CN113097658A - 一种多极耳裸电芯及其制备方法、多极耳电池 - Google Patents

Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种多极耳裸电芯，包括：裸电芯本体；多层箔材极耳，与裸电芯本体连接并从裸电芯本体引出；至少一导电片，与多层箔材极耳通过激光焊接；金属带极耳，与所述导电片固定连接。本发明提供了一种多极耳裸电芯，将多层箔材极耳看成一个整体，将导电片与多层箔材极耳通过激光焊接在一起，能够保证多层箔材极耳焊接的可靠性，避免了超声波焊接多层箔材极耳时的虚焊问题；而且，激光焊接能够降低焊印高度，避免了焊接的毛刺造成短路的风险。另外，导电片作为激光焊的靶材，也起到固定多层箔材极耳的目的，防止多层箔材极耳变形，后续多层箔材极耳弯折时能够防止反弹，提高多极耳裸电芯极耳焊接的良品率。

Description

一种多极耳裸电芯及其制备方法、多极耳电池

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种多极耳裸电芯及其制备方法、多极耳电池。

背景技术

锂离子电池重量轻、安全性能好等优点，故在蓝牙耳机、手机、笔记本电脑、平板电脑、摄像机等移动电子设备以及便携式移动电源等领域的应用已处在垄断地位。同时，锂离子电池也已经在电动摩托车、电动汽车等领域批量应用。

人们对于锂离子电池的能量密度和倍率放电以及放电温升都提出了更高的要求，电池的厚度随之增大，电池的正、负极的片长增加，如果再采用单一极耳形式，电池的内阻会很大，电池放电时极化严重，影响了电池的使用寿命和安全性能，因此，多极耳电池的应用越来越广泛。多极耳电芯的充放电速度快，在快充、大倍率等领域具有广泛的使用。

多极耳技术的开发大幅度的提升了锂离子电池的能量密度，对我国锂电行业的发展起到了推波助澜之用。目前的多极耳裸电芯在极片涂布时，会预留集流体边缘空箔区，经过辊压和分切后，在卷绕前将集流体边缘空箔区经过裁切处理后形成多个极耳。

然而，目前的多极耳裸电芯还存在以下问题：

现有的多极耳裸电芯在焊接时，使用超声波焊接工艺，将多层箔材极耳和金属带极耳焊接在一起。因为超声波焊接是使用挤压的方式使物件之间到达融合，在焊接多层箔材极耳时，容易造成虚焊的问题，影响产品性能。而且，超声焊接时焊印高度较高，焊印处的毛刺容易刺破胶纸和隔膜，形成短路，造成安全风险。另外，极耳焊接完成后，因为多层箔材极耳具有弹性，所以头部的极耳容易反弹，变形，无法固定，使得贴胶、封装等后工序加工困难，影响制程良品率。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种多极耳裸电芯，避免超声波焊接极耳造成的虚焊风险和焊印高度过高的问题，且焊接后的箔材极耳可塑性更高，避免反弹变形。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多极耳裸电芯，包括：

裸电芯本体；

多层箔材极耳，与所述裸电芯本体连接并从所述裸电芯本体引出；

至少一导电片，与所述多层箔材极耳通过激光焊接；

金属带极耳，与所述导电片固定连接。

作为本发明所述的多极耳裸电芯的一种改进，所述多层箔材极耳的层数为2～50层。

作为本发明所述的多极耳裸电芯的一种改进，所述导电片为金属，所述导电片的厚度为0.01～2mm；所述箔材极耳为铝箔极耳，所述导电片为铝片；所述箔材极耳为铜箔极耳，所述导电片为铜片、镍片或铜镀镍片。优选的，导电片的材质与箔材极耳的材质相同，导电片的厚度略大于箔材极耳的厚度。

作为本发明所述的多极耳裸电芯的一种改进，所述导电片的宽度小于或等于所述箔材极耳的宽度，所述导电片的宽度为1～50mm。导电片的宽度若大于箔材极耳的宽度，会增加正负极短路的风险。

作为本发明所述的多极耳裸电芯的一种改进，所述导电片的长度大于或等于所述箔材极耳外露出极片的长度，所述导电片的长度为1～50mm。导电片的长度略大于箔材极耳外露出极片的长度，便于导电片与金属带极耳焊接。

作为本发明所述的多极耳裸电芯的一种改进，所述导电片设置为两片，两片所述导电片分别覆盖在所述多层箔材极耳的两面。当多层箔材极耳的层数较多时，在多层箔材极耳的上下两侧均激光焊接导电片，相当于用导电片将多层箔材极耳束缚住，在后续对多层箔材极耳折弯时，导电片能够防止多层箔材极耳应力过大发生的变形。

作为本发明所述的多极耳裸电芯的一种改进，所述金属带极耳与所述导电片通过激光焊接、超声波焊接或电阻焊接。

作为本发明所述的多极耳裸电芯的一种改进，所述金属带极耳的两侧设置有相对应设置的极耳胶。金属带极耳的厚度大于导电片的厚度，用于将正极和负极的电流导出，极耳胶用于封装时与包装袋的内层材质熔融绝缘。

