CN217009493U

CN217009493U - 一种极耳结构以及软包电池

Info

Publication number: CN217009493U
Application number: CN202220546602.7U
Authority: CN
Inventors: 李峥; 冯玉川; 张志伟; 陈凯; 何泓材
Original assignee: Suzhou Qingtao New Energy S&T Co Ltd
Current assignee: Suzhou Qingtao New Energy S&T Co Ltd
Priority date: 2022-03-14
Filing date: 2022-03-14
Publication date: 2022-07-19
Anticipated expiration: 2032-03-14

Abstract

本实用新型提供了一种极耳结构以及软包电池，所述极耳带的一端部分重叠设置转接带，所述极耳带和转接带重合区域包括焊接区，所述极耳带上设置有热封区，所述热封区与焊接区不重合。本实用新型调节热封区与焊接区的位置，使热封区与焊接区不重合，从而极耳结构硬度适合，且不易发生断裂，能够保证电池模组加工工序顺利进行，具有结构简单、便于加工等特点。

Description

一种极耳结构以及软包电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，涉及一种极耳结构以及软包电池。

背景技术

考虑到导电性等要求，正极通常采用铝箔作为极耳材料，但是铝箔较软，经过多次弯折容易折断，因此，在实际生产过程中，通常需要进行铝转镍，即极耳采用硬度更高的镍连接铝箔，以兼顾成本、硬度方面的要求。镍铝转化通常采用焊接的方式进行，在实际焊接过程中，铝带和镍带上下叠合焊接。

这种结构和焊接方式使得正极极耳的硬度得到了提高，便于后续的加工处理，以及与模组的配合连接。但对于软包电池而言，在化成等工艺结束后，需要对铝塑膜进行热封，热封是通过加热的铜，铜片挤压铝塑膜，而热封的位置正好位于铝带和镍带的焊接位置，因此，加热铜片施加在铝塑膜上的作用力正好施加在铝箔和镍箔上，由于镍箔的硬度比铝箔高，使得铝箔很容易被镍箔切断。又因为封装后，铝箔和镍箔的焊接区域位于热封区域内，因此，被镍箔切断的铝箔无法通过肉眼观察得到，产品的质量问题不容易被及时发现。

CN215578963U公开了一种铝转镍极耳及电芯。该铝转镍极耳包括铝带、镍带以及极耳胶，铝带的一端与镍带的一段搭接，形成铝镍重叠部，铝带上设有极耳胶，极耳胶延伸出铝带的两侧，极耳胶紧挨铝镍重叠部，极耳胶的长度为6.5mm～8.5mm。该申请提供一种电芯，包括铝转镍极耳，由于该铝转镍极耳中的极耳胶的长度为6.5mm～8.5mm，相比现有技术中极耳胶的长度增加了1.5mm～2.5mm，在使用制片机对极耳焊接端粘贴保护胶纸时，可直接贴到极耳胶延长的部分，首先避免了低贴导致极耳焊接端一部分露出的情况，由于制片机的精度差在2mm左右，保护胶纸的粘贴位置不会超出极耳胶延长的部分，即保护胶纸粘贴好后，极耳胶剩下的长度也有5mm～6mm，可满足封装要求。

CN211295249U公开了一种铝转镍极耳，包括铝带和镍带；铝带和镍带通过焊接部焊接连接；其中，焊接部位于铝带一端和镍带一端重叠形成的铝镍重叠部中；镍带靠近铝带的一端设有极耳胶；极耳胶包覆铝镍重叠部，并向镍带远离铝带的一端延伸。该实用新型创新地将铝转镍极耳上的极耳胶封装在镍带上，使得正极极耳的极耳胶封装要求与负极极耳的极耳胶封装要求完全相同，从而提高了铝转镍极耳的制造效率，降低了生产成本。

