CN116093553A - 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，待焊接件与极耳焊接，以使待焊接件表面形成焊印结构；焊印结构包括凹陷部和环形凸起，凹陷部的底部延伸至极耳内，且凹陷部的深度大于待焊接件的厚度且小于待焊接件与极耳的厚度之和。本发明提供的极耳焊接结构，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，或焊印会刺穿极耳的现象发生。

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，待焊接件与极耳焊接，以使待焊接件表面形成焊印结构；

焊印结构包括：凹陷部，凹陷部的底部延伸至极耳内；环形凸起，环形凸起环绕凹陷部的开口；

凹陷部的深度大于待焊接件的厚度且小于待焊接件与极耳的厚度之和。

本发明提供的极耳焊接结构包括极耳和待焊接件，待焊接件与极耳焊接，以使待焊接件表面形成焊印结构，其中焊印结构包括凹陷部和环绕在凹陷部开口外侧的环形凸起，凹陷部的底部延伸至极耳内；由于凹陷部的深度大于待焊接件的厚度且小于待焊接件与极耳的厚度之和，因此可以防止出现虚焊或过焊的问题。

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，金属壳体表面形成焊印结构。

作为一种可选的实施方式，凹陷部的深度范围为10-80μm。

作为一种可选的实施方式，环形凸起的高度≤30μm。

作为一种可选的实施方式，环形凸起的外周的直径与环形凸起的内周的直径之间的差值≤50μm。

作为一种可选的实施方式，焊印结构还包括中心凸起，中心凸起形成于凹陷部的底部，且中心凸起凸向凹陷部的开口。

作为一种可选的实施方式，中心凸起的高度小于凹陷部的深度；或中心凸起的高度等于凹陷部的深度。

作为一种可选的实施方式，凹陷部的侧壁面为回转面，且回转面上形成有多个间隔分部的凸棱，且凸棱的延伸方向与回转面的延伸方向一致；

凹陷部的开口的直径大于或等于凹陷部的横截面的直径。

作为一种可选的实施方式，横截面与开口的轴向间距为10-15μm，且横截面的直径≥50μm。

作为一种可选的实施方式，环形凸起的背离极耳的顶端为圆弧状。

第二方面，本发明还提供一种电池，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，待焊接件与极耳焊接，以使待焊接件表面形成焊印结构，其中焊印结构包括凹陷部和环绕在凹陷部开口外侧的环形凸起，凹陷部的底部延伸至极耳内；由于凹陷部的深度大于待焊接件的厚度且小于待焊接件与极耳的厚度之和，可以防止出现虚焊或过焊的问题。因此，提升了本发明提供的电池的安全性能，且提升了电池外观的美观性。

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，极耳焊接结构极耳和待焊接件，待焊接件与极耳焊接，以使待焊接件表面形成焊印结构，其中焊印结构包括凹陷部和环绕在凹陷部开口外侧的环形凸起，凹陷部的底部延伸至极耳内；由于凹陷部的深度大于待焊接件的厚度且小于待焊接件与极耳的厚度之和，可以防止出现虚焊或过焊的问题，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正视方向的显微镜图；

图5为本发明实施例提供的极耳焊接结构中的焊印结构的俯视方向的显微镜图。

附图标记说明：

1-极耳；

2-待焊接件；

3-焊印结构；

31-凹陷部；

32-环形凸起；

33-中心凸起。

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，或焊印会刺穿极耳的现象发生。

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，提升电池的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。图5为本发明实施例提供的极耳焊接结构中的焊印结构的俯视方向的显微镜图。

如图1至图5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与极耳1焊接，以使待焊接件2表面形成焊印结构3。示例性的，待焊接件2可以通过激光焊接方式与极耳1焊接在一起，当然也可以通过其他焊接方式实现。

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，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。

具体的，极耳1的厚度大于极片的厚度。

为了防止出现虚焊或过焊的问题，在本实施例中，焊印结构3包括凹陷部31和环形凸起32，凹陷部31的底部延伸至极耳1内，且凹陷部31的深度范围为10-80μm，环形凸起32环绕凹陷部31的开口，且环形凸起32的高度(b)≤30μm。