作为本发明所述的多极耳裸电芯的一种改进，还包括保护胶带，所述保护胶带覆盖与所述导电片连接的所述金属带极耳、所述多层箔材极耳和所述导电片。保护胶带的目的是防止短路，由于金属带极耳、多层箔材极耳和导电片均为金属材质，保护胶带在电池长度方向上要同时覆盖住裸电芯本体的边缘和部分极耳胶，保护胶带在电池宽度方向上要覆盖箔材极耳、金属带极耳和导电片，防止发生短路。

本发明的目的之二在于：提供一种多极耳裸电芯的制备方法，包括以下操作：

分别制备具有多个箔材极耳的正极片和负极片；

将所述正极片、隔膜和所述负极片卷绕后制得裸电芯本体，使多个正极箔材极耳层叠，多个负极箔材极耳层叠；

将正极导电片分别与多个正极箔材极耳激光焊接，将负极导电片和多个负极箔材极耳激光焊接；

将金属带极耳分别与所述正极导电片和所述负极导电片焊接，即得多极耳裸电芯。

本发明的目的之三在于：提供一种多极耳电池，包括外壳和容纳于所述外壳中的裸电芯，所述裸电芯为说明书前文任一项所述的多极耳裸电芯。

相比于现有技术，本发明的有益效果包括但不限于：本发明提供了一种多极耳裸电芯，将多层箔材极耳看成一个整体，将导电片与多层箔材极耳通过激光焊接在一起，激光焊接为热熔焊接，焊接时材料熔化后冷凝，能够保证多层箔材极耳焊接的可靠性，避免了超声波焊接多层箔材极耳时的虚焊问题；而且，激光焊接能够降低焊印高度，避免了焊接的毛刺造成短路的风险。另外，导电片作为激光焊的靶材，也起到固定多层箔材极耳的目的，防止多层箔材极耳变形，后续多层箔材极耳弯折时能够防止反弹，有利于后续加工，能够提高多极耳裸电芯极耳焊接的良品率。最后，焊接完多层箔材极耳以后，再使用激光焊、超声焊或电阻焊等工艺，使导电片与金属带极耳连接，也不会影响电芯的能量密度和循环性能。

附图说明

图1为实施例1中步骤S1得到的裸电芯结构的侧视图。

图2为实施例1中步骤S1得到的裸电芯结构的俯视图。

图3为实施例1中步骤S2得到的裸电芯结构的侧视图。

图4为实施例1中步骤S2得到的裸电芯结构的俯视图。

图5为实施例1中步骤S3得到的裸电芯结构的侧视图。

图6为实施例1中步骤S3得到的裸电芯结构的俯视图。

图7为实施例1中步骤S4得到的裸电芯结构的侧视图。

图8为实施例1中步骤S5得到的裸电芯结构的侧视图。

图9为实施例2中得到的裸电芯结构的侧视图。

图中：1-裸电芯本体，2-多层箔材极耳，3-导电片，4-金属带极耳，41-极耳胶，5-保护胶带。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或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，而不是指示或暗示所指的装置或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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

下面结合实施例和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例1

如图1～8所示，本实施例提供一种多极耳裸电芯，包括：

裸电芯本体1；

多层箔材极耳2，与裸电芯本体1连接并从裸电芯本体1引出；

至少一导电片3，与多层箔材极耳2通过激光焊接；

金属带极耳4，与导电片3固定连接。

进一步的，多层箔材极耳2的层数为2～50层。

进一步的，导电片3为金属，导电片3的厚度为0.01～2mm；当箔材极耳为铝箔极耳时，导电片3为铝片；当箔材极耳为铜箔极耳时，导电片3为铜片、镍片或铜镀镍片。优选的，导电片3的材质与箔材极耳的材质相同，导电片3的厚度略大于箔材极耳的厚度。

进一步的，导电片3的宽度小于箔材极耳2的宽度，导电片3的宽度为1～50mm。导电片3的宽度若大于箔材极耳2的宽度，会增加正负极短路的风险。

进一步的，导电片3的长度大于箔材极耳2外露出极片的长度，导电片3的长度为1～50mm。导电片3的长度略大于箔材极耳2外露出极片的长度，便于导电片3与金属带极耳4焊接。

进一步的，金属带极耳4与导电片3通过激光焊接、超声波焊接或电阻焊接。

进一步的，金属带极耳4的两侧设置有相对应设置的极耳胶41。金属带极耳4的厚度大于导电片3的厚度，用于将正极和负极的电流导出，极耳胶41用于封装时与包装袋的内层材质熔融绝缘。

进一步的，还包括保护胶带5，保护胶带5覆盖与导电片3连接的金属带极耳4、多层箔材极耳2和导电片3。保护胶带5的目的是防止短路，由于金属带极耳4、多层箔材极耳2和导电片3均为金属材质，保护胶带5在电池长度方向上要同时覆盖住裸电芯本体1的边缘和部分极耳胶41，保护胶带5在电池宽度方向上要覆盖箔材极耳、金属带极耳4和导电片3，防止发生短路。

