CN111112819A - 一种叠片体极耳的焊接方法及电芯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种叠片体极耳的焊接方法，包括以下步骤：S1，预先固定叠片体的外露极耳，保留满足焊接长度要求的部分叠片体的外露极耳为第一极耳，并将多余的部分叠片体的外露极耳切除；S2，在所述第一极耳的基础上再另外焊接第二极耳，完成叠片体极耳的焊接。相比于现有技术，本发明预先对叠片体外露的极耳进行初步固定，然后只保留满足焊接长度要求的部分叠片体的外露极耳而去掉多余的极耳，进而减短了电芯与极耳相连端的长度，使得用于封装电芯主体的长度变大，可以放置相对长度更长的电芯主体；通过改变叠片体极耳的焊接方式，有效减短极耳焊接消耗的电芯高度方向的空间，由此延长电芯主体的长度，进而提高电池的能量密度。

Description

一种叠片体极耳的焊接方法及电芯

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种叠片体极耳的焊接方法及电芯。

背景技术

如今软包锂离子电池飞速发展，锂离子电池的能量密度是评估其作为动力电池的性能中非常重要的一项，如同人体的心脏跳动一般重要，就比如一辆电池动力车的性能、续航里程、可靠性都取决于其电池模组内的电池数量以及单个电池内的能量密度，假设电池的容量不够高，即使其单价再低、循环再好、安全性再高，但也会为公众所摒弃。而目前限制锂离子电池能量密度的因素有正极材料、正负极压实、极片尺寸等，常规的，电池厂家会通过增大电池的尺寸来达到电池扩容的效果，但是单纯的让电池“变胖”或是“长个”仍是存在缺陷的，有时候体积过大的电池放置需要占据过大的地方，并不易于电子产品的设计，而且就目前而言，很多电子产品已发展成熟，增大电池的体积就需要对现有的电子产品进行改进，增大了生产成本。

为此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于：通过提供一种叠片体极耳的焊接方法，通过改变叠片体极耳的焊接方式，有效减短极耳焊接消耗的电芯高度方向的空间，从而提升了电池的能量密度。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种叠片体极耳的焊接方法，包括以下步骤：

S1，预先固定叠片体的外露极耳，保留满足焊接长度要求的部分叠片体的外露极耳为第一极耳，并将多余的部分叠片体的外露极耳切除；

S2，在所述第一极耳的基础上再另外焊接第二极耳，完成叠片体极耳的焊接。

一般地，锂离子电池的长度＝顶封边长度+电芯主体长度+底封边长度。而顶封边和/或底封边的长度又与极耳的点焊尺寸息息相关，在保证其他条件不变的前提下，可以发现极耳的点焊尺寸越小，则顶封边和/或底封边的长度越小；那么，在保证电芯总长度不变的情况下，顶封边和/或底封边的长度越小，则用于封装电芯主体的长度变大，可以放置相对长度更长的电芯主体。而本发明正是通过改变极耳的点焊尺寸，即减短极耳焊接消耗的电芯高度方向的空间，由此延长电芯主体的长度，进而提高电池的能量密度。预先对叠片体外露的极耳进行初步固定，然后只保留满足焊接长度要求的部分叠片体的外露极耳去掉多余的极耳，进而减短了与极耳相连部分的一边的长度，也即是延长了电芯主体的长度，切掉的多余极耳长度即为延长电芯主体的长度；然后再在第一极耳的基础上焊接第二极耳，使得极耳的长度足够以具备导电的能力。

优选的，S1步骤中，先利用压块压平所述叠片体的外露极耳，然后再通过预焊固定所述叠片体的外露极耳。叠片体中原本存在多个长度相同的极耳，但是如果将极耳合并进行初步固定，则会出现极耳在电芯厚度方向长短不一的情况；而如果不加固极耳的位置，当裁切掉一部分极耳时，则可能还会出现极耳长度不一的情况，不利于后续的第二极耳的焊接。

优选的，所述预焊的焊印长度为2～6mm，宽度为2～6mm。更有选的，所述预焊的焊印长度为3～5mm，宽度为3～5mm。实际的焊印尺寸可以根据具体生产需要进行调节，该焊印只要可以对叠片体的极耳进行初步固定，以使得第一极耳处于固定压平状态即可。

