CN219180723U - 一种钢壳负极汇流盘结构及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢壳负极汇流盘结构及电池。一种钢壳负极汇流盘结构，包括汇流层和焊接层，所述汇流层和所述焊接层叠层设置，所述汇流层和所述焊接层之间能够导电，所述焊接层能够用于与钢壳焊接。其通过在汇流层上叠层设置焊接层，焊接层能够与汇流层之间导电，形成汇流层和钢壳之间的导电通路，同时焊接层能够用于与钢壳焊接，其焊接相比于汇流层和钢壳焊接更加容易，使得汇流层更加容易的与钢壳焊接，其解决了汇流层与钢壳难以焊接的问题，且汇流层与钢壳焊接质量好，过流能力强。

Description

一种钢壳负极汇流盘结构及电池

技术领域

本实用新型涉及电池汇流盘技术领域，特别是一种钢壳负极汇流盘结构及电池。

背景技术

现有技术中，尺寸较小的电池(如电芯直径小于20mm的小圆柱电池)采用电阻焊实现负极与钢壳的连接，但这种设计方法过流有限，不适用于尺寸较大钢壳的电池(如电芯直径大于或等于20mm的大圆柱电池)的设计，且目前较大钢壳电池的电芯负极普遍采用全极耳模式，极耳先与汇流盘激光焊接，然后钢壳与汇流盘进行焊接，但现有汇流盘多是采用铜片，而钢-铜异种金属由于材料自身特性，较难实现激光焊接，焊接难度较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的汇流盘和钢壳采用异种金属时，存在因材料自身特性，较难实现激光焊接，焊接难度较大的问题，提供一种钢壳负极汇流盘结构及电池。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种钢壳负极汇流盘结构，包括汇流层和焊接层，所述汇流层和所述焊接层叠层设置，所述汇流层和所述焊接层之间能够导电，所述焊接层能够用于与钢壳焊接。

本方案所述钢壳负极汇流盘结构，通过在汇流层上叠层设置焊接层，焊接层能够与汇流层之间导电，形成汇流层和钢壳之间的导电通路，同时焊接层能够用于与钢壳焊接，其焊接相比于汇流层和钢壳焊接更加容易，使得汇流层更加容易的与钢壳焊接，其解决了汇流层与钢壳难以焊接的问题，且汇流层与钢壳焊接质量好，过流能力强。

优选的，所述汇流层为铜片，在焊接层与钢壳焊接的过程中，因焊接层下方的铜片导热性强，使得铜片不易被焊穿，使得焊接更加安全；同时，铜片的过流能力强。

优选的，所述焊接层为镍片、铝片或银片等，均能够较好的实现焊接层和钢壳的焊接。采用银片作为焊接层，价格较高；采用铝片作为焊接层，散热比较快，对激光焊接工艺要求高，不适用于量产；采用镍片作为焊接层，价格低，与钢壳焊接效果好，过流能力强，且对激光焊接工艺要求低，能够实现电池的量产。

优选的，所述焊接层为镍片，所述铜片和所述镍片的交接处具有复合层，所述复合层由所述铜片和所述镍片相互嵌入形成，使得铜镍间无缝衔接，剥离力大于400N，使得铜片和镍片的结合稳定性高，不易分开，过流能力强，导电更加稳定，且导电效果更好。

优选的，所述铜片的厚度为0.05mm～1mm。铜片作为汇流层，起到防止焊穿及过流的作用，当铜片的厚度低于0.05mm时，镍片与钢壳焊接时，容易将铜片焊穿；当铜片的厚度高于1mm时，会导致汇流盘厚度太大，会降低电芯能量密度。

优选的，所述镍片的厚度为0.05mm～1mm。镍片作为焊接层时，镍片低于0.05mm时，镍片与钢壳焊接时，激光焊接熔池熔深不足，激光能量不能被完全吸收，导致激光焊印周边受热变色，影响外观，且镍片与钢壳的焊接质量差，过流能力差；当镍片厚度高于1mm时，会导致汇流盘厚度太大，会降低电芯能量密度。

优选的，所述镍片和所述铜片的厚度之比为(1.9～2.1)：1。镍片较薄的话，激光焊接熔池熔深不足，激光能量不能被完全吸收，导致激光焊印周边受热变色，影响外观；铜片起到防止焊穿及过流的作用，故铜片不能过薄；目前镍片和所述铜片的厚度之比为(1.9～2.1)：1，取得了较好激光焊接效果，当镍片和所述铜片的厚度之比大于2.1:1，容易出现铜片被焊穿的问题；当镍片和所述铜片的厚度之比小于1.9:1时，激光焊接熔池熔深、熔宽不足，焊接质量差，使得汇流盘结构和钢壳之间的过流能力差。

优选的，汇流盘结构的厚度为0.1mm～2mm。汇流盘结构厚度太大，会降低电芯能量密度，汇流盘结构厚度太小会过流不良。

优选的，所述汇流层和所述焊接层均为圆形截面，便于在圆柱形钢壳内安装。

一种电池，包括圆柱形的钢壳、电芯和上述的钢壳负极汇流盘结构，所述电芯和所述钢壳负极汇流盘结构均位于所述钢壳内，所述钢壳负极汇流盘结构的焊接层与钢壳一端内端面焊接，所述钢壳负极汇流盘结构的汇流层连接所述电芯的负极的极耳。