该多极耳裸电芯的制备方法，包括以下操作：

S1，分别制备具有多个箔材极耳2的正极片和负极片，将正极片、隔膜和负极片卷绕后制得裸电芯本体1，使多个正极铝箔材极耳2层叠，多个负极铜箔材极耳2层叠；

S2，将铝正极导电片3分别与多个正极铝箔材极耳2激光焊接，将铜负极导电片3和多个负极铜箔材极耳2激光焊接；

S3，将铝金属带极耳4分别与铝正极导电片3焊接，将铜镀镍金属带极耳4和铜负极导电片3焊接；

S4，在极耳的上下两面贴绝缘作用的保护胶带5，防止短路，制备得多极耳裸电芯。

实施例2

如图9所示，本实施例提供一种多极耳裸电芯，与实施例1不同的是：

导电片3设置为两片，两片导电片3分别覆盖在多层箔材极耳2的两面。当多层箔材极耳2的层数较多时，在多层箔材极耳2的上下两侧均激光焊接导电片3，相当于用导电片3将多层箔材极耳2束缚住，在后续对多层箔材极耳2折弯时，导电片3能够防止多层箔材极耳2应力过大发生的变形。

综上所述，本发明提供的一种多极耳裸电芯，将多层箔材极耳2看成一个整体，将导电片3与多层箔材极耳2通过激光焊接在一起，激光焊接为热熔焊接，焊接时材料熔化后冷凝，能够保证多层箔材极耳2焊接的可靠性，避免了超声波焊接多层箔材极耳2时的虚焊问题；而且，激光焊接能够降低焊印高度，避免了焊接的毛刺造成短路的风险。另外，导电片3作为激光焊的靶材，也起到固定多层箔材极耳2的目的，防止多层箔材极耳2变形，后续多层箔材极耳2弯折时能够防止反弹，有利于后续加工，能够提高多极耳裸电芯极耳焊接的良品率。最后，焊接完多层箔材极耳2以后，再使用激光焊、超声焊或电阻焊等工艺，使导电片3与金属带极耳4连接，也不会影响电芯的能量密度和循环性能。

实施例3

本实施例提供一种多极耳电池，包括实施例1或2任一项所述的多极耳裸电芯。

该多极耳电池的制备方法为：将实施例1或2任一项所述的多极耳裸电芯的多层箔材极耳2折弯，经封装、注液、化成等后工序制备后即得多极耳电池。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种多极耳裸电芯，其特征在于，包括：

裸电芯本体；

多层箔材极耳，与所述裸电芯本体连接并从所述裸电芯本体引出；

至少一导电片，与所述多层箔材极耳通过激光焊接；以及

金属带极耳，与所述导电片固定连接。

2.根据权利要求1所述的多极耳裸电芯，其特征在于，所述多层箔材极耳的层数为2～50层。

3.根据权利要求1所述的多极耳裸电芯，其特征在于，所述导电片为金属，所述导电片的厚度为0.01～2mm；所述箔材极耳为铝箔极耳，所述导电片为铝片；所述箔材极耳为铜箔极耳，所述导电片为铜片、镍片或铜镀镍片。

4.根据权利要求1所述的多极耳裸电芯，其特征在于，所述导电片的宽度小于或等于所述箔材极耳的宽度，所述导电片的宽度为1～50mm。

5.根据权利要求1所述的多极耳裸电芯，其特征在于，所述导电片的长度大于或等于所述箔材极耳外露出极片的长度，所述导电片的长度为1～50mm。

6.根据权利要求1所述的多极耳裸电芯，其特征在于，所述导电片设置为两片，两片所述导电片分别覆盖在所述多层箔材极耳的两面。

7.根据权利要求1所述的多极耳裸电芯，其特征在于，所述金属带极耳与所述导电片通过激光焊接、超声波焊接或电阻焊接，所述金属带极耳的两侧设置有相对应设置的极耳胶。

8.根据权利要求1所述的多极耳裸电芯，其特征在于，还包括保护胶带，所述保护胶带覆盖与所述导电片连接的所述金属带极耳、所述多层箔材极耳和所述导电片。

9.一种多极耳裸电芯的制备方法，其特征在于，包括以下操作：

分别制备具有多个箔材极耳的正极片和负极片；

将所述正极片、隔膜和所述负极片卷绕后制得裸电芯本体，使多个正极箔材极耳层叠，多个负极箔材极耳层叠；

将正极导电片分别与多个正极箔材极耳激光焊接，将负极导电片和多个负极箔材极耳激光焊接；

将金属带极耳分别与所述正极导电片和所述负极导电片焊接，即得多极耳裸电芯。

10.一种多极耳电池，其特征在于，包括外壳和容纳于所述外壳中的裸电芯，所述裸电芯为权利要求1～8任一项所述的多极耳裸电芯。

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