CN112701424B - 极耳、电池电芯及虚焊识别方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种极耳、电池电芯及虚焊识别方法，属于电池技术领域。该极耳包括：导电层和负温度系数NTC电阻层，所述NTC电阻层设于所述导电层上，且所述NTC电阻层的电阻值与温度负相关。这样可以实现对电池电芯的极耳和集流体的焊接效果的检测，并降低了电池电芯的极耳和集流体的焊接效果的检测难度。

Description

极耳、电池电芯及虚焊识别方法

技术领域

本申请属于电池技术领域，具体涉及一种极耳、电池电芯及虚焊识别方法。

背景技术

目前，在极耳与集流体进行连接的过程中，一般采用焊接的方式。比如在使用超声波焊接实现极耳与集流体的连接的过程中，主要是通过利用摩擦焊接原理将极耳与集流体进行表面热熔从而达到分子扩散熔融。其中，若焊接过程中极耳与集流体未完全熔合，会影响集流体的电子转移导致外部电量损失，严重的还会导致电池电芯无法充放电。因此，为避免焊接失败的电池电芯流入下道工序，需要对极耳和集流体的焊接效果进行检测。然而，由于在焊接过程中，极耳和集流体已经结合在一起，导致采用一般的检测手段难以对极耳和集流体的焊接效果进行准确的检测，即极耳和集流体的焊接效果存在检测难度大的问题。

可见，相关技术中，极耳和集流体的焊接效果存在检测难度大的问题。

发明内容

本申请旨在提供一种极耳、电池电芯及虚焊识别方法，能够解决相关技术中，极耳和集流体的焊接效果存在检测难度大的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提出了一种极耳，包括：导电层和负温度系数NTC电阻层，所述NTC电阻层设于所述导电层上，且所述NTC电阻层的电阻值与温度负相关。

可选地，所述导电层具有与所述集流体进行焊接的焊接区，所述NTC电阻层覆盖所述焊接区。

可选地，所述NTC电阻层包裹所述导电层设置。

可选地，所述NTC电阻层是基于氧化钴、氧化锰类混合氧化物制备得到的。

可选地，所述NTC电阻层的厚度为250纳米～600纳米。

可选地，所述导电层为极耳金属带，且所述导电层的厚度为0.05毫米～1毫米，所述导电层的宽度为3毫米～50毫米。

可选地，还包括极耳胶，所述极耳胶套设于所述导电层上；

其中，所述极耳胶的厚度为0.05毫米～0.5毫米，所述极耳胶的宽度为5毫米～60毫米。

第二方面，本申请实施例提出了一种电池电芯，包括集流体和如第一方面所述的极耳，且所述极耳与所述集流体焊接。

可选地，所述极耳的导电层上的非焊接区域设有NTC电阻层。

第三方面，本申请实施例提出了一种虚焊识别方法，用于对如第二方面的电池电芯的进行识别，所述方法包括：

在所述电池电芯处于预设温度环境下的情况下，检测所述电池电芯的内阻值；

在所述内阻值处于预设阻值区间的情况下，确定所述电池电芯的极耳与所述电池电芯的集流体的焊接未能将所述极耳和所述集流体熔融在一起；

其中，所述预设温度环境对应的温度范围为-40℃～-20℃。

在本申请的实施例中，通过在导电层上设置NTC电阻层，然后在低温环境下，通过检测电池电芯的内阻值，并可以根据电池电芯的内阻值的变化情况，或者电池电芯的内阻值所处的阻值区间，判断NTC电阻层是否被极耳和集流体焊接形成的焊头破坏；若是NTC电阻层未被破坏，即NTC电阻层还具有随温度降低电阻值增大的特性，则确定导电层与集流体未融合在一起；若是NTC电阻层被破坏，即NTC电阻层失去了随温度降低电阻值增大的特性，则确定导电层与集流体融合在一起；从而实现了对电池电芯的极耳和集流体的焊接效果的检测，并降低了电池电芯的极耳和集流体的焊接效果的检测难度。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例提供的极耳的结构示意图之一；

