CN213601985U - 一种锂电池极耳片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂电池技术领域，公开了一种锂电池极耳片，包括从上至下依序层叠布置的镍带层、SPCC钢带层以及铜带层；所述镍带层、所述SPCC钢带层以及所述铜带层之间以面复合方式结合；所述镍带层与所述极耳片的厚度比、所述SPCC钢带层与所述极耳片的厚度比、所述铜带层与所述极耳片的厚度比分别为5％～15％、30％～40％、35％～55％。本实用新型提供的一种锂电池极耳片，通过一定的机械咬合将纯镍带、SPCC钢带和纯铜带复合为一体，这使得上述极耳片综合了镍、钢和铜的性能特点，不但具有很好的导电性能，还具有一定的强度和韧性，而且还有很好的焊接性能，同时电阻率低，生产成本低。

Description

一种锂电池极耳片

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，更具体地说，涉及一种锂电池极耳片。

背景技术

随着的新能源行业的发展，锂离子电池的得到广泛的应用，如应用在新能源汽车、电动工具、电动玩具等需要大电量的物件上。锂离子电池具有四大主材，分别为：正极材料、负极材料、隔膜和电解液，除四大主材外，还有正极极耳、负极极耳和外壳等。其中正、负极极耳是将电能引出的导体部分。现有技术中，锂离子电池生产工艺比较成熟，正极极耳材料一般采用铝带，负极极耳材料一般为镍带。

镍带具有导电性能好、焊接性能优良、抗腐蚀性能强等特点，市面上普遍将其应用到负极极耳材料中。但纯镍带电阻率高，这对大容量电池会产生较大影响。而目前开发出的采用铜镍复合带材，降低了材料电阻率，取代了大容量电池里的纯镍带，但成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂电池极耳片，旨在解决现有技术中，锂电池中极耳材料的电阻率高的问题。

本实用新型是这样实现的，本实用新型提供一种锂电池极耳片，包括从上至下依序层叠布置的镍带层、SPCC钢带层以及铜带层；所述镍带层、所述SPCC钢带层以及所述铜带层之间以面复合方式结合；所述镍带层与所述极耳片的厚度比、所述SPCC钢带层与所述极耳片的厚度比、所述铜带层与所述极耳片的厚度比分别为5％～15％、30％～40％、35％～55％。

进一步地，所述极耳片的厚度范围为0.05-0.30mm。

进一步地，所述镍带层的厚度范围为0.004-0.012mm，所述SPCC钢带层的厚度范围为0.024-0.032mm，所述铜带层的厚度范围为0.028-0.044mm。

进一步地，所述铜带层的厚度等于所述镍带层与所述SPCC钢带层的厚度之和。

进一步地，所述极耳片的硬度范围为60-90HV1.0。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种锂电池极耳片，充分利用金属的塑性变形与金属间的原子扩散原理，通过一定的机械咬合将纯镍带、SPCC钢带和纯铜带复合为一体，这使得上述极耳片综合了镍、钢和铜的性能特点，不但具有很好的导电性能，还具有一定的强度和韧性，而且还有很好的焊接性能，同时电阻率低，生产成本低。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种锂电池极耳片的结构示意图

图2是一种锂电池极耳材料的加工工艺的第一实施例的流程示意图；

图3是一种锂电池极耳材料的加工工艺的第二实施例的流程示意图；

图4是一种锂电池极耳材料的加工工艺的第三实施例的流程示意图；

图5是一种锂电池极耳材料的加工工艺的第四实施例的流程示意图。

附图标记：1-镍带层，2-SPCC钢带层，3-铜带层。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

参阅图1，图1示出了本实用新型实施例提供的一种锂电池极耳片的结构示意图，一种锂电池极耳片，包括从上至下依序层叠布置的镍带层1、SPCC钢带层2以及铜带层3；镍带层1、SPCC钢带层2以及铜带层3之间以面复合方式结合；镍带层1与极耳片的厚度比、SPCC钢带层2与极耳片的厚度比、铜带层3与极耳片的厚度比分别为5％～15％、30％～40％、35％～55％。

上述提供的一种锂电池极耳片，通过将纯镍带、SPCC钢带和纯铜带以一定比例的复合为一体，这使得上述极耳片综合了镍、钢和铜的性能特点，不但具有很好的导电性能，还有一定的强度和韧性，而且还具有很好的焊接性能，同时电阻率低，生产成本低。

其中，镍带层1、SPCC钢带层2以及铜带层3之间以面复合方式结合；此处的面复合是指充分利用金属的塑性变形与金属间的原子扩散原理，通过一定的机械咬合将不同的材料层结合为一体，这一工艺技术为常规工艺，通常由压力复合机来实现面复合。

可选地，极耳片的厚度范围为0.05-0.30mm。其中，当极耳片的厚度为0.08mm时，极耳片具有很好的综合性能。优选地，镍带层1的厚度范围为0.004-0.012mm，SPCC钢带层2的厚度范围为0.024-0.032mm，铜带层3的厚度范围为0.028-0.044mm。