CN209709077U公开了一种铝转镍极耳，包括铝带、镍带及极耳胶，所述铝带的一端与所述镍带的一端重叠形成连接部，通过在连接部焊接连接所述铝带、镍带；设有保护胶包覆所述连接部，所述极耳胶包覆所述保护胶并向所述铝带部分延伸，所述极耳胶由所述保护胶向所述铝带部分延伸的长度大于电池主体的铝塑膜壳体的厚度；所述镍带具有第一厚度，所述铝带具有比所述第一厚度薄的第二厚度。该实用新型对铝转镍处重点保护，加强极耳的整体强度，避免极耳重复弯折导致极耳断裂，可省略生产过程中避免极耳折断的弯折工序，提高生产效率；对铝片进行薄化，可减少极耳占用电池的空间，近一步提升电池的能量密度。

因此，如何在保证极耳硬度适中，而且在热封过程中不会造成铝带断裂，成为目前迫切需要解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种极耳结构以及软包电池，调节热封区与焊接区的位置，使热封区与焊接区不重合，从而极耳结构硬度适合且不易发生断裂，能够保证电池模组加工工序顺利进行，具有结构简单、便于加工等特点。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种极耳结构，所述极耳结构包括极耳带，所述极耳带的一端部分重叠设置转接带，所述极耳带和转接带重合区域包括焊接区，所述极耳带上设置有热封区，所述热封区与焊接区不重合。

本实用新型通过将极耳结构中的焊接区与热封区不重合设置，在热封过程中保证极耳结构强度的同时，有效避免极耳带(例如铝箔)容易在焊接区断裂的问题发生，便于软包电池的后续加工处理，以及与电池模组的配合连接，保证电池质量，具有结构简单、便于加工和适合工业化生产等特点。

作为本实用新型的一个优选技术方案，沿所述极耳带的长度方向，所述热封区和焊接区的距离为0.5～2mm，例如为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2.0mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本实用新型通过控制沿极耳带的长度方向，热封区和焊接区的距离为0.5～2mm，从而进一步地保证极耳的硬度以及防断裂性能，若距离低于0.5mm，则硬度较大的转接带(例如镍带)压到极耳带(例如铝带)，容易造成极耳带断裂的问题发生；若距离高于2mm，则导致极耳带较软，硬度不够，影响后续加工工序，增加加工困难。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述极耳结构包括极耳胶，所述极耳胶覆盖所述热封区。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述极耳胶靠近焊接区的一侧延伸至焊接区。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述焊接区远离热封区的一侧边缘为第一边缘，所述焊接区与上边缘相对的一侧边缘为第二边缘，所述极耳胶靠近焊接区的一侧边缘位于所述第一边缘和第二边缘之间。

作为本实用新型的一个优选技术方案，沿所述极耳带的长度方向，所述焊接区的长度为10～20mm，例如为10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型的一个优选技术方案，沿所述极耳带的长度方向，所述热封区的长度为5～15mm，例如为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述极耳带包括铝带，所述转接带包括镍带。

第二方面，本实用新型提供了一种软包电池，所述软包电池包括外壳，以及设置于外壳内的电芯，所述电芯上设置有第一方面所述的极耳结构，所述极耳结构分别与电芯中的正极片和负极片连接。

需要说明的是，本实用新型对外壳的材质不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据软包电池的设计合理选择，例如外壳为铝塑膜。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述电芯包括叠片电芯或卷绕电芯。

示例性地，提供一种上述软包电池的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：

S1、将铝箔和镍箔进行焊接，完成铝转镍工艺，制备得到正极极耳；极耳还包括极耳胶，极耳胶的位置与热封区相对应；

S2、将正极极耳和负极极耳分别与正极极片、负极极片焊接，并进行化成；

S3、对电芯进行热封，采用装置对热封区进行施压热封，其中，热封区的上边界位于铝箔和镍箔的焊接区的下边界的0.5～2mm，得到软包电池，在软包电池中，极耳胶具有凸出于热封区的部分，极耳胶的凸出部分位于焊接区的上边缘和下边缘之间。

