CN111682153A - 极耳焊接结构、电池及电子产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种极耳焊接结构、电池及电子产品，其中，极耳焊接结构包括极耳和待焊接件，待焊接件通过激光焊接方式与极耳焊接在一起，以使极耳表面或待焊接件表面形成焊印结构，焊印结构包括印底和多个凸出部，印底为带状结构，多个凸出部形成于印底上，且凸出部凸向背离待焊接件的一侧；相邻的凸出部之间形成凹陷部，且多个凸出部与多个凹陷部在印底的长度方向上交替排列。本发明的极耳焊接结构能够避免出现虚焊或过焊的问题。

Description

极耳焊接结构、电池及电子产品

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种极耳焊接结构、电池及电子产品。

背景技术

随着科学技术的发展，电子产品越来越多的进入到人们生活的方方面面，而电子产品的正常使用离不开电池，其中，锂离子电池因其具有能量密度高、环境友好等优点，在各领域的电子产品中得到了广泛的应用，并且随着电动汽车技术的发展，锂离子电池在电动汽车领域中的应用也备受瞩目，随着锂离子电池的应用越来越广泛，锂离子电池自身的质量和安全性能受到了越来越多的关注。

在传统的锂电池中，极耳与极片之间大多采用超声波焊接的焊接方式进行连接，然而，超声波焊接是一种加压接触摩擦的焊接方式，存在焊头和焊座的磨损以及需要定期更换的麻烦，且焊接过程中容易出现虚焊以及过焊的问题；如今，为了提升锂离子电池自身的质量和安全性能，在锂电池中，极耳与极片之间的焊接方式已经由传统的超声波焊接方式转变为激光焊接方式，由于激光焊接是一种非接触式焊接方式，因此，可以消除焊头焊座的磨损问题，且能够避免出现虚焊或过焊的问题。在将极耳与极片进行焊接时，在极耳与极片之间通常会形成焊印。

然而，在现有的极耳与极片进行激光焊的过程中，会产生虚焊或过焊的问题，使得形成的焊印会导致极耳与极片之间连接不可靠，或焊印会刺穿极片上的隔膜的现象发生。

发明内容

本发明提供一种极耳焊接结构、电池及电子产品，其中，极耳焊接结构能够避免出现虚焊或过焊的现象。

第一方面，本发明提供一种极耳焊接结构，包括极耳和待焊接件，待焊接件通过激光焊接方式与极耳焊接在一起，以使极耳表面或待焊接件表面形成焊印结构；

焊印结构包括：

印底，印底为带状结构；

多个凸出部，多个凸出部形成于印底上，且凸出部凸向背离待焊接件的一侧；相邻的凸出部之间形成凹陷部，且多个凸出部与多个凹陷部在印底的长度方向上交替排列。

作为一种可选的实施方式，待焊接件为极片的集流体，集流体表面形成焊印结构；

或，待焊接件为锂离子电池的金属壳体，极耳表面或金属壳体表面形成焊印结构

作为一种可选的实施方式，印底的长度大于或等于100μm，印底的宽度小于或等于50μm。

作为一种可选的实施方式，多个凸出部的凸出高度各不相等。

作为一种可选的实施方式，凸出部的凸出高度小于或等于30μm。

本发明提供的极耳焊接结构，包括极耳和待焊接件，待焊接件通过激光焊接方式与极耳焊接在一起，以使极耳表面或待焊接件表面形成焊印结构，焊印结构包括印底和多个凸出部，印底为带状结构，多个凸出部形成于印底上，且凸出部凸向背离待焊接件的一侧；相邻的凸出部之间形成凹陷部，且多个凸出部与多个凹陷部在印底的长度方向上交替排列，其中，印底的长度大于或等于100μm，印底的宽度大于或等于50μm，凸出部的凸出高度小于或等于30μm，从而能够避免出现虚焊或过焊的问题，由于待焊接件为极片的集流体，集流体表面形成焊印结构，从而能够防止极耳与待焊接件之间连接不可靠，或焊印会刺穿极片上的隔膜的现象发生。