图2是本申请实施例提供的电池电芯的结构示意图；

图3是沿图2中A—A的剖视图之一；

图4是沿图2中A—A的剖视图之二；

图5是本申请实施例提供的电池电芯的内阻值的检测场景示意图；

图6是本申请实施例提供的极耳的结构示意图之二；

图7是沿图6中B—B的剖视图；

图8是本申请实施例提供的极耳的结构示意图之三；

图9是沿图8中C—C的剖视图；

图10是本申请实施例提供的极耳的结构示意图之四；

图11是沿图10中D—D的剖视图；

图12是本申请实施例提供的极耳的结构示意图之五；

图13是沿图12中E—E的剖视图；

图14是本申请实施例提供的虚焊识别方法的流程图；

图15是本申请实施例提供的虚焊识别装置的结构图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请实施例提供一种极耳，该极耳10包括：导电层11和NTC(负温度系数，Negative Temperature Coefficient)电阻层12，NTC电阻层12设于导电层11上，且NTC电阻层12的电阻值与温度负相关。

其中，NTC电阻层12在其结构未被破坏的情况下，其电阻值会随着随温度下降而迅速上升。

本实施方式中，通过在导电层11上设置NTC电阻层12，以便根据NTC电阻层12的电阻值与温度的关系，检测极耳10与电池电芯的集流体是否熔融在一起。

其中，极耳10还包括极耳胶13，极耳胶13套设在导电层11上。

一实施例中，极耳胶13的厚度为0.05毫米～0.5毫米，极耳胶13的宽度为5毫米～60毫米。

如图2所示，在极耳10与集流体20进行焊接的过程中，可以通过超声波焊接的方式，将极耳10焊接到集流体20的空箔区21；且在焊接的过程中，极耳10的NTC电阻层12会被摩擦焊接破坏掉，以便极耳10的导电层11与集流体20融合在一起。

如图3所示，在导电层11与集流体20融合在一起的情况下，NTC电阻层12的结构会被极耳10和集流体20焊接形成的焊头30破坏，以致NTC电阻层12失去了与温度负相关的特性，即NTC电阻层12不再具有随温度降低电阻值增大的特性。

如图4所示，在导电层11与集流体20未融合在一起的情况下，即NTC电阻层12的结构未被极耳10和集流体20焊接形成的焊头30破坏，以致NTC电阻层12还保留有与温度负相关的特性，即NTC电阻层12还具有随温度降低电阻值增大的特性。

因此，可以通过在导电层11上设置NTC电阻层12，然后在低温环境下，通过检测电池电芯的内阻值，并可以根据电池电芯的内阻值的变化情况，或者电池电芯的内阻值所处的阻值区间，判断NTC电阻层是否被极耳10和集流体20焊接形成的焊头30破坏；若是NTC电阻层未被破坏，即NTC电阻层12还具有随温度降低电阻值增大的特性，则确定导电层11与集流体20未融合在一起；若是NTC电阻层被破坏，即NTC电阻层12失去了随温度降低电阻值增大的特性，则确定导电层11与集流体20融合在一起；从而实现了对电池电芯的极耳10和集流体20的焊接效果的检测，并降低了电池电芯的极耳10和集流体20的焊接效果的检测难度。

如图5所示，可以将电池电芯100置于低温箱200中，并可以通过万用表检测处于低温箱200中的电池电芯100的内阻值；其中，万用表的两个触头可以分布与电池电芯100的正极耳110和负极耳120电连接，以实现对电池电芯100的内阻值的检测。

其中，若检测到的电池电芯的内阻值处于预设阻值区间，即NTC电阻层12还具有随温度降低电阻值增大的特性，即导电层11与集流体20未融合在一起，则确定极耳10与集流体20在焊接的过程中，存在虚焊的情况，未避免存在虚焊的电池电芯流入下道工序，可以将存在虚焊的电池电芯挑出来，从而提高基于电池电芯制作的电池的良品率。

