由2层增加到4层或由4层增加到6层，以此类推，以使通过增加板层电路，解决线路不通；通过增加板层，放下足够的电子元器件。但是通过增加的板层的方法来增加放置电子元器件的区域，都会带动成本增加，同时增加生产工艺与检测难度。因此现有的锂电池保护板存在主板放置电子元器件的区域不足，进而导致电池保护板的生产成本较高的问题。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种锂电池保护板及锂电池，旨在解决现有的锂电池保护板存在主板放置电子元器件的区域不足，进而导致电池保护板的生产成本较高的问题。
本发明提出一种锂电池保护板，包括：FPC软板；所述FPC软板厚度方向的一侧设置有电子元器件；所述FPC软板包括铜皮；所述铜皮的一侧延伸设置有两个延伸铜皮，两个所述延伸铜皮分别用于连接电池电芯的正、负极极耳；所述延伸铜皮和所述铜皮一体成型。
进一步，所述延伸铜皮远离所述铜皮朝向延伸方向凸出3毫米-6毫米设置，且所述延伸铜皮的宽度取值为4毫米-8毫米。
进一步，所述延伸铜皮的厚度取值为0.05毫米-0.2毫米。
进一步，还包括补强板，所述设置于所述FPC软板远离所述电子元器件的一面。
进一步，所述补强板的厚度为0.2毫米-0.8毫米。
进一步，所述FPC软板的一端设设置有连接器。
进一步，还包括加强板，所述加强板设置于所述FPC软板远离所述连接器的一面。
进一步，所述加强板的厚度设置为0.1毫米-0.4毫米。
一种锂电池，包括电芯以及以上所述的锂电池保护板，两个所述延伸铜皮通过焊接分别固定于所述电芯的正、负极极耳。
进一步，所述延伸铜皮和所述电芯的极耳通过光纤激光焊接器焊接固定。
本发明带来的有益效果：本发明采用的是在铜皮延伸出两个延伸铜皮，分别用于连接电池电芯的正、负极极耳；相比于现有的技术方案，本发明取消了焊接的镍片，取而代之的是与铜皮一体成型的延伸铜皮；由于取消了焊接的镍片，故将镍片和铜皮接触的部位空置出来，空置出来的空间可以用于安装电子元器件，进而增加了电子元器件的放置空间，进而可以减少保护板的层结构，进而降低了生产的成本；此外，取消了原本焊接的镍片，延伸铜皮和铜皮一体成型，减少了生产的工艺，进而减少了保护板的生产成本；且延伸铜皮为铜材制成，铜材料具有较好的延展性，故本发明提供的延伸铜皮能够达到5-15次折弯，因此延伸铜皮在实际装配中不易断裂；因此本发明提供的保护板解决了现有的锂电池保护板存在主板放置电子元器件的区域不足，进而导致电池保护板的生产成本较高的问题，达到了节省人力及自动化设备，提高生产效率，降低生产成本的效果。此外，本发明另一方面提供一种锂电池，具有以上保护板所有的优点，具有生产成本低的优点。
附图说明
图1为本发明中锂电池保护板的结构示意图；
图2为本发明中锂电池保护板另一视角的结构示意图；
图3为本发明中预设图案的示意图。
图中：1、加强板；2、铜皮；3、延伸铜皮；4、补强板；5、电子元器件；6、连接器。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
结合图1和图2，一种锂电池保护板，包括：FPC软板；FPC软板厚度方向的一侧设置有电子元器件5；FPC软板包括铜皮；铜皮2的一侧延伸设置有两个延伸铜皮3，两个延伸铜皮3分别用于连接电池电芯的正、负极极耳；所述延伸铜皮和所述铜皮一体成型。
在本实施例中，铜皮2厚度方向的一侧设置有绝缘材料，绝缘材料设置为软材，电子元器件5焊接于铜皮2远离绝缘材料的一侧上，铜皮2设置有电子元器件5的一侧远离电子元器件的端部也设置有绝缘材料；铜皮2的长度根据电池电芯的大小来设置，两个延伸铜皮3间隔的位置取决于电池电芯两个极耳之间的间距，且两个延伸铜皮3分别为“B+”与“B-”两个极性，“B+”与“B-”极性位置取决于电芯正、负极位置；延伸铜皮3与FPC软板处于同一平面上，在其他的实施例中，延伸铜皮3还可以设置为与FPC软板垂直；本发明采用的是在铜皮2延伸出两个延伸铜皮3，分别用于连接电池电芯的正、负极；相比于现有的技术方案，本发明取消了焊接的镍片，取而代之的是与铜皮2一体成型的延伸铜皮3；由于取消了焊接的镍片，故将镍片和铜皮2回流焊的部位空置出来，空置出来的空间可以用于安装电子元器件5，进而增加了电子元器件5的放置空间，进而可以减少保护板的层结构，进而降低了生产的成本；此外，取消了原本焊接的镍片，延伸铜皮3和铜皮2一体成型，无需另外焊接转接镍片，减少了生产的工艺，进而减少了保护板的生产成本；延伸铜皮3为铜材料制成，铜材料具有较好的延展性，故本发明提供的保护板的延伸铜皮3能够达到5-15次折弯的效果，因此延伸铜皮3在实际装配中不易断裂；因此本发明提供的保护板解决了现有的锂电池保护板存在主板放置电子元器件5的区域不足，进而导致电池保护板的生产成本较高的问题，达到了节省人力及自动化设备，提高生产效率，降低生产成本的效果。
