CN205069739U - 一种电池极耳连接件及具有该电池极耳连接件的锂电池 - Google Patents

Abstract

一种电池极耳连接件及具有该电池极耳连接件的锂电池，包括电芯以及极耳连接件，电芯多个极耳；极耳连接件包括扣合元件及盖帽；扣合元件设置于电芯的一端并包括壳体及可变形的第一金属弹片；壳体包括侧壁，侧壁包括第一端及第二端；第一金属弹片设置于壳体内并位于第一端，侧壁开设有连通至壳体内部的通孔；极耳从通孔插入于壳体内；盖帽包括盖板及导电材料制成的极柱，盖板包括一组接面，极柱设置于组接面，极柱抵压于第一金属弹片上并与第一金属弹片焊接在一起，且极柱与极面电性接触。扣合元件将电池的极耳和极柱连接，第一金属弹片的极柱的接触面积大，接触内阻非常小，另外仅需对第一金属弹片与极柱进行焊接，提高是生产效率。

Description

一种电池极耳连接件及具有该电池极耳连接件的锂电池

技术领域

本新型属于锂电池技术领域，尤其涉及一种电池极耳连接件及具有该电池极耳连接件的锂电池。

背景技术

在目前市场上大多数的锂电池的主体结构中，采用金属箔片作为正负电极导体，为保证金属箔片与电池内活性物质充分接触，金属箔片常选用内阻小、延展性好的铜箔和铝箔。其中，正极采用铝箔，负极采用铜箔。正、负极片引出部分的导电箔片结构称为极耳。在锂电池的制造过程中，箔片结构的极耳与盖帽的连接问题是一个关键难点。现有技术中，极耳与盖帽的连接方法主要有两种，分别是螺栓铆接紧固和超声波金属焊接，它们各有其特点，也存在着一定的缺陷。

螺栓铆接紧固工艺是极耳与盖帽之间连接的传统工艺，具有工艺稳定性高、连接牢固可靠、工艺适用性强的优点，但存在以下两个问题：(1)多余物问题。打孔铆接工艺可能导致金属屑残留、电极材料碎屑等杂质，即多余物。在电池充放电过程中，这些多余物可能刺穿隔膜，导致短路或微短路，从而造成电池工作能力下降甚至失效。(2)由于铆接接头处为机械嵌合，极耳与盖帽固有的间隙会导致电解液渗入接头内部，通过长期充放电过程使汇流片材料表面氧化，导致接触电阻迅速增大，从而形成较大电池内阻，降低电池的充放电性能和寿命。当大电流充放电时，接头部位会产生大量的热量，将极大损害电池的充放电性能、安全性以及使用寿命。

超声波金属焊接技术是目前市场上锂电池极片组的主流连接工艺。作为一种特殊的固相连接方法，超声波焊接具有快捷、高效、清洁和牢固的特点，非常适合用于多层箔片、导线等特殊结构的焊接。但与铆接方法相比，超声焊形成的接头强度仍相对偏低。由于金属超声波焊接需用功率随工件厚度及硬度的提高呈指数剧增，当锂电池设计电容量增加，对应盖帽及垫片设计厚度过大时，超声振动能量无法穿透过厚的盖帽或垫片，从而导致虚焊。因此，在决定是否采用超声焊工艺时，必须要首先考虑基于产品结构的超声焊工艺的可实施性、焊接接头可靠性及质量稳定性能否满足设计需求等问题。

随着技术的发展和应用的推广，锂电池向更大容量和更大功率的趋势发展，对极耳与盖帽的连接结构的可靠性和导电性提出更高的要求，锂电池向更大容量和更大功率发展，就可能需要增加电极极片的层数和盖帽的厚度。传统的螺栓铆接紧固工艺虽然能实现更大厚度的极耳与盖帽的牢固连接，但如前所述，现有技术的锂电池极耳与盖帽的连接结构及其制作方法严重影响锂电池性能可靠性及使用寿命。而现有的超声波焊接工艺受其自身缺点的限制，不能很好地解决更多层箔片结构的极耳与更厚的盖帽之间的焊接问题。总之，现有的极耳与盖帽的连接工艺因其自身缺点严重限制了锂电池结构的设计和制造，从而影响到锂电池的发展和应用。