作为一种可选的实施方式，印底呈矩形。

作为一种可选的实施方式，凸出部的根部的横截面尺寸大于凸出部的顶部的横截面尺寸。

作为一种可选的实施方式，极耳表面或待焊接件表面形成多个焊印结构，多个焊印结构沿着待焊接件的轴向间隔分布在待焊接件上，且相邻的两个焊印结构之间的间距大于或等于50μm。

第二方面，本发明提供一种电池，包括外壳和电芯，电芯位于外壳内，且电芯包括上述的极耳焊接结构。

本发明提供的电池，包括外壳和电芯，电芯包括极耳焊接结构，其中，极耳焊接结构包括极耳和待焊接件，待焊接件通过激光焊接方式与极耳焊接在一起，以使极耳表面或待焊接件表面形成焊印结构，焊印结构包括印底和多个凸出部，印底为带状结构，多个凸出部形成于印底上，且凸出部凸向背离待焊接件的一侧；相邻的凸出部之间形成凹陷部，且多个凸出部与多个凹陷部在印底的长度方向上交替排列，其中，印底的长度大于或等于100μm，印底的宽度大于或等于50μm，凸出部的凸出高度小于或等于30μm，从而能够避免出现虚焊或过焊的问题，由于待焊接件为极片的集流体，集流体表面形成焊印结构，从而能够防止极耳与极片之间连接不可靠，或焊印会刺穿极片上的隔膜的现象发生，从而能够提升电池的安全性能。

第三方面，本发明一种电子产品，包括上述的电池。

本发明提供的电子产品包括电池，电池包括外壳和电芯，电芯包括极耳焊接结构，其中，极耳焊接结构包括极耳和待焊接件，待焊接件通过激光焊接方式与极耳焊接在一起，以使极耳表面或待焊接件表面形成焊印结构，焊印结构包括印底和多个凸出部，印底为带状结构，多个凸出部形成于印底上，且凸出部凸向背离待焊接件的一侧；相邻的凸出部之间形成凹陷部，且多个凸出部与多个凹陷部在印底的长度方向上交替排列，其中，印底的长度大于或等于100μm，印底的宽度大于或等于50μm，凸出部的凸出高度小于或等于30μm，从而能够避免出现虚焊或过焊的问题，由于待焊接件为极片的集流体，集流体表面形成焊印结构，从而能够防止极耳与极片之间连接不可靠，或焊印会刺穿极片上的隔膜的现象发生，因此，提升了电池的安全性能，进而提升了电子产品的安全性能，提升了电子产品的使用性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的极耳焊接结构中的极耳和极片焊接后极片侧的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的极耳焊接结构中的极耳和极片焊接后极耳侧的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的极耳焊接结构中的焊印结构的剖视图；

图4为本发明实施例提供的极耳焊接结构中的焊印结构的显微镜图。

附图标记说明：

1-极耳；

2-待焊接件；

3-焊印结构；

31-印底；

32-凸出部；

33-凹陷部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

随着科学技术的发展，电子产品越来越多的进入到人们生活的方方面面，而电子产品的正常使用离不开电池，其中，锂离子电池因其具有能量密度高、环境友好等优点，在各领域的电子产品中得到了广泛的应用，并且随着电动汽车技术的发展，锂离子电池在电动汽车领域中的应用也备受瞩目，随着锂离子电池的应用越来越广泛，锂离子电池自身的质量和安全性能受到了越来越多的关注。

在传统的锂电池中，极耳与极片之间大多采用超声波焊接的焊接方式进行连接，然而，超声波焊接是一种加压接触摩擦的焊接方式，存在焊头和焊座的磨损以及需要定期更换的麻烦，且焊接过程中容易出现虚焊以及过焊的问题；如今，为了提升锂离子电池自身的质量和安全性能，在锂电池中，极耳与极片之间的焊接方式已经由传统的超声波焊接方式转变为激光焊接方式，由于激光焊接是一种非接触式焊接方式，因此，可以消除焊头焊座的磨损问题，且能够避免出现虚焊或过焊的问题。在将极耳与极片进行焊接时，在极耳与极片之间通常会形成焊印。