在一实施例中，延伸铜皮3朝向延伸方向凸出3毫米-6毫米设置，且延伸铜皮3的宽度取值为4毫米-8毫米。
在本实施例中，延伸铜皮3的长宽和厚度具体的根据电池电芯的大小来设置，在本实施例中，凸出铜皮2的长度为5毫米，使延伸铜皮3有足够的长度和电池的电芯焊接，使延伸铜皮3和电芯更够较好的焊接在一起。
在一实施例中，延伸铜皮3的厚度取值为0.05毫米-0.2毫米。
在本实施例中，延伸铜皮3的厚度和铜皮2的厚度一致，均为0.2毫米；此厚度的延伸铜皮3可以使延伸铜皮3和电池极耳焊接时激光不打穿延伸铜皮3，同时，不要影响整个锂电池保护板在电池内部占用的空间。
在一实施例中，还包括补强板4，设置于FPC软板远离电子元器件5的一面。
在本实施例中，补强板4由玻纤材料制成，补强板4隔着软板设置于铜皮2远离电子元器件5的一面，设置补强板4加强保护板的结构强度，补强板4的长度根据电池电芯的大小来设置，一般地，补强板4的长度与电池电芯的宽度一致。
在一实施例中，补强板4的厚度为0.2毫米-0.8毫米。
在本实施例中，补强板4设置为0.8毫米，能够很好的起到增强保护板的作用，同时，避免补强板4过厚，影响整个保护板的体积，使在安装于电池电芯后，结构更加紧凑；在实际生产的过程中，补强板4的厚度根据需要设置不同的数值。
在一实施例中，FPC软板的一端设置有连接器6。
在本实施例中，FPC软板的一端朝向延伸铜皮的一侧延伸设置有安装板，安装板和FPC软板一体成型，安装板与延伸铜皮3设置于铜皮2的同一侧，且安装板凸出铜皮2的长度设置为2厘米，安装板安装连接器6，连接器6用于连接其他的部件；安装板的朝向可以根据实际需求，将其设置于FPC软板远离延伸铜皮3的一侧。
在一实施例中，还包括加强板1，加强板1设置于FPC软板远离连接器6的一面。
在本实施例中，加强板1为钢片或玻纤板制成，设置加强板1加强了连接器6处FPC软板的硬度。
在一实施例中，加强板1的厚度设置为0.1毫米-0.4毫米，
在本实施例中，加强板1的厚度设置为0.2毫米，这个范围设置的加强板1厚度适中，有效加强连接器6所处的强度，又不会导致FPC软板厚度过大。
一种锂电池，包括电芯以及以上所述的锂电池保护板，两个延伸铜皮3通过焊接分别固定于电芯的正、负极极耳。
在本实施例中，正极极耳材质为铝，负极极耳材质为镍，极耳长度4毫米-8毫米，宽度4毫米-8毫米，正极极耳和负极极耳的厚度根据放电倍率不同分别为0.08毫米与0.1毫米。由于本发明提供的锂电池包括以上所述的保护板，因此锂电池具有以上所述保护板所有的优点，具有生产成本低等的优点。
在一实施例中，延伸铜皮3和所述电芯的极耳通过光纤激光焊接器焊接固定。
在本实施例中，光纤激光焊接器是将高能激光束耦合进入光纤，远距离传输后，通过准直镜准直为平行光，再聚焦于工件上实施焊接的一种激光焊接设备。光纤激光焊接器发射出的发射激光将异种金属瞬间融化，融化后的金属融合在一起，实现将异质金属焊接在一起，采用光纤激光焊接器焊接，铝片与铜片焊接后平均剥离力达到10-15N，镍片与铜片焊接后平均剥离力达到10-25N，也就是电芯的正极和锂电池保护板焊接后平均剥离力达到10-15N，电芯的负极和锂电池保护板焊接后平均剥离力达到10-25N进而使电池的极耳和保护板焊接得更加牢固。
以上光纤激光焊接器将电池的极耳和保护板焊接形成以上所述的锂电池，包括以下步骤：
S1、将两个延伸铜皮3分别对应一个电芯的正、负极极耳重叠；
S2、光纤激光焊接器根据预设图案向延伸铜皮3和电芯的极耳的重合处发射激光；
S3、发射激光将延伸铜皮3和电芯的极耳融化，融化的延伸铜皮3和电芯的极耳融合，冷却后取出焊接好的电池。
上述步骤S1中包括：光纤激光焊接器的机械手将锂电池保护板放到治具的卡槽内，治具卡槽的长度方向的两端设置有定位块，前后有凸起定位。保护板装上治具后上下及左右都定位，能很好保持水平及焊接精度；将电芯放入治具内，治具的左边有弹簧活动块，底部也设置有弹簧活动块。在弹簧活动块的互相配合的作用下，电芯本体与治具内壁贴合很好，电芯在治具内不会有窜动现象，固定位置及精度能控制在0.1-0.3mm。将压爪放平，通过固定在治具底部的强磁铁吸住压爪，使压爪向下保持一定压力，压爪下面是电芯极耳，电芯极耳下面是延伸铜皮3，延伸铜皮3下面是焊接铜柱(值得一提的是，电芯极耳和延伸铜皮3为上下层的关系，根据不同的要求，也可以将延伸铜皮放置在电芯极耳上面)。强磁铁产生的磁力能保证焊接时不会上下及左右松动，很好的保证了焊接质量。