需要说明的是，本实用新型中热封温度170～230℃，例如为170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃或230℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

需要说明的是，本实用新型中热封压力0.5～1.0MPa，例如为0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa或1.0MPa，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本实用新型对热封温度、热封压力等热封工艺参数没有特别限定。一般而言，铝塑膜的融化温度一般在180～190℃，可以在一定范围内选取几个温度点进行相同压力下和热封时间的热封实验，通过热封强度和效果来确定最佳封装温度。相应的，也可以确定热封压力和时间对强度和封装效果的影响。通过相关分析后，可以确认哪个因素为主要影响因素。

一般来说，封装强度随封装温度升高而升高，当温度达到一定高度时可能会导致过封，PP(聚丙烯)熔胶溢出热封区域，冷却后形成裂纹从而降低热封强度。热封最佳时间与温度有关，温度较低时热封时间对强度影响不大，这是因为PP层在低温下没有达到熔点，热封层没有熔合在一起。当温度足够高时，热封时间与热封强度呈正相关。封装压力会影响封装厚度，但是相对于温度和时间来说，是个不太重要的因素。在日常封装设备使用过程中还要注意封头的平整度、平行度，确认封头温度、温度传感器是否正常等，当发现温度异常时要解决相应的问题。

本实用新型所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本实用新型不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施例方式中提供的极耳结构的示意图；

图2为本实用新型一个具体实施方式中提供的极耳结构的侧面示意图；

图3为本实用新型对比例1中提供的极耳结构的示意图。

其中，1-极耳带；2-转接带；3-焊接区；4-热封区；5-极耳胶。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种极耳结构，如图1和图2所示，所述极耳结构包括极耳带1，所述极耳带1的一端部分重叠设置转接带2，所述极耳带1和转接带2重合区域包括焊接区3，所述极耳带1上设置有热封区4，所述热封区4与焊接区3不重合。

具体地，沿所述极耳带1的长度方向，所述热封区4和焊接区3的距离为0.5～2mm。本实用新型通过控制沿极耳带1的长度方向，热封区4和焊接区3的距离为0.5～2mm，从而进一步地保证极耳的硬度以及防断裂性能，若距离低于0.5mm，则硬度较大的转接带2(例如镍带)压到极耳带1(例如铝带)，容易造成极耳带1断裂的问题发生；若距离高于2mm，则导致极耳带1较软，硬度不够，影响后续加工工序，增加加工困难。

具体地，所述极耳结构包括极耳胶5，所述极耳胶5覆盖所述热封区4。进一步地，所述极耳胶5靠近焊接区3的一侧延伸至焊接区3。更进一步地，所述焊接区3远离热封区4的一侧边缘为第一边缘，所述焊接区3与上边缘相对的一侧边缘为第二边缘，所述极耳胶5靠近焊接区3的一侧边缘位于所述第一边缘和第二边缘之间，其中第一边缘和第二边缘分别对应图1所示焊接区3的上边缘和下边缘。

具体地，沿所述极耳带1的长度方向，所述焊接区3的长度为10～20mm；所述热封区4的长度为5～15mm。

具体地，所述极耳带1包括铝带，所述转接带2包括镍带。

本实用新型还提供了一种软包电池，所述软包电池包括外壳，以及设置于外壳内的电芯，所述电芯上设置有第一方面所述的极耳结构，所述极耳结构分别与电芯中的正极片和负极片连接。可选地，外壳为铝塑膜。

具体地，所述电芯包括叠片电芯或卷绕电芯。

S1、将铝箔和镍箔进行焊接，完成铝转镍工艺，制备得到正极极耳；极耳还包括极耳胶5，极耳胶5的位置与热封区4相对应；

S3、对电芯进行热封，采用装置对热封区4进行施压热封，热封温度170～230℃，热封压力0.5～1.0MPa，其中，热封区4的上边界位于铝箔和镍箔的焊接区3的下边界的0.5～2mm，得到软包电池，在软包电池中，极耳胶5具有凸出于热封区4的部分，极耳胶5的凸出部分位于焊接区3的上边缘和下边缘之间。