这样，对凹陷部31的深度范围进行限定之后，能够进一步防止出现虚焊或过焊的问题，导致极耳1与极片之间连接不可靠或凹陷部31刺穿极耳1的问题；此外，对环形凸起32的尺寸限定之后，能够防止环形凸起32的尺寸过大造成的外观不美观的问题。

为了进一步对环形凸起32的尺寸进行限定，在本实施例中，环形凸起32的外周的直径与环形凸起32的内周的直径之间的差值(a)≤50μm。从而能够防止环形凸起32的尺寸过大造成的外观不美观的问题。

在本实施例中，焊印结构还包括中心凸起33，中心凸起33形成于凹陷部31的底部，且中心凸起33凸向凹陷部31的开口。

为了防止中心凸起对外观带来影响，在本实施例中，中心凸起33的高度小于凹陷部31的深度；或中心凸起33的高度等于凹陷部31的深度。

因此，当中心凸起33的高度取最大值时，也不会超过凹陷部31的深度，从而能够防止中心凸起33从凹陷部31凸出，对外观带来影响。

可选的，凹陷部31的侧壁面为回转面，且回转面上形成有多个间隔分部的凸棱，且凸棱的延伸方向与回转面的延伸方向一致；凹陷部31的开口的直径大于或等于凹陷部31的横截面的直径。

可选的，凹陷部31的侧壁面为圆台壁面或圆柱壁面。

在本实施例的具体的实施方式中，凹陷部31的侧壁面为圆台壁面。

这样，使得位于极耳1内的凹陷部31的占用空间较小，防止凹陷部31在极耳1内的占用空间较大，影响极耳1的导电性能。

需要说明的是，凹陷部31是通过多次激光焊接形成的，因此，凹陷部31的开口并不是规则的圆形开口，开口的轮廓由多个小圆的轮廓连接而成，因此，在凹陷部31的内壁面形成有多个间隔分布的凸棱。

在本实施例中，横截面与开口的轴向间距为10-15μm，且横截面的直径≥50μm。

这样，通过对横截面的径向尺寸进行限定，从而能够防止凹陷部31的径向距离过小，产生虚焊的问题，从而使得极耳1与极片之间连接得更加可靠。

作为一种可选的实施方式，环形凸起32的背离极耳1的顶端为圆弧状。

这样，使得环形凸起32在凹陷部31内的占用空间较小，使得极耳1的导电性能较好。

在本实施例中，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，且凹陷部31的开口位于空箔区，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。

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和待焊接件2，待焊接件2与极耳1焊接，以使待焊接件2表面形成焊印结构3，焊印结构3包括凹陷部31和环形凸起32，凹陷部31的底部延伸至极耳1内，由于凹陷部31的深度大于待焊接件2的厚度且小于待焊接件2与极耳1的厚度之和，且环形凸起32的高度(b)≤30μm，不仅能够避免出现或过焊的问题，而且能够避免出现因焊印结构3的存在为整体带来的外观不美观的问题，此外，焊印结构3还包括中心凸起33，中心凸起33形成于凹陷部31的底部，且中心凸起33凸向凹陷部31的开口，中心凸起33的高度小于凹陷部31的深度；或中心凸起33的高度等于凹陷部31的深度，当中心凸起33的高度取最大值时，也不会超过凹陷部31的深度，从而能够防止中心凸起33从凹陷部31凸出，进一步提升外观的美观性。