然而，在现有的极耳与极片进行激光焊的过程中，会产生虚焊或过焊的问题，使得形成的焊印会导致极耳与极片之间连接不可靠，或焊印会刺穿极片侧的隔膜。

由此，本发明实施例提供一种极耳焊接结构、电池及电子产品，能够避免出现虚焊或过焊的问题，提升电池和电子产品的安全性能。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例一

图1为本发明实施例提供的极耳焊接结构中的极耳和极片焊接后极片侧的结构示意图。图2为本发明实施例提供的极耳焊接结构中的极耳和极片焊接后极耳侧的结构示意图。图3为本发明实施例提供的极耳焊接结构中的焊印结构的剖视图。图4为本发明实施例提供的极耳焊接结构中的焊印结构的正视方向的显微镜图。

如图1至图4所示，本发明实施例一提供一种极耳焊接结构，包括极耳1和待焊接件2，待焊接件2通过激光焊接方式与极耳1焊接在一起，以使极耳1表面或待焊接件2表面形成焊印结构3；焊印结构3包括印底31和多个凸出部32，印底为31带状结构，多个凸出部32形成于印底31上，且凸出部32凸向背离待焊接件的一侧；相邻的凸出部32之间形成凹陷部33，且多个凸出部32与多个凹陷部33在印底31的长度方向上交替排列。

可选的，带状结构的延伸方向与极耳1的长度方向一致，或，带状结构的延伸方向与极耳的长度方向之间具有夹角，且夹角在20°-90°之间。

在本实施例的具体的实施方式中，带状结构的延伸方向与极耳1的长度方向一致。

可选的，待焊接件2为极片的集流体，集流体表面形成焊印结构3，或，待焊接件2为锂离子电池的金属壳体，极耳1表面或金属壳体表面形成焊印结构3。

在本实施例中，待焊接件2为极片的集流体，集流体表面形成焊印结构3。

具体是，极片包括集流体和涂覆在集流体表面的活性物质层，为了将极耳1与极片的集流体进行焊接，需要在集流体表面预留未涂覆活性物质层的空箔区，或者，去除集流体表面部分区域的活性物质层以使集流体裸露出来，裸露的集流体表面即为空箔区，集流体表面覆盖有活性物质层的区域即为涂覆区，通常情况下，正极片的集流体为铝箔，负极片的集流体为铜箔。

本实施例提供的极耳焊接结构包括极耳1和极片，极片通过激光焊接的焊接方式焊接在极耳1上，以使极片表面形成焊印结构3，从而能够防止焊印结构3刺穿极耳1的隔膜，提升了本实施例提供的极耳焊接结构的安全性能。

为了将极耳1与极片进行可靠连接，在本实施例中，印底31的长度大于或等于100μm，印底31的宽度大于或等于50μm。

这样，通过分别对印底31的长度的最小值和印底31的宽度的最小值进行限定，能够防止印底31的长度和宽度过小产生虚焊的问题，从而使得极耳1与极片连接得更为可靠。

在一些实施例中，多个凸出部32的凸出高度各不相等。

在本实施例的具体的实施方式中，凸出部32的凸出高度小于或等于30μm。

这样，通过对凸出部32的凸出高度的最大值进行限定，能够防止凸出部32的凸出高度过大刺穿极片侧的隔膜。

作为一种可选的实施方式，印底31呈矩形。

需要说明的是，印底31的形状与激光焊接的具体参数和行走轨迹有关，在此，对印底31的其他形状不进行赘述。

为了进一步保证极片侧隔膜的完整性，凸出部32的根部的横截面尺寸大于凸出部32的顶部的横截面尺寸。

因此，能够确保凸出部32的顶部的体积小于凸出部32的根部的体积，能够避免由于凸出部32的顶部的体积过大撑破极片侧的隔膜。

在本实施例中，极片的空箔区通过激光焊接的焊接方式焊接在极耳1上，以将极耳1与极片固定连接，焊印结构3形成于空箔区上，且印底31的一端与空箔区相连，多个凸出部32形成于印底31的另一端上。