其中，极耳10包括正极耳和负极耳，正极耳的导电层11可以是铝层，即使用金属铝制成的导电层；负极耳的导电层11可以镍层，即使用金属镍制成的导电层。

一实施例中，导电层11可以是极耳金属带，且导电层11的厚度为0.05毫米～1毫米，导电层的宽度为3毫米～50毫米。

其中，NTC电阻层12可以通过涂覆的方式或者化学气相沉积的方式设置在导电层11上。

一实施例中，NTC电阻层12可以是基于氧化钴、氧化锰类混合氧化物制备得到的。

另一实施例中，NTC电阻层12的厚度为250纳米～600纳米，且其材料常数B＝5000-7000。

另外，在导电层11上设置NTC电阻层12后，还可以将极耳10进行铬化处理，以及通过极耳胶13封装等工艺流程，得到极耳成品。

如图6和图7所示，可以在导电层11的与集流体20进行焊接的一端设置NTC电阻层12，即在导电层11的正反两面均设有NTC电阻层12，以便导电层11的正反两面均能够与集流体20进行焊接，提高了焊接效率。另外，通过仅在导电层11的用于焊接的一端设置NTC电阻层12，还可以减少NTC电阻层12的用料，降低极耳的制作成本。其中，NTC电阻层12的涂覆长度小于等于35毫米。

如图8和图9所示，可以将NTC电阻层12包裹导电层11设置，使得导电层11的两端均能够与集流体20进行焊接，进而提高极耳10与集流体20的焊接效率。

如图10和图11所示，可以仅在导电层11的与集流体20焊接的端面设置NTC电阻层12；相较于图6和图7所示的极耳，可以进一步降低NTC电阻层12的用料，并降低极耳的制作成本。其中，NTC电阻层12的涂覆长度小于等于35毫米。

如图12和图13所示，可以仅在导电层11的与集流体20焊接的端面设置NTC电阻层12；相较于如图8和图9所示的极耳，可以降低NTC电阻层12的用料，并降低极耳的制作成本。

如图2至图5所示，本申请实施例还提供一种电池电芯，包括集流体20和上述实施例中的极耳10，且极耳10与集流体20焊接。

本实施方式中，通过在导电层11上设置NTC电阻层12，然后在低温环境下，通过检测电池卷芯电池电芯的内阻值，并可以根据电池卷芯电池电芯的内阻值的变化情况，或者电池卷芯电池电芯的内阻值所处的阻值区间，判断NTC电阻层是否被极耳10和集流体20焊接形成的焊头30破坏；若是NTC电阻层未被破坏，即NTC电阻层12还具有随温度降低电阻值增大的特性，则确定导电层11与集流体20未融合在一起；若是NTC电阻层被破坏，即NTC电阻层12失去了随温度降低电阻值增大的特性，则确定导电层11与集流体20融合在一起；从而实现了对电池卷芯电池电芯的极耳10和集流体20的焊接效果的检测，并降低了电池卷芯电池电芯的极耳10和集流体20的焊接效果的检测难度。

其中，低温环境的温度范围可以是-40℃～-20℃，即可以将电池卷芯电池电芯放置在温度为-40℃～-20℃的低温环境中，以检测电池卷芯电池电芯的内阻值。

一实施例中，在常温环境下，极耳10与集流体20的接触阻抗是0.07mΩ左右；但在低温环境下，比如在温度为-40℃～-20℃的低温环境下，由于NTC电阻层12的存在，电池卷芯电池电芯的内阻值会随温度的降低迅速增加3-8mΩ，即可以在低温环境下，通过检测电池卷芯电池电芯的内阻值，就可以判断NTC电阻层12是否被极耳10和集流体20焊接形成的焊头30破坏，进而实现了对电池卷芯电池电芯的极耳10和集流体20的焊接效果的检测，并降低了电池卷芯电池电芯的极耳10和集流体20的焊接效果的检测难度。