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。

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，极片的集流体表面预留未涂覆活性物质层的空箔区，通过将极耳1的一端搭接于空箔区，并将极耳1与极片的空箔区通过激光焊接的方式固定连接，从而一方面能够避免焊头磨损导致虚焊或者过焊而影响电池的性能，另一方面省去了更换焊头的工作。激光焊接完成后，极片的空箔区背离极耳1的一侧表面会形成多个间隔排布的焊印结构3，焊印结构3包括凹陷部31和环形凸起32，凹陷部31的底部延伸至极耳1内，由于凹陷部31的深度大于待焊接件2的厚度且小于待焊接件2与极耳1的厚度之和，能够防止出现虚焊或过焊的问题，导致极耳1与极片之间连接不可靠或凹陷部31刺穿极耳1的问题，而且，环形凸起32的高度(b)≤30μm，通过对环形凸起32的尺寸限定之后，能够防止环形凸起32的尺寸过大造成的外观不美观的问题，此外，焊印结构3还包括中心凸起33，中心凸起33形成于凹陷部31的底部，且中心凸起33凸向凹陷部31的开口，中心凸起33的高度小于凹陷部31的深度；或中心凸起33的高度等于凹陷部31的深度，当中心凸起33的高度取最大值时，也不会超过凹陷部31的深度，从而能够防止中心凸起33从凹陷部31凸出，进一步提升外观的美观性。因此，能够提升本实施例提供的电池的安全性和使用性能，且能够优化电池的外观。

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，极片的集流体表面预留未涂覆活性物质层的空箔区，通过将极耳1的一端搭接于空箔区，并将极耳1与极片的空箔区通过激光焊接的方式固定连接，从而一方面能够避免焊头磨损导致虚焊或者过焊而影响电池的性能，另一方面省去了更换焊头的工作。激光焊接完成后，极片的空箔区背离极耳1的一侧表面会形成多个间隔排布的焊印结构3，焊印结构3包括凹陷部31和环形凸起32，凹陷部31的底部延伸至极耳1内，由于凹陷部31的深度大于待焊接件2的厚度且小于待焊接件2与极耳1的厚度之和，能够防止出现虚焊或过焊的问题，导致极耳1与极片之间连接不可靠或凹陷部31刺穿极耳1的问题，而且，环形凸起32的高度(b)≤30μm，通过对环形凸起32的尺寸限定之后，能够防止环形凸起32的尺寸过大造成的外观不美观的问题，此外，焊印结构3还包括中心凸起33，中心凸起33形成于凹陷部31的底部，且中心凸起33凸向凹陷部31的开口，中心凸起33的高度小于凹陷部31的深度；或中心凸起33的高度等于凹陷部31的深度，当中心凸起33的高度取最大值时，也不会超过凹陷部31的深度，从而能够防止中心凸起33从凹陷部31凸出，进一步提升外观的美观性。因此，能够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，所述待焊接件与所述极耳焊接，以使所述待焊接件表面形成焊印结构；

所述焊印结构包括：凹陷部，所述凹陷部的底部延伸至所述极耳内；环形凸起，所述环形凸起环绕所述凹陷部的开口；所述凹陷部的深度大于所述待焊接件的厚度且小于所述待焊接件与所述极耳的厚度之和。

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所述焊印结构；

或，所述待焊接件为锂离子电池的金属壳体，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，所述凹陷部的深度范围为10-80μm；

和/或，所述环形凸起的高度≤30μm；

和/或，所述环形凸起的外周的直径与所述环形凸起的内周的直径之间的差值≤50μm。

4.根据权利要求1所述的极耳焊接结构，其特征在于，所述焊印结构还包括中心凸起，所述中心凸起形成于所述凹陷部的底部，且所述中心凸起凸向所述凹陷部的开口。

5.根据权利要求4所述的极耳焊接结构，其特征在于，所述中心凸起的高度小于所述凹陷部的深度；或所述中心凸起的高度等于所述凹陷部的深度。

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，所述凹陷部的侧壁面为回转面，且所述回转面上形成有多个间隔分部的凸棱，且所述凸棱的延伸方向与所述回转面的延伸方向一致；

所述凹陷部的开口的直径大于或等于所述凹陷部的横截面的直径。

7.根据权利要求6所述的极耳焊接结构，其特征在于，所述横截面与所述开口的轴向间距为10-15μm，且所述横截面的直径≥50μm。

8.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，所述环形凸起的背离所述极耳的顶端为圆弧状。

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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