这样，激光焊接是从空箔区背离极耳1的一侧表面进行焊接，因此，焊印结构3只是形成在空箔区背离极耳1的一侧表面，极耳1背离空箔区的一侧表面则保持极耳1原有的表面，亦即，极耳1背离空箔区的一侧表面原有的平整度不会因为焊接而受到影响，从而能够避免极耳1表面在焊接过程中形成对隔膜不利的结构。

可选的，极耳1与空箔区的连接处形成多个焊印结构3，多个焊印结构3沿着空箔区的轴向间隔分布在空箔区上，且相邻的两个焊印结构3之间的间距大于或等于50μm。

这样，通过对两个焊印结构3之间的间距的最小值进行限定，能够防止两个焊印结构3之间的间距过小产生过焊的问题。

具体实现时，首先将极耳1的一端与极片的空箔区搭接并贴合，例如，可以通过下压夹具或者吸附夹具使极片的空箔区与极耳1紧密贴合，避免贴合不紧导致极片被焊穿的情况；然后设置好激光焊接设备的工艺参数后，使激光焊接设备从空箔区背离极耳1的一侧表面对极耳1和极片进行脉冲打点焊接，以在空箔区背离极耳1的一侧表面形成焊印结构3，而在极耳1背离空箔区的一侧表面没有焊印。

本实施例提供的极耳焊接结构，包括极耳1和极片，极片通过激光焊接的焊接方式焊接在极耳1上，以使极片表面形成焊印结构3；焊印结构3包括印底31和多个凸出部32，印底为31带状结构，多个凸出部32形成于印底上，且凸出部32凸向背离极片的一侧；相邻的凸出部32之间形成凹陷部33，且多个凸出部32与多个凹陷部33在印底31的长度方向上交替排列，其中，印底31的长度大于或等于100μm，印底31的宽度大于或等于50μm，凸出部32的凸出高度小于或等于30μm，相邻的两个焊印结构3之间的间距大于或等于50μm。从而能够防止出现虚焊或过焊的问题，使得极耳1与极片连接牢靠，且能够防止焊印结构3刺穿极片侧的隔膜。

实施例二

本发明实施例二提供一种电池，包括外壳和电芯，电芯位于外壳内，且电芯包括上述的极耳焊接结构。

其中，电芯可以为卷绕式电芯，也可以为叠片式电芯；极片可以为正极片，也可以为负极片。极片包括基地层和涂覆在基底层表面的活性层，为了将极耳与极片的基底层进行焊接，需要去除基底层表面部分区域的活性层以使基底层裸露出来，基底层表面去除活性层的区域即为空箔区，基底层表面覆盖有活性层的区域即为涂覆区，通常情况下，正极片的基底层为铝箔，负极片的基底层为铜箔。

具体的，卷绕式电芯包括正极片、负极片以及将正极片和负极片隔开的隔膜；正极片上焊接有正极耳，负极片上焊接有负极耳；卷绕过程中正极片、隔膜以及负极片从卷绕首端开始朝同一方向卷绕并最终形成卷绕式电芯。

叠片式电芯包括正极片、负极片以及将正极片与负极片隔开的隔膜；正极片上焊接有正极耳，负极片上焊接有负极耳；加工过程中将正极片与负极片交替层叠设置，同时在相邻两个正极片与负极片之间叠设隔膜并最终形成卷绕式电芯。