如图6至图13，极耳10的导电层11上的非焊接区域设有NTC电阻层12，即通过将覆盖极耳的10导电层11上的NTC电阻层12的面积大于导电层11的焊接区域的面积设置，以保证导电层11的焊接区域处于导电层11上的NTC电阻层12的覆盖范围内，从而提高检测的准确性；并可以避免工艺误差导致检测结果不准确的问题。

本申请实施例还提供一种电池，包括上述实施例中的电池电芯。

需要说明的是，上述电池电芯实施例的实现方式同样适应于该电池的实施例中，并能达到相同的技术效果，在此不再赘述。

如图14所示，本申请实施例还提供一种虚焊识别方法，该方法用于对前述实施例中的电池电芯进行识别，包括：

步骤1401、在所述电池电芯处于预设温度环境下的情况下，检测所述电池电芯的内阻值。

该步骤中，可以通过万用表检测电池电芯的内阻值。

步骤1402、在所述内阻值处于预设阻值区间的情况下，确定所述电池电芯的极耳与所述电池电芯的集流体的焊接未能将所述极耳和所述集流体熔融在一起。

其中，所述预设温度环境对应的温度范围为-40℃～-20℃。

这样通过将电池电芯置于预设温度环境下，并通过检测电池电芯的内阻值，然后在电池电芯的内阻值的变化情况满足预设条件或者电池电芯的内阻值所处的预设阻值区间的情况下，确定导电层与集流体未融合在一起，即该电池电芯的极耳和集流体之间的焊接存在的虚焊的情况；从而实现了对电池电芯的极耳和集流体的焊接效果的检测，并降低了电池电芯的极耳和集流体的焊接效果的检测难度。

另外，若检测到的电阻值未满足预设条件或内阻值未处于预设阻值区间，则确定导电层与集流体融合在一起，即该电池电芯的极耳和集流体之间的焊接不存在的虚焊的情况。

如图15所示，本申请实施例还提供一种虚焊识别装置，该虚焊识别装置1500包括：

检测模块1501，用于在所述电池电芯处于预设温度环境下的情况下，检测所述电池电芯的内阻值；

确定模块1502，用于在所述内阻值处于预设阻值区间的情况下，确定所述电池电芯的极耳与所述电池电芯的集流体的焊接未能将所述极耳和所述集流体熔融在一起；

其中，所述预设温度环境对应的温度范围为-40℃～-20℃。

本申请实施例提供的虚焊识别装置能够实现图14的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种极耳，其特征在于，包括：导电层和负温度系数NTC电阻层，所述NTC电阻层设于所述导电层上，且所述NTC电阻层的电阻值与温度负相关；

所述导电层具有与集流体进行焊接的焊接区，所述NTC电阻层覆盖所述焊接区；

所述NTC电阻层包裹所述导电层设置；

所述NTC电阻层的厚度为250纳米~600纳米；

所述导电层为极耳金属带。

2.根据权利要求1所述的极耳，其特征在于，所述NTC电阻层是基于氧化钴、氧化锰类混合氧化物制备得到的。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的极耳，其特征在于，所述导电层的厚度为0.05毫米~1毫米，所述导电层的宽度为3毫米~50毫米。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的极耳，其特征在于，还包括极耳胶，所述极耳胶套设于所述导电层上；

其中，所述极耳胶的厚度为0.05毫米~0.5毫米，所述极耳胶的宽度为5毫米~60毫米。

5.一种电池电芯，其特征在于，包括集流体和如权利要求1至4所述的极耳，且所述极耳与所述集流体焊接。

6.根据权利要求5所述的电池电芯，其特征在于，所述极耳的导电层上的非焊接区域设有NTC电阻层。

7.一种虚焊识别方法，其特征在于，用于对如权利要求5所述的电池电芯的进行识别，所述方法包括：

在所述电池电芯处于预设温度环境下的情况下，检测所述电池电芯的内阻值；

在所述内阻值处于预设阻值区间的情况下，确定所述电池电芯的极耳与所述电池电芯的集流体的焊接未能将所述极耳和所述集流体熔融在一起；

其中，所述预设温度环境对应的温度范围为-40℃~-20℃。

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