优选的，所述预焊的焊印设置在所述第一极耳上，且所述预焊的焊印位于靠近电芯的一端。更优选的，所述预焊的焊印居中设置在所述第一极耳上，居中设置更加有助于第一极耳的平整状态而并不增加额外的固定面积。

优选的，S2步骤中，所述焊接包括超声波焊接和/或激光焊接。可以根据选择极耳材质的不同具体选择焊接的方式，采用超声波焊接或激光焊接时均可以采用点焊的方式。

优选的，所述第一极耳包括第一正极耳和第一负极耳，所述第二极耳包括与所述第一正极耳对应焊接的第二正极耳和与所述第一负极耳对应焊接的第二负极耳。

优选的，所述第二正极耳为铝极耳或铝转镍极耳中的至少一种；所述第二负极耳为镍极耳或铜镀镍极耳中的至少一种。由于正极电位高，铝薄氧化层比较致密，可以防止集流体氧化，因此第二正极耳可采用铝极耳或铝转镍极耳。而负极电位较低，为防止其氧化，可采用氧化层疏松的铜镀镍极耳或者镍极耳，另外在低电位下锂难于与铜镀镍形成嵌锂合金，而如果采用铝材质作为负极的极耳，在低电位下反而会发生锂铝合金化。因此，第二正极耳采用铝极耳或铝转镍极耳，第二负极耳采用镍极耳或铜镀镍极耳。

优选的，所述第一正极耳和所述第一负极耳分别从所述电芯的对应侧面引出。当正负极耳设置在电芯的不同的侧面时，可以同时减短顶封边和底封边的长度，进一步增长电芯主体的长度，使得电池的能量密度可以进一步提高。

本发明的目的之二在于：提供一种电芯，所述电芯包括由上述任一项所述的焊接方法制成的极耳。本发明提供的电芯，相比于现有技术，由于减短了极耳焊接消耗的电芯高度方向的空间，大大提高了电池的能量密度。

本发明的有益效果在于：

1)本发明提供一种叠片体极耳的焊接方法，包括以下步骤：S1，预先固定叠片体的外露极耳，保留满足焊接长度要求的部分叠片体的外露极耳为第一极耳，并将多余的部分叠片体的外露极耳切除；S2，在所述第一极耳的基础上再另外焊接第二极耳，完成叠片体极耳的焊接。相比于现有技术，本发明预先对叠片体外露的极耳进行初步固定，然后只保留满足焊接长度要求的部分叠片体的外露极耳而去掉多余的极耳，进而减短了电芯与极耳相连端的长度，在电芯总长度不变的情况下，使得顶封边和/或底封边的长度越小，则用于封装电芯主体的长度变大，可以放置相对长度更长的电芯主体，也即是相当于延长了电芯主体的长度；然后再在第一极耳的基础上焊接第二极耳，使得极耳的长度足够以具备导电的能力。本发明通过改变叠片体极耳的焊接方式，有效减短极耳焊接消耗的电芯高度方向的空间，由此延长电芯主体的长度，进而提高电池的能量密度。

2)本发明还提供一种电芯，相比于现有的电芯，本电芯在保证总长度不变的情况下，间接地延长了电芯主体的长度，有效提升了电池的能量密度。

3)本发明叠片体极耳的焊接方法简单，为实际的生产应用提供了可能。

附图说明

图1为最初电芯的结构示意图。

图2为本发明未切除时的结构示意图。

图3为本发明完成时的结构示意图。

图中：1-第一极耳；2-第二极耳；3-切除线；4-电芯主体；5-顶封边；6-底封边。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本发明及其有益效果作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

实施例1

如图1～3所示，一种叠片体极耳的焊接方法，包括以下步骤：

S1，先利用压块压平叠片体的外露极耳，然后通过预焊固定叠片体的外露极耳，保留满足焊接长度要求的部分叠片体的外露极耳为第一极耳1，预焊的焊印居中设置在第一极耳1上且位于靠近电芯的一端，焊印的长度为2～6mm，焊印的宽度为2～6mm，具体的焊印大小可以根据具体的生产需要进行调节，保证第一极耳1处于压平状态即可，优选的，焊印的长度为3～5mm，焊印的宽度为3～5mm；然后将多余的部分叠片体的外露极耳切除，可采用切刀进行切除，图1中的标号3即为切除线3，从此处对叠片体的外露极耳进行切出。