本方案所述电池，采用本申请的钢壳负极汇流盘结构来实现电芯的负极的极耳和钢壳的连接，其焊接质量更好，过流能力更强。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所述钢壳负极汇流盘结构，通过在汇流层上叠层设置焊接层，焊接层能够与汇流层之间导电，形成汇流层和钢壳之间的导电通路，同时焊接层能够用于与钢壳焊接，其焊接相比于汇流层和钢壳焊接更加容易，使得汇流层更加容易的与钢壳形成连接，其解决了汇流层与钢壳难以焊接的问题，汇流层与钢壳焊接质量好，过流能力强。

2、本实用新型所述钢壳负极汇流盘结构，所述焊接层为镍片，所述汇流层为铜片，所述铜片和所述镍片的交接处具有复合层，所述复合层由所述铜片和所述镍片相互嵌入形成，使得铜镍间无缝衔接，剥离力大于400N，使得铜片和镍片的结合稳定性高，不易分开，铜片和镍片之间过流能力强，导电更加稳定，且导电效果更好。采用铜片为汇流层，在镍片与钢壳焊接的过程中铜片导热性强，使得铜片不易被焊穿，使得焊接更加安全；且铜片的过流能力强。采用镍片作为焊接层，价格低，与钢壳焊接效果好，过流能力强，且对激光焊接工艺要求低，能够实现电池的量产。

3、本实用新型所述钢壳负极汇流盘结构，所述镍片和所述铜片的厚度之比为(1.9～2.1)：1，具有较好激光焊接效果，焊接质量好，过流效果好，不易被焊穿。

4、本实用新型所述电池，采用本实用新型所述的钢壳负极汇流盘结构来实现电芯的负极的极耳和钢壳的连接，其焊接质量更好，过流能力更强。

附图说明

图1是实施例1中所述钢壳负极汇流盘结构的分层示意图；

图2是实施例1中所述钢壳负极汇流盘结构的俯视图；

图3是复合层的结构示意图；

图4是实施例1中所述钢壳负极汇流盘结构与钢壳的位置示意图。

图标：1-铜片；2-镍片；3-复合层；4-钢壳。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实施例提供一种钢壳负极汇流盘结构，参见图1-4，包括汇流层和焊接层，所述汇流层和所述焊接层叠层设置，所述汇流层和所述焊接层之间能够导电，所述焊接层能够用于与钢壳4焊接。

本方案所述钢壳负极汇流盘结构，通过在汇流层上叠层设置焊接层，焊接层能够与汇流层之间导电，形成汇流层和钢壳4之间的导电通路，即汇流层和焊接层导电，焊接层和钢壳焊接后导电，焊接层和钢壳的焊接质量决定钢壳与汇流层之间的过流能力。同时焊接层能够用于与钢壳4焊接，其焊接相比于汇流层和钢壳4焊接更加容易，使得汇流层更加容易的与钢壳焊接，其解决了汇流层与钢壳4难以焊接的问题，且汇流层与钢壳4焊接质量好，过流能力强。

本实施例中，钢壳可以采用圆柱形，且所述钢壳负极汇流盘结构更适于用于直径大于20mm的钢壳圆柱电芯，当然也可以用于其它形状的电池。

本实施例中，所述汇流层为铜片1。如图4所示，在焊接层与钢壳4焊接的过程中，因焊接层下方的铜片1导热性强，使得铜片1不易被焊穿，使得焊接更加安全；同时，铜片1的过流能力强。所述焊接层可以为镍片2、铝片或银片等，均能够较好的实现焊接层和钢壳4的焊接。但采用银片作为焊接层，价格较高；采用铝片作为焊接层，散热比较快，对激光焊接工艺要求高，不适用于量产；而采用镍片2作为焊接层，价格低，与钢壳4焊接效果好，过流能力强，且对激光焊接工艺要求低，能够实现电池的量产。

本实施例中，如图1所示，所述汇流层为铜片1，所述焊接层为镍片2，所述铜片1和所述镍片2的交接处具有复合层3，所述复合层3由所述铜片1和所述镍片2相互嵌入形成，如图3所示，图3中上下两根虚线用于展示复合层3的位置，只作为参考，通过物理冷压或铜镀镍工艺等物理工艺将铜片1、镍片2复合成铜镍复合片，即本实施例中的汇流盘，镍片2在上、铜片1在下，使得铜镍间无缝衔接，剥离力大于400N，使得铜片1和镍片2的结合稳定性高，不易分开，过流能力强，导电更加稳定，且导电效果更好。

本实施例中，所述铜片1的厚度适宜为0.05mm～1mm。铜片1作为汇流层，起到防止焊穿及过流的作用，当铜片1的厚度低于0.05mm时，镍片2与钢壳4焊接时，容易将铜片1焊穿；当铜片1的厚度高于1mm时，会导致汇流盘厚度太大，会降低电芯能量密度。

