CN112635924B - 一种锂离子动力电芯的电极连接方法及电极连接片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子动力电芯的电极连接方法及电极连接片，提供2个电极连接片，由波纹部和平板部相连构成，波纹部和平板部之间经折弯连接，将平板部折弯至波纹部一侧时，平板部和波纹部之间形成弹性连接关系，使平板部获得远离波纹部方向的弹性势能；将1个电极连接片的波纹部压在阳极极耳上，平板部折弯至波纹部上方并与阳极电芯盖板固定；将另1个电极连接片的波纹部压在阴极极耳上，平板部折弯至波纹部下方并与阴极电芯盖板固定，实现动力电芯的电极引出。本发明在保证动力电芯电极引出的同时避免了工艺过程中产生金属粉尘造成的影响；导电的功能持续有效且可靠。

Description

一种锂离子动力电芯的电极连接方法及电极连接片

技术领域

本发明涉及一种锂离子动力电池，具体涉及一种用于连接动力电芯的电极片与电芯盖板的电极连接方法，以及用于该方法的电极连接片。

背景技术

锂离子动力电芯在制备过程中，需要将电芯内部的阴阳极通过连接片与盖板组件连接，从而与电芯外表面的正负极对应连通，满足应用过程的充放电要求。

由于动力电芯的过电流要求大，电极连接结构对电池性能影响较大。现有技术中，电极的连接方法通常有以下几种：(1) 通过超声焊接连接片（多极耳）的方式引出。超声焊接会产生大量可能导致电芯在使用过程中短路的金属粉尘，制造过程需要通过一边焊接一边除尘来避免粉尘过多地残留在电芯内部，并且焊接结束后还需要在焊接面上贴上保护胶带。这种方法制造过程复杂，成本高，质量控制难度大，存在一定的质量隐患。例如，中国发明申请CN104475962A为解决焊接问题，设计了专用的焊机，锂电池极耳进行焊接时，吹气装置将焊接产生的焊渣吹向超声焊接粉尘挡槽内的粘纸，焊渣被粘尘胶纸粘住，焊接完成后将粉尘挡槽内壁上层粘尘胶纸撕掉以进行下一次焊接。采用专用设备增加了生产成本。另外，超声焊接需要占用一定的极板面积，该部分空白面积需要在极板制造的过程中预留出来，影响极板制造过程的效率。同时这部分焊接的面积也不能储存能量，影响电芯的能量密度。(2) 通过极板预留足够长的极耳，然后通过一个极耳二次加工的工艺（通常是激光或模具切除）把多余的极耳材料切除，剩余一定形状的极耳与连接片通过超声焊接或激光焊接连接起来（全极耳方式）。这种方法虽然不占用极板面积，但是超声焊接仍会产生大量可能导致电芯在使用过程中短路的金属粉尘，制造过程需要通过一边焊接一边除尘来避免粉尘过多的残留在电芯内部，并且焊接结束后还需要在焊接面上贴上保护胶带。而如果采用激光焊接，同样会在制造过程产生一定的金属粉尘。制造过程需要通过一边焊接一边除尘来避免粉尘过多的残留在电芯内部。因此制备过程中同样存在质量控制难度大的问题，也存在一定的质量隐患。 (3) 对于全极耳结构，通过将极板的极耳揉平，形成一定致密而相对平整的结构，然后将揉平后的极耳与连接片通过激光焊接来连接。例如，中国发明申请CN110718665A公开了一种锂电池极耳组合式平方法，通过超声揉平与机械整平的结合来保证揉平效果。这种工艺方法存在两大问题难以解决，第一，揉平和激光焊接过程会产生金属粉尘，制造过程需要通过一边揉平或焊接一边除尘来避免粉尘过多的残留在电芯内部。质量控制难度大，也存在一定的质量隐患。第二，揉平后的产品阻碍了电解液浸润到产品内部去，在后工序注液过程中效率很低，是常规不揉平工艺情况下的效率的70%左右。

因此，需要对锂离子动力电芯的极耳连接的方式进行改进。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种锂离子动力电芯的电极连接方法，在保证电极引出效果的前提下，避免制造过程金属粉尘的产生，简化工艺过程。本发明的另一发明目的是提供一种电极连接片，用以实现上述电极连接方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种锂离子动力电芯的电极连接方法，用于锂离子动力电芯的阳极极耳与阳极电芯盖板、阴极极耳与阴极电芯盖板的电连接，包括以下步骤：

