CN204516831U

CN204516831U - 一种极耳

Info

Publication number: CN204516831U
Application number: CN201520170584.7U
Authority: CN
Inventors: 郭培培; 赵义; 何平; 周华利; 方宏新
Original assignee: Ningde Amperex Technology Ltd
Current assignee: Ningde Amperex Technology Ltd
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2025-03-25

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种极耳，包括金属基层、低熔点合金层和绝缘层，所述绝缘层粘接于所述金属基层的双面，所述低熔点合金层结合于所述金属基层单面/双面的长度方向的两侧，所述绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层与所述第二绝缘层紧密接触。本实用新型的极耳可以通过热压的方式实现电芯内外部的焊接，取代传统复杂的超声波焊接，从而降低生产成本、提高生产效率以及能量密度，再通过在电芯内部极耳端非焊接处涂覆绝缘层来保证电池的安全性能，并进一步降低电芯制造成本。

Description

一种极耳

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，更具体地说，涉及一种极耳。

背景技术

在锂离子电池以及电容器中，设置有用于向外界导出电流的极耳，且极耳的一端与集流体相连，另一端导出至外界。

目前，极耳与电芯内部集流体焊接的一端不做处理直接采用超声波工艺进行焊接；而极耳与电芯外部外用设备焊接的一端基材则已有较多处理工艺，诸如镀镍、镀锡、镀镍磷复合层或镀镍锡复合层, 然后采用超声波焊接或者激光焊接实现极耳与外接设备之间的连接。

然而在申请号为201010110127.0的中国专利中公开一种软包锂电池正极耳上先涂覆一层镍镀层，接着在镍镀层上再涂覆一层锡镀层，然后采用激光焊接工艺实现软包锂电池正极耳与外接线路板之间的焊接。但该工艺方法不能应用到电芯内部极耳与集流体之间的焊接，原因在于锡涂覆在电芯内部的正极耳上时会发生析锡，进而引发短路导致安全问题。

在申请号为201120302229.2的中国专利中公开了一种锂电池正极耳上通过化学镀工艺镀上一层镍磷复合层或镍锡复合层，然后利用超声波焊接实现锂电池正极耳与外接设备之间的焊接，同样该工艺也不能应用到电芯内部极耳与集流体之间的焊接。

综上所述，目前锂电池虽在为实现极耳与外接设备之间的焊接之前均会对极耳采用上述工艺/方法，但在电芯内部极耳与集流体的焊接端则因存在锡的副反应而无法应用，该处极耳的焊接还是需要通过超声波焊接工艺来完成，这样就存在一些弊端：首先，在超声波焊接过程中，极耳焊接端处易发生虚焊或焊穿问题；其次，该极耳焊接过程中因受到焊头和焊座的局部大压力作用，因此在极片焊接极耳区的两面不能有活性物质，这样将会对能量密度带来损失；再次，超声波焊接成本较高，工艺相对复杂；最后，现有极耳在电芯内部端鲜有做绝缘处理，而主要是通过粘贴绝缘胶来避免正（负）极耳与负（正）极片之间潜在的短路接触，从而导致成本的增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种极耳，该极耳可以通过热压的方式实现电芯内外部的焊接，取代传统复杂的超声波焊接，从而降低生产成本、提高生产效率以及能量密度，再通过在电芯内部极耳端非焊接处涂覆绝缘层来保证电池的安全性能，并进一步降低电芯制造成本。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种极耳，包括金属基层、低熔点合金层和绝缘层，所述绝缘层粘接于所述金属基层的双面，所述低熔点合金层结合于所述金属基层单面/双面的两侧，所述绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层与所述第二绝缘层紧密接触。

作为本实用新型所述的极耳的一种改进，所述金属基层的厚度为10~100μm。

作为本实用新型所述的极耳的一种改进，所述金属基层的厚度为20~30μm。

作为本实用新型所述的极耳的一种改进，所述第一绝缘层的长度为所述金属基层的长度的1/10~1/3、宽度比所述金属基层的宽度大1~50mm、厚度为所述金属基层的厚度的1~3/2。

作为本实用新型所述的极耳的一种改进，所述第一绝缘层采用热压复合工艺粘接于所述金属基层，所述第二绝缘层采用喷涂工艺涂覆于所述金属基层。

作为本实用新型所述的极耳的一种改进，所述第一绝缘层为树脂膜，所述第二绝缘层为陶瓷膜。

作为本实用新型所述的极耳的一种改进，所述低熔点合金层采用喷涂、热镀、电镀或离子镀工艺结合于所述金属基层。

作为本实用新型所述的极耳的一种改进，所述低熔点合金层为Zn-Bi合金层。

作为本实用新型所述的极耳的一种改进，所述低熔点合金层的长度为所述金属基层的长度的1/10~9/10、宽度比所述金属基层的宽度小1~50mm、厚度为所述金属基层的厚度的1/10~1。

相对于现有技术，本实用新型至少具有以下有益效果：

1）本实用新型的极耳可以通过热压的方式实现电芯内外部的焊接，取代传统复杂的超声波焊接，从而降低生产成本和提高生产效率；

2）本实用新型的极耳可同时使用在电芯内部极耳与极片的焊接以及极耳于外部设备的焊接，可提升极片的有效利用率和能量密度；

3）通过在电芯内部极耳非焊接处涂覆绝缘层提升了电池的安全性能，并进一步降低电芯制造成本；

4）当电池外部发生短路导致电流过大时，本实用新型的极耳外接端口处或内接集流体处的低熔点合金层可以自动熔融，使得电池正负极间断开，从而避免电池起火或爆炸，提升电池的安全性能。