本实施例中，所述镍片2的厚度适宜为0.05mm～1mm。镍片2作为焊接层时，镍片2低于0.05mm时，镍片2与钢壳4焊接时，激光焊接熔池熔深不足，激光能量不能被完全吸收，导致激光焊印周边受热变色，影响外观，且镍片2与钢壳4的焊接质量差，过流能力差；当镍片2厚度高于1mm时，会导致汇流盘厚度太大，会降低电芯能量密度。

本实施例中，所述镍片2和所述铜片1的厚度之比为(1.9～2.1)：1。镍片2较薄的话，激光焊接熔池熔深不足，激光能量不能被完全吸收，导致激光焊印周边受热变色，影响外观；而铜片1起到防止焊穿及过流的作用，故铜片1不能过薄；目前镍片2和所述铜片1的厚度之比为(1.9～2.1)：1，特别是镍片2和所述铜片1的厚度之比为2:1，取得了较好激光焊接效果，当镍片2和所述铜片1的厚度之比大于2.1:1，容易出现铜片1被焊穿的问题；当镍片2和所述铜片1的厚度之比小于1.9:1时，激光焊接熔池熔深、熔宽不足，焊接质量差，使得汇流盘结构和钢壳4之间的过流能力差。

本实施例中，汇流盘结构的厚度适宜为0.1mm～2mm。汇流盘结构厚度太大，会降低电芯能量密度，汇流盘结构厚度太小会过流不良。汇流盘结构的厚度为0.1mm时，适用于直径为20mm的圆柱电芯。且根据电芯焊接工艺，不同激光器的焊接水平也不一样，较差的激光器需要更厚的汇流盘，这就会影响电芯能量密度。

本方案中，所述汇流层和所述焊接层的截面可以不做指定，如可以是方形截面或圆形截面等，本实施例中，如图2所示，所述汇流层和所述焊接层的截面均为圆形截面，便于在圆形钢壳4内安装。

本实施例所述钢壳负极汇流盘结构，采用铜,1和镍片2结合形成的铜镍复合片，由于与钢壳接触的是镍片1，该汇流盘具有便于焊接的特点，解决了电芯负极与钢壳不宜焊接的问题；同时铜镍复合片下方的铜层由于导热性强，不易焊穿，从而保障在焊接过程中不会焊穿，故可以采用在钢壳外通过激光穿透焊将汇流盘与钢壳焊接。且所述钢壳负极汇流盘结构，作为钢壳与负极焊接的中枢机构件，有利于实现钢壳与负极的连接，使得负极与钢壳之间的过流能力强。

实施例2

本实施例提供一种电池，如图4所示，包括圆柱形的钢壳4、电芯和实施例1所述的钢壳负极汇流盘结构，所述电芯和所述钢壳负极汇流盘结构均位于所述钢壳4内，所述钢壳负极汇流盘结构的焊接层与钢壳4上端内端面焊接，所述钢壳负极汇流盘结构的汇流层连接下方所述电芯的负极的极耳。

本实施例所述电池，采用实施例1中所述的钢壳负极汇流盘结构来实现电芯的负极的极耳和钢壳4的连接，其焊接质量更好，过流能力更强，使用更加稳定。

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 (10)

1.一种钢壳负极汇流盘结构，其特征在于，包括汇流层和焊接层，所述汇流层和所述焊接层叠层设置，所述汇流层和所述焊接层之间能够导电，所述焊接层能够用于与钢壳(4)焊接。

2.根据权利要求1所述的钢壳负极汇流盘结构，其特征在于，所述汇流层为铜片(1)。

3.根据权利要求2所述的钢壳负极汇流盘结构，其特征在于，所述焊接层为镍片(2)、铝片或银片。

4.根据权利要求3所述的钢壳负极汇流盘结构，其特征在于，所述焊接层为镍片(2)，所述铜片(1)和所述镍片(2)的交接处具有复合层(3)，所述复合层(3)由所述铜片(1)和所述镍片(2)相互嵌入形成。

5.根据权利要求4所述的钢壳负极汇流盘结构，其特征在于，所述铜片(1)的厚度为0.05mm～1mm。

6.根据权利要求4所述的钢壳负极汇流盘结构，其特征在于，所述镍片(2)的厚度为0.05mm～1mm。

7.根据权利要求4所述的钢壳负极汇流盘结构，其特征在于，所述镍片(2)和所述铜片(1)的厚度之比为(1.9～2.1)：1。

8.根据权利要求1-7任一所述的钢壳负极汇流盘结构，其特征在于，汇流盘结构的厚度为0.1mm～2mm。

9.根据权利要求1-7任一所述的钢壳负极汇流盘结构，其特征在于，所述汇流层和所述焊接层均为圆形截面。

10.一种电池，其特征在于，包括圆柱形的钢壳(4)、电芯和如权利要求1-9任一所述的钢壳负极汇流盘结构，所述电芯和所述钢壳负极汇流盘结构均位于所述钢壳(4)内，所述钢壳负极汇流盘结构的焊接层与钢壳(4)一端内端面焊接，所述钢壳负极汇流盘结构的汇流层连接所述电芯的负极的极耳。

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