(1) 提供2个电极连接片，所述电极连接片由波纹部和平板部相连构成，所述波纹部和所述平板部之间经折弯连接，将所述平板部折弯至所述波纹部一侧时，平板部和波纹部之间形成弹性连接关系，使所述平板部获得远离所述波纹部方向的弹性势能；

(2) 将1个电极连接片的波纹部压在阳极极耳上，平板部折弯至波纹部上方并与阳极电芯盖板固定，将阳极电芯盖板与电芯壳体焊接固定；将另1个电极连接片的波纹部压在阴极极耳上，平板部折弯至波纹部下方并与阴极电芯盖板固定，将阴极电芯盖板与电芯壳体焊接固定，由此实现动力电芯的电极引出。

上述技术方案中，提供的电极连接片一般为金属薄片，在接近180度折弯后能保持一定的回弹力，使所述平板部获得远离所述波纹部方向的弹性势能，从而保证其与电芯极耳和电芯盖板的良好接触。波纹部的设置可以保证有效地接触极耳并且可以避免连接片与极耳之间发生相对旋转运动。平板部与电芯盖板之间的固定方法可以采用铆钉铆接，也可以预先将平板部通过激光焊接或超声波焊接固定到电芯盖板上。

进一步的技术方案，所述锂离子动力电芯为圆柱形电芯，电芯极片被卷绕成圆柱形，电极连接片的波纹部的宽度设置使得其在压紧时与卷绕的每一个圆周上的极耳都有接触。

上述技术方案中，所述波纹部的波谷和波峰平行于折弯设置。

优选的技术方案，所述波纹部的波谷和波峰在横截面方向构成三角形布局。

优选的技术方案，在电极连接片的折弯处预处理形成一个折痕，安装时沿折痕折弯使平板部靠向波纹部。

或者，在电极连接片的折弯处预先设置多个间隔布置的小孔，各小孔中心位于同一直线上，安装时沿各小孔中心连接折弯使平板部靠向波纹部。

为实现本发明的另一发明目的，提供一种用于锂离子动力电芯的电极连接片，它是由波纹部和平板部相连构成的金属薄片，所述波纹部和所述平板部之间设有折弯结构，金属薄片在折弯结构处折弯使所述平板部位于所述波纹部的一侧且平板部和波纹部之间构成弹性连接关系。

电极连接片的宽度、厚度和波纹折弯的波纹数量可以由本领域技术人员根据电芯的过流能力进行设计，但是宽度尺寸应尽可能满足压紧阳（阴）极的极耳后能够与每一个圆周上的极耳都有接触，从而实现最佳的导电性能。在满足过流能力的前提下，通过厚度尺寸的调整可以实现连接片与极耳之间压紧力的调整。

上述技术方案中，所述波纹部的波谷和波峰平行于折弯设置。

优选的技术方案，所述波纹部的波谷和波峰在横截面方向构成三角形布局。

上述技术方案中，所述折弯结构为预处理形成的折痕，或者，所述折弯结构为在折弯处预先设置的多个间隔布置的小孔，各小孔中心位于同一直线上。该折弯位置的结构可以取消，而通过加工过程的设备或者工装治具来保证。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明放弃了现有技术中采用焊接连接的常规构思，创造地设计了一种结构简单的产生弹力的电池连接片，通过连接片的弯折产生弹力，在保证动力电芯电极引出的同时避免了工艺过程中产生金属粉尘造成的影响；

2、本发明的电极连接片一方面利用弹力很好地保证连接片与极耳的接触效果，使导电的功能持续有效且可靠，另一方面通过设置波纹结构，可实现与卷绕电芯的每一个卷绕圆周上的极耳进行有效接触并可靠导电，波纹效果进一步强化了接触面积，提高了连接片的导电能力。

3、波纹结构的设置还阻止了电芯内部的卷芯发生旋转运动，保证了连接的可靠性，避免连接片发生断裂，这种导电效果将使电芯的内阻更低，发热更小，有利于电芯电量的有效发挥和循环寿命的延长。

4、本发明的制造工艺是通过物理接触连接，连接方式简单，避免了激光焊接、超声焊接等大量固定资产的投入、制造场地的占用和制造过程的能源消耗，因此可以实现制造成本的大幅降低。