优选地，铜带层3的厚度等于镍带层1与SPCC钢带层2的厚度之和。

优选地，极耳片的硬度范围为60-90HV1.0。

上述极耳片由一种锂电池极耳材料制成，参阅图2，图2示出了一种锂电池极耳材料的加工工艺的第一实施例的流程示意图，一种锂电池极耳材料的加工工艺，包括以下步骤：

步骤S10、原材料选取：选取厚度为0.5-1.0mm(例如0.5mm、0.8mm或者1.0mm)、宽度为100-150mm(例如100mm、125mm或者150mm)的纯镍带，选取厚度为0.7-3.0mm(例如0.7mm、2.0mm或者3.0mm)、宽度为100-150mm(例如100mm、125mm或者150mm)的SPCC钢带，选取厚度为1.0-2.0mm(例如1.0mm、1.5mm或者2.0mm)、宽度为100-150mm(例如100mm、125mm或者150mm)的纯铜带；其中，所述纯镍带的硬度为90-110HV1.0(例如90HV1.0、100HV1.0或者110HV1.0)，所述SPCC钢带的硬度为100-140HV1.0(例如100HV1.0、120HV1.0或者140HV1.0)，所述纯铜带的硬度为70-80HV1.0(例如70HV1.0、75HV1.0或者80HV1.0)。

步骤S20、复合处理：对选取好的纯镍带、SPCC钢带和纯铜带进行压延复合，同时分别给所述纯镍带、SPCC钢带和纯铜带提供一定的热能，以使所述纯镍带温度控制在200-300℃(例如200℃、250℃或者300℃)，所述SPCC钢带温度控制在150-300℃(例如150℃、200℃或者300℃)，所述纯铜带温度控制在150-200℃(例如150℃、175℃或者200℃)，并使所述纯镍带、所述SPCC钢带和所述纯铜带复合为一体得到复合带材；以复合后得到的复合带材进行90°来回折断后端面不分离作为复合的合格标准。

优选地，通过压力复合机对所述纯镍带、所述SPCC钢带和纯铜带进行压延复合，为了保证选取好的镍带、SPCC钢带和纯铜带之间的洁净度，所述压力复合机中通入有惰性气体或者氨分解气体(N2、H2)，以使所述所述纯镍带、所述SPCC钢带以及纯铜带在惰性气氛或者还原气氛中进行压延复合；这样，能够防止两种材料间出现杂物(如氧化物)，保证材料间的洁净度，不产生塑性差的物质，从而影响不同材料之间的结合强度。

步骤S30、抛光处理：采用抛光机对经过复合处理后得到的复合带材表面进行抛光处理，除去复合过程中复合带材表面产生的杂物，以便消除加工过程中产品表面产生的缺陷(如划伤、压痕、凹坑等)。

步骤S40、第一次扩散退火处理：对经过抛光处理后的复合带材进行第一次的扩散退火处理，退火温度为700-900℃(例如700℃、800℃或者900℃)；通过变形量的不同可选定不同的退火温度，该退火的主要目的是通过材料间原子的扩散使复合带材的复合界面结合的更为紧密，增强产品的复合强度。

步骤S50、压延处理：通过多辊轧制机对经过扩散退火处理后的复合带材进行多次轧制，直至将复合带材轧至0.05-0.30mm的厚度。

优选地，在对所述复合带材的任意两次轧制之间，对复合带材进行一次或者多次的软化退火处理，退火温度为800-900℃(例如800℃、850℃或者900℃)；多辊轧制机在对复合带材进行多次轧制时，会产生加工硬化，软化退火处理用于消除复合带材在轧制处理过程中所产生的加工硬化。

上述提供的一种锂电池极耳材料的加工工艺，充分利用金属的塑性变形与金属间的原子扩散原理，通过一定的机械咬合将纯镍带、SPCC钢带和纯铜带复合为一体，通过上述加工工艺生产出的极耳材料综合了镍、钢和铜的性能特点，不但具有很好的导电性能，还有一定的强度和韧性，而且还具有很好的焊接性能，同时电阻率低，生产成本低。

基于第一实施例的基础之上，提出第二实施例，图3示出了一种锂电池极耳材料的加工工艺的第二实施例的流程示意图，在所述步骤S20之前，所述加工工艺还包括以下步骤：

步骤S101、清洁处理：分别对选取好的纯镍带、SPCC钢带和纯铜带进行表面清洁处理。

经过步骤S101的清洁处理后，然后执行步骤S2，能够可以大大提高纯镍带、SPCC钢带和纯铜带之间的复合强度，提高复合带材的复合效果。

需要说明的是，步骤S101具体包括以下步骤：

步骤S1011：通过抛光设备对选取好的纯镍带、SPCC钢带和纯铜带进行表面抛光除杂、除氧化；这样可以去除纯镍带、SPCC钢带和纯铜带表面的杂质以及金属氧化物。

步骤S1012：通过烘干设备对抛光除杂、除氧化的纯镍带、SPCC钢带和纯铜带进行表面干燥处理；这样可以保持纯镍带、SPCC钢带和纯铜带表面的干燥，避免了存在水迹/水斑等质量隐患。