附图说明

图1为本实用新型中具体实施方式1的结构示意图。

图2为图1中A-A的剖视图。

图3为采用具体实施方式1的极耳制备的锂电池剖视图。

图4为锂电池内部中具体实施方式1的极耳与极片焊接示意图。

图5为本实用新型中具体实施方式2的结构示意图。

图6为图5中B-B的剖视图。

其中：1-极耳，

11-金属基层、12-低熔点合金层、13-绝缘层，

131-第一绝缘层、132-第二绝缘层；

2-极片；

3-集流体；

4-外包装袋；

5-电芯；

6-外界输电元件；

7-活性物质层。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

具体实施方式1，请参照图1至图2，一种极耳1，包括金属基层11、低熔点合金层12和绝缘层13，当绝缘层13粘接于金属基层11的双面时，低熔点合金层12结合于金属基层11单面的两侧，其中，绝缘层13包括第一绝缘层131和第二绝缘层132，第一绝缘层131与第二绝缘层132紧密接触，保证了绝缘的有效性。第一绝缘层131位于第二绝缘层132的区域内，且位于金属基层11双面的两个第一绝缘层131采用对称设置，起到了极耳密封的作用，用于实现金属极耳与电芯铝塑膜之间的粘结封装。另外，第二绝缘层132可避免极耳与异性极片边缘的接触短路。

一般地，金属基层11为正极的时候的材质采用铝，负极的时候可采用铜、镍或不锈钢等，这里不作具体限定。金属基层11的厚度为10~100μm，选择这个范围是为了满足一般薄型电池的基本工艺要求；优选地，金属基层11的厚度为20~30μm。第一绝缘层131的长度为金属基层11的长度的1/10~1/3、宽度比金属基层11的宽度大1~50mm、厚度为金属基层11的厚度的1~3/2。第一绝缘层131为树脂膜，一般采用聚乙烯和聚丙烯等材料制成，方便于第一绝缘层131采用热压复合工艺粘接于金属基层11；第二绝缘层132为陶瓷膜，方便于第二绝缘层132采用喷涂工艺涂覆于金属基层11。

优选地，低熔点合金层12采用喷涂、热镀、电镀或离子镀工艺结合于金属基层11。低熔点合金层12为Zn-Bi合金层，低熔点合金层12的原材料也可以采用铋、锌、镓和铟中的一种或多种，在电流过大时有利于实现自身熔融，提高了安全性能。低熔点合金层12的长度为金属基层11的长度的1/10~9/10、宽度比金属基层11的宽度小1~50mm、厚度为金属基层11的厚度的1/10~1。

请参照图3和图4，使用上述极耳1制备电芯5时，极耳1与极片2上空白集流体3的焊接以及极耳1与外界输电元件6的焊接均采用热压工艺焊接，使极耳1上的低熔点合金层12分别与极片2上空白的集流体3、外界输电元件6接触并熔融粘接，通过快速撤去热压使得低熔点合金层12瞬间凝固，从而实现极耳1与集流体3、外界输电元件6之间的焊接。其中，极耳1在电芯5内部与极片2上空白集流体3焊接时，可以避免极耳1对位处的活性物质层7免于焊接，从而提升容量。

电芯5的外包装袋4热封到极耳1上是通过热压使得外包装袋4内部的融合物与第一绝缘层131彼此熔融实现粘接复合的。电芯5内部极耳非焊接处的表面陶瓷层第二绝缘层132可避免极耳1与异性极片2边缘的接触短路，保证电芯5安全性能，并且该电芯5在当外部发生短路导致电流过大时，该极耳1外接端口处或内接集流体3处的低熔点合金层12实现自动熔融，使得电池正负极间断开，从而避免电池起火或爆炸。

具体实施方式2，请参照图5至图6，与具体实施方式1不同的是：本实施方式的低熔点合金层12结合于金属基层11双面的两侧，从而实现了双面自动熔融，因此这样的极耳结构适合于极耳与极耳之间焊接的场合。

其他的与具体实施方式1的结构相同，这里不再赘述。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型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，本实用新型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实用新型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实用新型的保护范围。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，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims

1.一种极耳，其特征在于：包括金属基层、低熔点合金层和绝缘层，所述绝缘层粘接于所述金属基层的双面，所述低熔点合金层结合于所述金属基层单面/双面长度方向的两侧，所述绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层与所述第二绝缘层紧密接触。

2.根据权利要求1所述的极耳，其特征在于：所述金属基层的厚度为10~100μm。

3.根据权利要求2所述的极耳，其特征在于：所述金属基层的厚度为20~30μm。

4.根据权利要求1所述的极耳，其特征在于：所述第一绝缘层的长度为所述金属基层的长度的1/10~1/3、宽度比所述金属基层的宽度大1~50mm、厚度为所述金属基层的厚度的1~3/2。

5.根据权利要求1所述的极耳，其特征在于：所述第一绝缘层采用热压复合工艺粘接于所述金属基层，所述第二绝缘层采用喷涂工艺涂覆于所述金属基层。

6.根据权利要求1所述的极耳，其特征在于：所述第一绝缘层为树脂膜，所述第二绝缘层为陶瓷膜。

7.根据权利要求1所述的极耳，其特征在于：所述低熔点合金层采用喷涂、热镀、电镀或离子镀工艺结合于所述金属基层。

8.根据权利要求1所述的极耳，其特征在于：所述低熔点合金层为Zn-Bi合金层。

9.根据权利要求1所述的极耳，其特征在于：所述低熔点合金层的长度为所述金属基层的长度的1/10~9/10、宽度比所述金属基层的宽度小1~50mm、厚度为所述金属基层的厚度的1/10~1。