CN219180712U - 一种电极连接片及二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电极连接片，电极连接片具有焊接区域，焊接区域内设置有多个凸起部，凸起部用于与壳体底部的内壁焊接。本实用新型提高了焊点的熔核面积，减少了对电池壳体镀镍层的破坏。此外，本实用新型还提供一种二次电池。

Description

一种电极连接片及二次电池

技术领域

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电极连接片及二次电池。

背景技术

目前，随着新能源汽车的发展，电池尺寸变大，电池的能量密度、过流等能力要求需要进一步提升，显然，传统的18650圆柱电池的装配基准不再完全适配，需要进行优化提升。

其中，4680圆柱电池从18650圆柱电池过渡，EVE等电池厂家在开发4680圆柱电池上可以通过增加电阻焊焊针的直径来实现焊点的熔核面积的提高，或者通过优化焊接参数(增加焊接电流和时间)来提高熔核面积。然而，上述这些方式虽然可以取得一定的熔核面积，但钢壳外表镀镍层在焊接过程中遭到了更严重的破坏，同时，成品后电池钢壳表面会发生腐蚀，使得电池存在一定的安全隐患。为此，亟需提出一种新型的技术方案以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种电极连接片，其在焊接时可保证一定的熔核面积，保障了焊接时凸起区域电流集中形成更高的电阻热效应与电池钢壳形成熔核，并且，该连接片设计有利于在小电流下的进行焊接，同时保护钢壳外表面镀镍层，降低成品电池安全隐患。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电极连接片，所述电极连接片具有焊接区域；

所述焊接区域内设置有多个凸起部，所述凸起部用于与壳体底部的内壁焊接。

优选的，相邻的两个所述凸起部的边缘的最小距离为L，所述凸起部的高度为h，满足关系式：0.125≤L/h≤0.5。其中，确保相邻的两个所述凸起部之间的间距合理不仅可以使得焊点的热效应能够更好地扩散，满足电阻焊熔核面积的要求，还能够保障热量的散失，提高散热的效率。

优选的，相邻的两个所述凸起部的边缘的最小距离小于或等于0.05mm，当相邻的两个所述凸起部的边缘的最小距离L过大时，会导致连接片的焊点面积小，容易造成虚焊的情况，当相邻的两个所述凸起部的边缘的最小距离L过小时，会导致连接片的焊接位置的热效应明显，容易造成焊透连接片的情况。

优选的，多个所述凸起部在所述电极连接片的投影面的边缘围成所述焊接区域的形状。其中，所述焊接区域的形状近似规则或不规则的圆形，当电芯卷绕用的卷针为圆柱状时，其电芯中心孔也为圆柱状，这样既可以最大程度增大焊接区域的面积，也提高了过流能力，并且，最优选的关系为电芯中心孔的投影面和焊接区域的投影面完全重合。

优选的，所述焊接区域的形状为圆形，所述焊接区域的半径小于或等于2mm。

优选的，所述电极连接片为圆形，所述电极连接片的直径小于或等于45mm。

优选的，所述凸起部的高度小于或等于0.2mm，当所述凸起部的高度h过大时，容易造成焊点的虚焊的情况。

优选的，多个所述凸起部阵列排布于所述焊接区域。

优选的，所述凸起部沿水平方向的截面宽度从所述电极连接片的表面至远离所述电极连接片的方向逐渐收窄，所述凸起部的顶面用于与电池壳体的底部接触，优选为点接触，在电阻焊时，使得电流在接触点汇集，当所述凸起部的顶面与电池壳体的底部的接触面越小时，焊接效果越好，所述凸起部的形状可以为锥形、弧形、半球形或半椭球形。

优选的，所述焊接区域位于所述电极连接片的中心。

优选的，所述电极连接片和所述焊接区域的厚度均为W，满足关系式：0.2≤h/W≤1。

优选的，所述电极连接片为正极连接片或负极连接片，所述正极连接片或所述负极连接片的材质为铜镀镍，在正极连接片或负极连接片和钢壳的电阻焊焊接时，正极连接片或负极连接片的焊接区域内设置有多个凸起部，可保证正极连接片或负极连接片上具有一定的熔核面积，此外，多个凸起部也可降低钢壳表面镀镍层的破坏程度。