基于第一实施例的基础之上，提出第三实施例，图4示出了一种锂电池极耳材料的加工工艺的第二实施例的流程示意图，参考图4，在所述步骤S50之后，所述加工工艺还包括以下步骤：

步骤S501、第二次扩散退火处理：对压延处理完成的成品带材进行第二次扩散退火处理，退火温度为700-900℃(例如700℃、800℃或者900℃)，以使成品带材的硬度达到所需的硬度需求，不同的退火温度下，成品带材的硬度相同。

基于第一实施例的基础之上，提出第四实施例，图5示出了一种锂电池极耳材料的加工工艺的第二实施例的流程示意图，参考图5，在所述步骤S50之后，所述加工工艺还包括以下步骤：

步骤S502、表面处理：将所述成品带材表面的轧制油除净并烘干，从而保证成品带材表面的光洁度。

步骤S503、分切包装：将成品带材分切成所需的尺寸大小并包装；具体地，根据不同规格的成品带材的大小切分，并对分切好的成品带材进行真空包装。

在一种具体的实施方式中，极耳材料的加工工艺包括以下步骤，

步骤S10、原材料选取：

镍带：0.5×115mm、HV1.0:160，

铜带：2.0×115mm、HV1.0:80，

SPCC钢带：1.0×115mm、HV1.0:110；

步骤S101、清洁处理：采用抛光机对三条带材表面进行抛光，抛光后用热水进行冲洗，同时用热风进行烘干，保证表面无杂物、水斑等；

步骤S20、复合处理：在两辊轧制复合机上进行复合，上层为镍带、中层为SPCC钢带、下层为铜带，三条带材一起复合。镍带在轧辊口的温度控制在180℃，温度偏差为±5℃，SPCC钢带在轧辊口的温度控制在250℃，温度偏差为±5℃，铜带在轧辊口的温度控制在180℃，温度偏差为±5℃，在带材进入轧辊前，向轧机中通入氨分解气体(N2、H2)用于对带材进行保护，气体流量控制为7Nm3/h，复合机轧制出口的厚度为2.0mm，以使得复合后的复合带材的厚度为2.0mm，复合后将复合带材进行90°折断，截面无分离现象，表示复合强度合格；

步骤S30、抛光处理：采用抛光机将复合后的带材表面的黑色杂质、碎屑、线条等清理干净，同时用热水及烘干设施进行干燥处理。

步骤S40、第一次扩散退火处理：清理后在光亮式退火炉中以850℃、1m/min工艺进行热处理，退火后能够使复合带材的复合界面结合的更为紧密，增强产品的复合强度，同时消除带材加工硬度，便于后期冷加工；

步骤S50、压延处理：退火后在四辊轧制机上进行往返轧制，共轧制20道次，轧制过程中需要对半成品进行软化退火后再行轧制，直至将产品轧至厚度为0.08mm；

步骤S501、第二次扩散退火处理：将轧制好的成品带材在830℃下进行退火处理，保持镍带硬度控制在HV1.0:80；

步骤S502、表面处理：将成品带材在清洗机上进行表面除油、烘干，确保成品带材表面无质量缺陷；

步骤S503、分切包装：按照尺寸要求对成品带材进行分切、包装。

本实用新型还提供了一种锂电池极耳材料，所述极耳材料由上述加工工艺加工得到。

上述提供的一种锂电池极耳材料，通过一定的机械咬合将纯镍带、SPCC钢带和纯铜带复合为一体，这使得上述极耳材料综合了镍、钢和铜的性能特点，不但具有很好的导电性能，还有一定的强度和韧性，而且还具有很好的焊接性能，同时电阻率低，生产成本低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种锂电池极耳片，其特征在于，包括从上至下依序层叠布置的镍带层、SPCC钢带层以及铜带层；所述镍带层、所述SPCC钢带层以及所述铜带层之间以面复合方式结合；所述镍带层与所述极耳片的厚度比、所述SPCC钢带层与所述极耳片的厚度比、所述铜带层与所述极耳片的厚度比分别为5％～15％、30％～40％、35％～55％。

2.如权利要求1所述的锂电池极耳片，其特征在于，所述极耳片的厚度范围为0.05-0.30mm。

3.如权利要求2所述的锂电池极耳片，其特征在于，所述镍带层的厚度范围为0.004-0.012mm，所述SPCC钢带层的厚度范围为0.024-0.032mm，所述铜带层的厚度范围为0.028-0.044mm。

4.如权利要求1所述的锂电池极耳片，其特征在于，所述铜带层的厚度等于所述镍带层与所述SPCC钢带层的厚度之和。

5.如权利要求1所述的锂电池极耳片，其特征在于，所述极耳片的硬度范围为60-90HV1.0。

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