上述步骤S2中包括：光纤激光焊接器接收到发射激光的信号，朝向电芯极耳处发射激光；预设图案在计算机设备终端上进行设置，植入光纤激光焊接器的主机上，用户可以根据需要选择发射激光的路径来选择预设图案。
上述步骤S3中，发射激光穿过准直器后被校准成一条直线后照射到极耳的表面并穿过电芯极耳，并打到延伸铜皮3的表面，极耳及延伸铜皮3表面部分融化，融化的极耳以及延伸铜皮3瞬间融合，冷却后，光纤激光焊接器的控制系统控制机械手将电池取出。
如图3所示，上述的预设图案至少包括：螺旋形、波浪形以及螺纹形。
在本实施例中，预设图案为非点式图案，增加激光照射到电芯极耳的面积，进而增大了极耳和延伸铜皮3的焊接部位，进而增强极耳和延伸铜皮3之间的强度；值得一提的是，预设图案不仅限于以上所述的三种。
在一实施例中，上述的发射激光的波长为1064纳米；光纤激光焊接器的脉冲宽度为10ns-500ns，频率1khz-1000khz。。
在本实施例中，根据电芯极耳的材质以及厚度设置发射激光的能量，以使发射激光恰好将电芯极耳3击穿，又不至于将整个延伸铜皮3和极耳的重合处击穿，使焊接效果更好，进一步提高了电池的稳定性。
本发明实施的原理为：本发明采用的是在铜皮2延伸出两个延伸铜皮3，用于连接电池电芯的正、负极；相比于现有的技术方案，本发明取消了焊接的镍片，取而代之的是与铜皮2一体成型的延伸铜皮3；由于取消了焊接的镍片，故将镍片和铜皮2焊接的部位空置出来，空置出来的空间可以用于安装电子元器件5，进而增加了电子元器件5的放置空间，进而可以减少保护板的层结构，进而降低了生产的成本；此外，取消了原本焊接的镍片，延伸铜皮3和铜皮2一体成型，减少了生产的工艺，进而减少了保护板的生产成本；且铜皮2为铜材制成，铜材料具有较好的延展性，故本发明提供的延伸铜皮3能够达到5-15次折弯，因此延伸铜皮3在实际装配中不易断裂；因此本发明提供的保护板解决了现有的锂电池保护板存在主板放置电子元器件5的区域不足，进而导致电池保护板的生产成本较高的问题，达到了节省人力及自动化设备，提高生产效率，降低生产成本的效果。此外，本发明另一方面提供一种锂电池，具有以上保护板所有的优点，具有生产成本低的优点；本发明另一方面提供一种焊接工艺，用于焊接电池电芯和上述的保护板，以形成以上所述的锂电池；具有快速焊接，且焊接效果佳的优点。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种锂电池保护板，其特征在于，包括：FPC软板；所述FPC软板厚度方向的一侧设置有电子元器件；
所述FPC软板包括铜皮；
所述铜皮的一侧延伸设置有两个延伸铜皮，两个所述延伸铜皮分别用于连接电池电芯的正、负极极耳；所述延伸铜皮和所述铜皮一体成型。
2.根据权利要求1所述的锂电池保护板，其特征在于，所述延伸铜皮朝向延伸方向凸出3毫米-6毫米设置，且所述延伸铜皮的宽度取值为4毫米-8毫米。
3.根据权利要求1所述的锂电池保护板，其特征在于，所述延伸铜皮的厚度取值为0.05毫米-0.2毫米。
4.根据权利要求1所述的锂电池保护板，其特征在于，还包括补强板，所述补强板设置于所述PFC板远离所述电子元器件的一面。
5.根据权利要求4所述的锂电池保护板，其特征在于，所述补强板的厚度为0.2毫米-0.8毫米。
6.根据权利要求1所述的锂电池保护板，其特征在于，所述FPC软板的一端设置有连接器。
7.根据权利要求6所述的锂电池保护板，其特征在于，还包括加强板，所述加强板设置于所述FPC软板远离所述连接器的一面。
8.根据权利要求7所述的锂电池保护板，其特征在于，所述加强板的厚度设置为0.1毫米-0.4毫米。
9.一种锂电池，其特征在于，包括电芯以及权利要求1-8任意一项所述的锂电池保护板，两个所述延伸铜皮通过焊接的方式分别固定于所述电芯的正、负极极耳。
10.根据权利要求9所述的一种锂电池，其特征在于，所述延伸铜皮和所述电芯的极耳通过光纤激光焊接器焊接固定。
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