可选的，本实施例提供的电池可以为锂电池。在此，对电池的其他类型不作具体限定。

本实施例提供的电池包括外壳以及容置于外壳内的电芯，电芯包括实施例一提供的极耳焊接结构，极耳焊接结构包括极耳1和极片，极片通过激光焊接的焊接方式焊接在极耳1上，以使极片表面形成焊印结构3；焊印结构3包括印底31和多个凸出部32，印底为31带状结构，多个凸出部32形成于印底上，且凸出部32凸向背离极片的一侧；相邻的凸出部32之间形成凹陷部33，且多个凸出部32与多个凹陷部33在印底31的长度方向上交替排列，其中，印底31的长度大于或等于100μm，印底31的宽度大于或等于50μm，凸出部32的凸出高度小于或等于30μm，相邻的两个焊印结构3之间的间距大于或等于50μm。从而能够防止出现虚焊或过焊的问题，使得极耳1与极片连接牢靠，且能够防止焊印结构3刺穿极片侧的隔膜。因此，能够提升本实施例提供的电池的安全性。

实施例三

本发明实施例三提供一种电子产品，包括实施例二提供的电池。

需要说明的是，本实施例提供的电子产品可以是手机、平板电脑等。在此，对电子产品的类型不作具体限定。

本实施例提供的电子产品，包括电池，电池包括外壳以及容置于外壳内的电芯，电芯包括实施例一提供的极耳焊接结构，极耳焊接结构包括极耳1和极片，极片通过激光焊接的焊接方式焊接在极耳1上，以使极片表面形成焊印结构3；焊印结构3包括印底31和多个凸出部32，印底为31带状结构，多个凸出部32形成于印底上，且凸出部32凸向背离极片的一侧；相邻的凸出部32之间形成凹陷部33，且多个凸出部32与多个凹陷部33在印底31的长度方向上交替排列，其中，印底31的长度大于或等于100μm，印底31的宽度大于或等于50μm，凸出部32的凸出高度小于或等于30μm，相邻的两个焊印结构3之间的间距大于或等于50μm。从而能够防止出现虚焊或过焊的问题，使得极耳1与极片连接牢靠，且能够防止焊印结构3刺穿极片侧的隔膜。因此，能够提升电池的安全性，进一步提升本实施例提供的电子产品的使用性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种极耳焊接结构，其特征在于，包括极耳和待焊接件，所述待焊接件通过激光焊接方式与所述极耳焊接在一起，以使所述极耳表面或所述待焊接件表面形成焊印结构；

所述焊印结构包括：

印底，所述印底为带状结构；

多个凸出部，所述多个凸出部形成于所述印底上，且所述凸出部凸向背离所述待焊接件的一侧；相邻的所述凸出部之间形成凹陷部，且所述多个凸出部与所述多个凹陷部在所述印底的长度方向上交替排列。

2.根据权利要求1所述的极耳焊接结构，其特征在于，所述待焊接件为极片的集流体，所述集流体表面形成焊印结构；

或，所述待焊接件为锂离子电池的金属壳体，所述极耳表面或所述金属壳体表面形成所述焊印结构。

3.根据权利要求1所述的极耳焊接结构，其特征在于，所述印底的长度大于或等于100μm，所述印底的宽度大于或等于50μm。

4.根据权利要求3所述的极耳焊接结构，其特征在于，多个所述凸出部的凸出高度各不相等。

5.根据权利要求4所述的极耳焊接结构，其特征在于，所述凸出部的凸出高度小于或等于30μm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的极耳焊接结构，其特征在于，所述印底呈矩形。

7.根据权利要求1-5任一项所述的极耳焊接结构，其特征在于，所述凸出部的根部的横截面尺寸大于所述凸出部的顶部的横截面尺寸。

8.根据权利要求7所述的极耳焊接结构，其特征在于，所述极耳表面或所述待焊接件表面形成多个所述焊印结构，多个所述焊印结构沿着所述待焊接件的轴向间隔分布在所述待焊接件上，且相邻的两个所述焊印结构之间的间距大于或等于50μm。

9.一种电池，其特征在于，包括外壳和电芯，所述电芯位于所述外壳内，且所述电芯包括如权利要求1-8任一项所述的极耳焊接结构。

10.一种电子产品，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池。

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