附图说明

图1是本发明实施例中电极连接片初始状态结构示意图；

图2是电极连接片折弯状态的示意图；

图3是拆弯状态的立体示意图；

图4是电极连接片安装后的示意图。

其中：1、波纹部；2、平板部；3、折痕；4、阳极极耳；5、阳极电芯盖板；6、通孔。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1所示，一种用于锂离子动力电芯的电极连接片，是由波纹部1和平板部2相连构成的金属薄片，所述波纹部1和所述平板部2之间预设有折痕3。如图1所示，本实施例中的波纹部采用截面类三角折叠结构，图3中可以看到，波纹部的中央开设通孔6，以便于电解液注入。

如图2和图3所示，将金属薄片沿折痕3处折弯使平板部2位于波纹部1的一侧且平板部2和波纹部1之间构成弹性连接关系，平板部获得远离波纹部方向的弹性势能。

将上述电极连接片用于锂离子动力电芯的电极连接方法，分别实现锂离子动力电芯的阳极极耳与阳极电芯盖板、阴极极耳与阴极电芯盖板的电连接。包括以下步骤：

(1) 提供2个上述电极连接片；

(2) 如图4所示，将1个电极连接片的波纹部1压在阳极极耳4上，平板部2折弯至波纹部1上方并与阳极电芯盖板5固定，然后将阳极电芯盖板与电芯壳体（图中未画出）焊接固定。

同样的方法，将另1个电极连接片的波纹部压在阴极极耳上，平板部折弯至波纹部下方并与阴极电芯盖板固定，将阴极电芯盖板与电芯壳体焊接固定，由此实现动力电芯的电极引出。

Claims (7)

1.一种锂离子动力电芯的电极连接方法，用于锂离子动力电芯的阳极极耳与阳极电芯盖板、阴极极耳与阴极电芯盖板的电连接，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 提供 2 个电极连接片，所述电极连接片由波纹部和平板部相连构成，所述波纹部和所述平板部之间经折弯连接，将所述平板部折弯至所述波纹部一侧时，平板部和波纹部之间形成弹性连接关系，使所述平板部获得远离所述波纹部方向的弹性势能；

(2) 将 1 个电极连接片的波纹部压在阳极极耳上，平板部折弯至波纹部上方并与阳极电芯盖板固定；将另 1 个电极连接片的波纹部压在阴极极耳上，平板部折弯至波纹部下方并与阴极电芯盖板固定，由此实现动力电芯的电极引出；利用弹力保证连接片与极耳的接触，不采用焊接；

所述锂离子动力电芯为圆柱形电芯，电芯极片被卷绕成圆柱形，电极连接片的波纹部的宽度

设置使得其在压紧时与卷绕的每一个圆周上的极耳都有接触；

所述波纹部的波谷和波峰在横截面方向构成三角形布局。

2.根据权利要求 1 所述的锂离子动力电芯的电极连接方法，其特征在于：所述波纹部的波谷和波峰平行于折弯设置。

3.根据权利要求 1 所述的锂离子动力电芯的电极连接方法，其特征在于：在电极连接片的折弯处预处理形成一个折痕，安装时沿折痕折弯使平板部靠向波纹部。

4.根据权利要求 1 所述的锂离子动力电芯的电极连接方法，其特征在于：在电极连接片的折弯处预先设置多个间隔布置的小孔，各小孔中心位于同一直线上，安装时沿各小孔中心连接折弯使平板部靠向波纹部。

5.一种用于锂离子动力电芯的电极连接片，其特征在于：它是由波纹部和平板部相连构成的金属薄片，所述波纹部和所述平板部之间设有折弯结构，金属薄片在折弯结构处折弯使所述平板部位于所述波纹部的一侧且平板部和波纹部之间构成弹性连接关系；利用弹力保证连接片与极耳的接触，不采用焊接；所述波纹部的波谷和波峰在横截面方向构成三角形布局。

6.根据权利要求 5 所述的用于锂离子动力电芯的电极连接片，其特征在于：所述波纹部的波谷和波峰平行于折弯设置。

7.根据权利要求 5 所述的用于锂离子动力电芯的电极连接片，其特征在于：所述折弯结构为预处理形成的折痕，或者，所述折弯结构为在折弯处预先设置的多个间隔布置的小孔，各小孔中心位于同一直线上。

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