本实用新型的目的之二在于：提供一种二次电池，包括如上所述的电极连接片。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型的具有焊接区域，焊接区域内设置有多个凸起部，凸起部用于与壳体底部的内壁焊接，其中，连接片的外周区域与卷芯极耳焊接完成后，卷芯入壳，连接片的中心区域的多个凸起部的凸台结构设计可与钢壳的内壁充分接触，减少因接触间隙导致的虚焊现象，相比于无凸台设计的连接片的电阻焊焊接，本申请的连接片的焊接区域内设置有多个凸起部在焊接时可保证一定的熔核面积，保障了焊接时凸起区域电流集中形成更高的电阻热效应并与电池钢壳形成熔核，同时，该连接片设计有利于在小电流下的进行焊接，有效地保护了钢壳外表面镀镍层，降低了成品电池的安全隐患。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本实用新型实施方式一的焊接区域和凸起部的结构示意图。

图2为本实用新型实施方式一的电极连接片的结构示意图。

图3为本实用新型实施方式一的焊接区域和凸起部的截面图。

其中，附图标记说明如下：

1、电极连接片；2、焊接区域；3、凸起部；h、凸起部的高度；L、相邻的两个凸起部的边缘的最小距离；W、焊接区域的厚度。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“顶”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。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图1～3和具体的实施方式对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施方式一

下面结合附图1～3描述实施方式一

一种电极连接片1，其具有焊接区域2，焊接区域2内设置有多个凸起部3，其中，凸起部3用于与壳体底部的内壁焊接。

当电池的尺寸从18650圆柱电池过渡到4680圆柱电池上时，圆柱电池的能量密度和过流能力需要大幅度的提升，使得电阻焊的熔核面积需要进一步地提升。其中，电阻焊焊接过程为：焊针穿过圆柱卷芯中心孔将电极连接片1与钢壳内侧通过电流实现电阻热效应焊接。因此，相比于无凸台设计的连接片的电阻焊焊接，本申请的连接片的焊接区域表面设置凸起结构，即连接片的焊接区域2内设置有多个凸起部3，在连接片和钢壳的电阻焊焊接时，多个凸起部3可以保证达到一定的熔核面积，保障了焊接时凸起区域电流集中形成更高的电阻热效应并与电池钢壳形成熔核，同时，该连接片设计有利于在小电流下的进行焊接，从而降低了钢壳表面镀镍层的破坏程度，有效地保护了钢壳外表面镀镍层，降低了成品电池的安全隐患。

在电极连接片1中，凸起部3可以紧密排列或按预设距离相隔开地排列，凸起部3的形状可以为锥形、弧形、半球形或半椭球形。

并且，在装配时，此连接片的外周圆环区域与卷芯极耳焊接完成后，卷芯入壳，连接片的凸起部3可与钢壳内壁充分接触，从而减少因接触间隙导致的虚焊现象。

其中，电极连接片1的材质为铜镀镍，电极连接片1可以为圆形的正极连接片或负极连接片，电极连接片1的直径可以为43～45mm，焊接区域2位于电极连接片1的中心，多个凸起部3在电极连接片1的投影面的边缘围成焊接区域2的形状。并且，焊接区域2的形状近似规则或不规则的圆形，当电芯卷绕用的卷针为圆柱状时，其电芯中心孔也为圆柱状，这样既可以最大程度增大焊接区域2的面积，也提高了过流能力，此外，最优选的关系可以为电芯中心孔的投影面和焊接区域2的投影面完全重合。

优选的，焊接区域2的形状为圆形，焊接区域2的半径为R(焊针直径≤R≤卷芯中心孔直径)，在半径为R的焊接区域2的一侧表面设置多个高度为h的凸起部3，h也可以表示凸起部3的厚度。

优选的，参见图3，相邻的两个凸起部3的边缘的最小距离为L，凸起部3的高度为h，满足关系式：0.125≤L/h≤0.5。其中，L和h还可以满足0.125≤L/h≤0.15、0.15≤L/h≤0.2、0.2≤L/h≤0.3、0.4≤L/h≤0.5、0.4≤L/h≤0.5。其中，相邻的两个凸起部3之间的适当的间距不仅可以使得焊点的热效应能够更好地扩散，满足电阻焊熔核面积的要求，还能够保障热量的散失，提高散热的效率。

优选的，电极连接片1和焊接区域2的厚度均为W，h和W满足关系式：0.2≤h/W≤1。其中，h和W还可以满足0.2≤h/W≤0.4、0.4≤h/W≤0.5、0.5≤h/W≤0.6、0.6≤h/W≤0.7、0.7≤L/h≤0.8、0.8≤h/W≤0.9、0.9≤h/W≤1。