发明内容

本新型的目的是提供一种结构简单、电连接更为稳定可靠、制造更为方便的极耳连接件及具有该极耳连接件的锂电池。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电池极耳连接件，包括扣合元件及盖帽；所述扣合元件包括壳体及可变形的第一金属弹片；所述壳体包括侧壁，所述侧壁包括第一端及第二端；所述第一金属弹片设置于所述壳体内并位于所述第一端，所述侧壁开设有连通至壳体内部的通孔；所述盖帽包括盖板及导电材料制成的极柱，所述盖板包括一组接面，所述极柱设置于所述组接面，所述极柱抵压于所述第一金属弹片上并与第一金属弹片焊接在一起。

本实用新型提供还提供一种锂电池，包括电芯以及极耳连接件，其特征在于：所述电芯多个极耳；所述极耳连接件包括扣合元件及盖帽；所述扣合元件设置于电芯的一端并包括壳体及可变形的第一金属弹片；所述壳体包括侧壁，所述侧壁包括第一端及第二端；所述第一金属弹片设置于所述壳体内并位于所述第一端，所述侧壁开设有连通至壳体内部的通孔；所述极耳从所述通孔插入于壳体内；所述盖帽包括盖板及导电材料制成的极柱，所述盖板包括一组接面，所述极柱设置于所述组接面，所述极柱抵压于所述第一金属弹片上并与第一金属弹片焊接在一起，且极柱与极面电性接触。

本实用新型通过扣合元件将电池的极耳和极柱连接，第一金属弹片的极柱的接触面积大，接触内阻非常小，另外仅需对第一金属弹片与极柱进行焊接，又减少了焊接工序，提高是生产效率，降低了人工和设备成本，同时提高了电池的安全性能。

附图说明

图1为本新型提供的一种电池极耳连接件的侧面部视示意图。

图2为图1所示的电池极耳连接件俯视示意图。

图3为本新型提供的一种锂电池的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1至2所示，为本新型优选实施方式提供的一种用于连接电池极耳的极耳连接件100，包括扣合元件10及盖帽20。

所述扣合元件10包括壳体12及第一金属弹片14。所述壳体12采用耐电解液能力强的材料制成，本实施方式中，所述壳体12使用塑料PFA(可溶性聚四氟乙烯)或PPS材质。所述壳体12为中空状并包括侧壁122，所述侧壁122包括第一端124及第二端126。所述第一金属弹片14设置于所述壳体12内并位于所述第一端124，所述侧壁122开设有连通至壳体12内部的通孔128，所述壳体12与所述第一金属弹片14通过热压方式组合在一起。所述通孔128用于插入电池的极耳使极耳收容于所述壳体12内。本实施方式中，所述壳体12为长方体状，并包括四个侧壁122，所述通孔128开设于其中一个侧壁122。所述第一金属弹片14由导电性能良好且耐电解液腐蚀的金属薄片冲压而成，本实施方式中，采用耐电解液腐蚀的镀镍处理的钢片制成。所述第一金属弹片14向远离第一端124的方向凸起，具体的，所述第一金属弹片14为梯台状，其横截面为梯形，所述第一金属弹片14的底面142及顶面144相平行且均为开口设置，其中第一金属弹片的底面142面积大于顶面144的面积并且底面142靠近第一端124，顶面144远离所述第一端124。为增加所述第一金属弹片14的弹性。所述顶面144与第一金属弹片14的侧面146邻近处还开设有多个缺口148。所述缺口148为矩形且均匀分布。在其他实施方式中，所述壳体12也可以是圆柱状或其他形状，对应的所述第一金属弹片14例如可以是锥台状。