实施例1

本实施例提供了一种极耳结构，基于一个具体实施方式，所述热封区4和焊接区3的距离为1mm，所述焊接区3的长度为15mm；所述热封区4的长度为10mm。

实施例2

本实施例提供了一种极耳结构，基于一个具体实施方式，所述热封区4和焊接区3的距离为0.5mm，所述焊接区3的长度为10mm；所述热封区4的长度为5mm。

实施例3

本实施例提供了一种极耳结构，基于一个具体实施方式，所述热封区4和焊接区3的距离为2mm，所述焊接区3的长度为20mm；所述热封区4的长度为15mm。

实施例4

本实施例提供了一种极耳结构，与实施例1相比，其区别在于，所述热封区4和焊接区3的距离为0.2mm。

实施例5

本实施例提供了一种极耳结构，与实施例1相比，其区别在于，所述热封区4和焊接区3的距离为3mm。

对比例1

本对比例提供了一种极耳结构，与实施例1相比，其区别在于，热封区4与焊接区3重叠，且重叠区域的长度为1mm，其余结构与实施例1完全相同。

将上述实施例和对比例制备得到的极耳结构组装至软包电池，测试其断裂率并检测硬度，硬度测试中，剥离力处于15～20N且抗拉强度为90～105N/mm²为合适，剥离力低于15N或抗拉强度低于90N/mm²为过软，剥离力高于20N或抗拉强度高于105N/mm²为适中为过硬，测试结果如表1所示。

表1

	每万个断裂率	极耳硬度
			实施例1	0％	合适
实施例2	0％	合适
			实施例3	0％	合适
实施例4	0.02％	过硬
			实施例5	0％	过软
对比例1	0.04％	合适

从上表可以看出，本实用新型通过将极耳结构中的焊接区3与热封区4不重合设置，在热封过程中保证极耳强度的同时，有效避免极耳带1(例如铝箔)容易在焊接区3断裂的问题发生，便于软包电池的后续加工处理，以及与电池模组的配合连接，保证电池质量，具有结构简单、便于加工和适合工业化生产等特点。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种极耳结构，所述极耳结构包括极耳带，所述极耳带的一端部分重叠设置转接带，其特征在于，所述极耳带和转接带重合区域包括焊接区，所述极耳带上设置有热封区，所述热封区与焊接区不重合。

2.根据权利要求1所述的极耳结构，其特征在于，沿所述极耳带的长度方向，所述热封区和焊接区的距离为0.5～2mm。

3.根据权利要求1所述的极耳结构，其特征在于，所述极耳结构包括极耳胶，所述极耳胶覆盖所述热封区。

4.根据权利要求3所述的极耳结构，其特征在于，所述极耳胶靠近焊接区的一侧延伸至焊接区。

5.根据权利要求4所述的极耳结构，其特征在于，所述焊接区远离热封区的一侧边缘为第一边缘，所述焊接区与上边缘相对的一侧边缘为第二边缘，所述极耳胶靠近焊接区的一侧边缘位于所述第一边缘和第二边缘之间。

6.根据权利要求1所述的极耳结构，其特征在于，沿所述极耳带的长度方向，所述焊接区的长度为10～20mm。

7.根据权利要求1所述的极耳结构，其特征在于，沿所述极耳带的长度方向，所述热封区的长度为5～15mm。

8.根据权利要求1所述的极耳结构，其特征在于，所述极耳带包括铝带，所述转接带包括镍带。

9.一种软包电池，其特征在于，所述软包电池包括外壳，以及设置于外壳内的电芯，所述电芯上设置有权利要求1-8任一项所述的极耳结构，所述极耳结构分别与电芯中的正极片和负极片连接。

10.根据权利要求9所述的软包电池，其特征在于，所述电芯包括叠片电芯或卷绕电芯。