S2，接着，在第一极耳1的基础上再另外焊接第二极耳2；其中，第一极耳1包括第一正极耳和第一负极耳，第一正极耳和第一负极耳为常规极耳材质，第一正极耳和第一负极耳从电芯的同一侧面引出，通过缩短顶封边的长度进而延长电芯主体4的长度；第二极耳2包括与第一正极耳对应焊接的第二正极耳和与第一负极耳对应焊接的第二负极耳，第二正极耳可采用铝极耳，第二负极耳可采用铜镀镍极耳；第二极耳2可采用超声波焊接和/或激光焊接于第一极耳1上，根据选择极耳材质的不同具体选择焊接的方式，完成叠片体极耳的焊接。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例的第一正极耳和第一负极耳可以分别从电芯的对应侧面引出。通过将第一正负极耳设置在电芯的不同的侧面时，可以同时减短顶封边5和底封边6的长度，进一步增长电芯主体4的长度，使得电池的能量密度可以进一步提高。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例3

一种电芯，包括由实施例1中的叠片体极耳的焊接方法所得到的极耳。将镍钴锰酸锂、碳纳米管和聚偏氟乙烯按质量比96.5：2：1.5混合制成正极浆料，并将正极浆料涂覆在正极集流体铝箔上，经辊压、分切后制成正极片；将碳材料、科琴黑和丁苯橡胶按质量比96:2:2混合制成负极浆料，并将负极浆料涂覆在负极集流体铜箔上，经辊压、分切后制成负极片；然后将将正极片、隔离膜和负极片依次层叠后制成裸电芯；电芯的其余设置参考常规的设置，这里不再赘述。

实施例4

与实施例3不同的是，本实施例的电芯包括由实施例2中的叠片体极耳的焊接方法所得到的极耳。

其余同实施例3，这里不再赘述。

对比例1

一种电芯，包括常规的叠片体极耳，该极耳的焊接方法亦为常规的焊接方法。

将实施例3～4和对比例1中的电芯通过封装、化成、二封等后续工序制成锂电池，然后再分别进行检测，检测结果如表1。

表1锂电池的性能测试结果

由表1的测试结果中可以看出，实施例3～4相比于常规的对比例1，其能量密度和500周循环容量保持率均有较大的提升，这主要得益于本发明相对的增加了电芯主体的长度，即是加长了极片的尺寸，在保持其他条件不变的前提下，有效提升了锂离子电池的能量密度。

根据上述说明书的揭示和教导，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种叠片体极耳的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，预先固定叠片体的外露极耳，保留满足焊接长度要求的部分叠片体的外露极耳为第一极耳，并将多余的部分叠片体的外露极耳切除；

S2，在所述第一极耳的基础上再另外焊接第二极耳，完成叠片体极耳的焊接。

2.根据权利要求1所述的一种叠片体极耳的焊接方法，其特征在于，S1步骤中，先利用压块压平所述叠片体的外露极耳，然后再通过预焊固定所述叠片体的外露极耳。

3.根据权利要求2所述的一种叠片体极耳的焊接方法，其特征在于，所述预焊的焊印长度为2～6mm，宽度为2～6mm。

4.根据权利要求2所述的一种叠片体极耳的焊接方法，其特征在于，所述预焊的焊印设置在所述第一极耳上，且所述预焊的焊印位于靠近电芯的一端。

5.根据权利要求1所述的一种叠片体极耳的焊接方法，其特征在于，S2步骤中，所述焊接包括超声波焊接和/或激光焊接。

6.根据权利要求1所述的一种叠片体极耳的焊接方法，其特征在于，所述第一极耳包括第一正极耳和第一负极耳，所述第二极耳包括与所述第一正极耳对应焊接的第二正极耳和与所述第一负极耳对应焊接的第二负极耳。

7.根据权利要求6所述的一种叠片体极耳的焊接方法，其特征在于，所述第二正极耳为铝极耳或铝转镍极耳中的至少一种；所述第二负极耳为镍极耳或铜镀镍极耳中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的一种叠片体极耳的焊接方法，其特征在于，所述第一正极耳和所述第一负极耳分别从所述电芯的对应侧面引出。

9.一种电芯，其特征在于，包括由权利要求1～8任一项所述的焊接方法制成的极耳。

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