所述盖帽20包括盖板22及极柱24。所述盖板22使用塑料PFA(可溶性聚四氟乙烯)或PPS材质。所述盖板22为圆形包括一组接面222。所述极柱24设置于所述组接面222，所述盖板22与所述极柱通过热压方式组合在一起。所述极柱24由硬度较高的金属板材等导电材料制成，且为梯台状，其横截面为梯形，所述极柱24的底面242及顶面244相平行，其中底面242面积大于顶面244的面积。所述极柱24的底面242、顶面244及侧面246的形状及大小均对应所述第一金属弹片14的底面142、顶面244及侧面246。所述极柱24的底面242设置于所述组接面222上，所述极柱24的顶面244远离所述组接面222。

组装所述极耳连接件100连接件时，盖板22的组接面222朝向所述扣合元件10的第一金属片14，其中所述极柱24的顶面244及侧面246与所述第一金属弹片14的顶面244及侧面246对应对位，将所述盖帽20压向所述扣合元件10，所述极柱24抵压所述第一金属弹片14变形(第一金属弹片14的侧面146被向第二端126变形)，使得极柱24与第一金属弹片14电性接触。即所述极柱24的侧面246与所述第一金属弹片14的侧面146接触，为确保电性连接的稳定性，极柱24的侧面246不仅与所述第一金属弹片14的侧面146接触，还焊接在一起。另外，第一金属弹片14用于和收容于壳体12内的极耳电性连接。

所图1所示，所述极耳连接件100连接还包括设置于第二端126第二金属弹片16，所述第二金属弹片16的结构与第一金属弹片14相同，且所述第二金属弹片的顶面162朝向所述第一金属弹片14，所述第二金属弹片16用于进一步支撑收容于所述壳体12内的极耳，即极耳位于第一金属弹片14与第二金属弹片16之间。在其他实施方式中，也可以不需要第二金属弹片。

进一步的，所述盖板22设置有安全阀(图未示)，防止电池发生异常，产气量过大时，发生爆炸，提高电池的安全性能。

请同时参阅图1至图3，为本实施新型提供的一种锂电池300，包括电芯32以及所述极耳连接件100。

所述电芯32包括相互卷绕的极片322(包括正极片及负极片)、从极片322的正极片或负极片引出的多个极耳324(图3中以三个极耳324为示例)，本实施方式中，以所述极耳324从正极片引出为例。每个极耳呈L状，包括连接部326及接触部328。多个极耳324的连接部326间隔平行设置，多个极耳的接触部328叠加接触在一起。所述扣合元件10设置于电芯的一端，所述极耳的接触部328从所述通孔128插入于壳体12内，然后将盖板22的组接面222朝向所述扣合元件10的第一金属片14，其中所述极柱24的顶面244及侧面246与所述第一金属弹片14的顶面244及侧面246对应对位，将所述盖帽20压向所述扣合元件10，所述极柱24挤压所述第一金属弹片14变形(第一金属弹片14的侧面146被向第二端126变形)，使得极柱24与第一金属弹片14电性接触。即所述极柱24的侧面246与所述第一金属弹片14的侧面146接触，另外极柱24的顶面244与极耳324的接触部328电性连接，最后，将极柱24的侧面246相互接触的所述第一金属弹片14的侧面146焊接在一起。极耳324的接触部328位于第一金属弹片14与第二金属弹片16之间。

本实用新型通过扣合元件将电池的极耳和极柱连接，第一金属弹片的极柱的接触面积大，接触内阻非常小，另外仅需对第一金属弹片与极柱进行焊接，减少了焊接工序，提高是生产效率，降低了人工和设备成本，同时提高了电池的安全性能。