优选的，焊接区域2的半径R小于或等于2mm，凸起部3的高度h小于或等于0.2mm，当凸起部3的高度h过大时，容易造成焊点的虚焊的情况。

其中，电极连接片1直径方向为水平方向，凸起部3沿水平方向的截面宽度从电极连接片1的表面至远离电极连接片1的方向逐渐收窄，凸起部3的底面位于电极连接片1的表面，即凸起部3可以呈底宽顶窄的形状，并且，凸起部3的顶面用于与电池壳体的底部接触，优选为点接触，在电阻焊时，使得电流可以在接触点汇集，当凸起部3的顶面与电池壳体的底部的接触面越小时，焊接效果越好。

优选的，多个凸起部3阵列排布于焊接区域2，凸起部3的阵列排布的方式可以为环形阵列排布、矩形阵列排布或正三角形阵列排布。

优选的，相邻的两个凸起部3的边缘的最小距离L小于或等于0.05mm，从而使得焊接区域2内设置有多个紧密排布的凸起部3，当相邻的两个凸起部3的边缘的最小距离L过大时，会导致连接片的焊点面积小，容易造成虚焊的情况，当相邻的两个凸起部3的边缘的最小距离L过小时，会导致连接片的焊接位置的热效应明显，容易造成焊透连接片的情况。

连接片的焊接装配过程如下：电极连接片1的外周圆环区域与圆柱卷芯极耳贴合后激光焊接，卷芯放入钢壳(钢壳壁厚0.4～0.5mm)内，电极连接片1的多个凸起部3与钢壳内壁紧密贴合，再使电极连接片1的焊接区域2与钢壳的底部焊接。其中，半球体或锥形的凸起设置有利于连接片与壳体的紧密接触，减少了外在的加压装置。

由于电阻焊焊接的电流在半球体弧顶部或锥形的顶部形成汇集，接触点因为电流密度的提高产生更大的电阻热效应从而开始形成熔核。所以，在本申请中，随着焊接时间的增加，焊点的热效应由弧顶逐渐向四周扩散满足一定的熔核面积，而其汇集的电流在逐步降低不会进一步影响到钢壳外表面的镀镍层。因此，本申请的连接片可满足电阻焊熔核面积的要求，可在低电流密度下电阻焊焊接与钢壳形成一定的熔核，也减少了电池壳体镀镍层的破坏，降低了安全隐患。

实施方式二

与实施方式一不同的是，本实施方式的R为1mm～2mm，h为0.1mm～0.2mm，L为0.0125mm～0.05mm，W为0.1mm～0.3mm。

其他结构均与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式三

一种二次电池，包括实施方式一或实施方式二的电极连接片1，其中，电极连接片1设置在二次电池的壳体的内底部，电极连接片1可作为正极集流盘或负极集流盘，电极连接片1具有与极耳焊接的外周圆环区域，电极连接片1的焊接区域2用于与壳体的底部焊接。并且，该电池可以为圆柱电池，该电池可以为锂离子电池、钠离子电池、镁离子电池等。

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 (10)

1.一种电极连接片，其特征在于：

所述电极连接片具有焊接区域(2)；

所述焊接区域(2)内设置有多个凸起部(3)，所述凸起部(3)用于与壳体底部的内壁焊接。

2.如权利要求1所述的一种电极连接片，其特征在于：相邻的两个所述凸起部(3)的边缘的最小距离为L，所述凸起部(3)的高度为h，满足关系式：0.125≤L/h≤0.5。

3.如权利要求2所述的一种电极连接片，其特征在于：相邻的两个所述凸起部(3)的边缘的最小距离小于或等于0.05mm。

4.如权利要求1所述的一种电极连接片，其特征在于：所述电极连接片为圆形，所述电极连接片的直径小于或等于45mm。

5.如权利要求1或2所述的一种电极连接片，其特征在于：所述凸起部(3)的高度小于或等于0.2mm。

6.如权利要求1或2所述的一种电极连接片，其特征在于：多个所述凸起部(3)阵列排布于所述焊接区域(2)。

7.如权利要求1或2所述的一种电极连接片，其特征在于：所述凸起部(3)沿水平方向的截面宽度从所述电极连接片的表面至远离所述电极连接片的方向逐渐收窄。

8.如权利要求1～4任一项所述的一种电极连接片，其特征在于：所述焊接区域(2)位于所述电极连接片的中心。

9.如权利要求1～4任一项所述的一种电极连接片，其特征在于：所述电极连接片的材料为铜镀镍。

10.一种二次电池，其特征在于：包括如权利要求1～9任一项所述的电极连接片。

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