以上所述仅为本新型的实施方式，并非因此限制本新型的专利范围，凡是利用本新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池极耳连接件，其特征在于：包括扣合元件及盖帽；所述扣合元件包括壳体及可变形的第一金属弹片；所述壳体包括侧壁，所述侧壁包括第一端及第二端；所述第一金属弹片设置于所述壳体内并位于所述第一端，所述侧壁开设有连通至壳体内部的通孔；所述盖帽包括盖板及导电材料制成的极柱，所述盖板包括一组接面，所述极柱设置于所述组接面，所述极柱抵压于所述第一金属弹片上并与第一金属弹片焊接在一起。

2.如权利要求1所述的电池极耳连接件，其特征在于：所述第一金属弹片向远离第一端的方向凸起，所述第一金属弹片为梯台状，其横截面为梯形，所述第一金属弹片的底面及顶面相平行且均为开口设置，其中第一金属弹片的底面的面积大于顶面的面积并底面靠近第一端，顶面远离所述第一端。

3.如权利要求2所述的电池极耳连接件，其特征在于：所述极柱为梯台状，其横截面为梯形，所述极柱的底面的面积大于顶面的面积，所述极柱的底面、顶面及侧面的形状及大小均对应所述第一金属弹片的底面、顶面及侧面；所述极柱的底面设置于所述组接面上，所述极柱的顶面远离所述组接面；所述极柱的侧面与所述第一金属弹片的侧面接触并还焊接在一起。

4.如权利要求3所述的电池极耳连接件，其特征在于：还包括设置于所述第二端第二金属弹片，所述第二金属弹片的结构与第一金属弹片相同，且所述第二金属弹片的顶面朝向所述第一金属弹片。

5.一种锂电池，包括电芯以及极耳连接件，其特征在于：所述电芯多个极耳；所述极耳连接件包括扣合元件及盖帽；所述扣合元件设置于电芯的一端并包括壳体及可变形的第一金属弹片；所述壳体包括侧壁，所述侧壁包括第一端及第二端；所述第一金属弹片设置于所述壳体内并位于所述第一端，所述侧壁开设有连通至壳体内部的通孔；所述极耳从所述通孔插入于壳体内；所述盖帽包括盖板及导电材料制成的极柱，所述盖板包括一组接面，所述极柱设置于所述组接面，所述极柱抵压于所述第一金属弹片上并与第一金属弹片焊接在一起，且极柱与极面电性接触。

6.如权利要求5所述的锂电池，其特征在于：每个极耳呈L状，包括连接部及接触部；多个极耳的连接部间隔平行设置，多个极耳的接触部叠加接触在一起并插入所述通孔内。

7.如权利要求6所述的锂电池，其特征在于：所述扣合元件还包括设置于所述第二端第二金属弹片，所述第二金属弹片的结构与第一金属弹片相同，所述极耳的接触部位于第一金属弹片与第二金属弹片之间。

8.如权利要求5所述的锂电池，其特征在于：所述第一金属弹片向远离第一端的方向凸起，所述第一金属弹片为梯台状，其横截面为梯形，所述第一金属弹片的底面及顶面相平行且均为开口设置，其中第一金属弹片的底面的面积大于顶面的面积并底面靠近第一端，顶面远离所述第一端；所述极柱为梯台状，其横截面为梯形，所述极柱的底面的面积大于顶面的面积，所述极柱的底面、顶面及侧面的形状及大小均对应所述第一金属弹片的底面、顶面及侧面；所述极柱的底面设置于所述组接面上，所述极柱的顶面远离所述组接面；所述极柱的侧面与所述第一金属弹片的侧面接触并还焊接在一起。

9.如权利要求8所述的锂电池，其特征在于：所述第一金属弹片的顶面与第一金属弹片的侧面邻近处还开设有多个缺口，所述缺口为矩形且均匀分布。

10.如权利要求5所述的锂电池，其特征在于：所述壳体使用可溶性聚四氟乙烯制成，并与第一金属弹片热压在一起；所述盖板为圆形并使用可溶性聚四氟乙烯制成，所述盖板与所极柱热压在一起。