CN220209231U - 一种电池极耳 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池领域，具体涉及了一种电池极耳。该电池极耳，包括：极耳胶、第一导电部及第二导电部；所述第一导电部与第二导电部连接，两者的连接处复合有极耳胶；所述第一导电部与第二导电部均包括两个以上的导电金属薄片。本实用新型提供的极耳，结构简单，制备工艺简单，可以有效解决大功率工作时极耳发热问题，提高接触面积，降低接触电阻，提高充放电能量转换效率。选用该极耳组装的钠离子电池，其容量可以达到2000Ah，最大功率可以达到6000A电流工作，在工作状态下，该电池极耳温度不超过60℃。

Description

一种电池极耳

技术领域

本实用新型涉及电池领域，具体涉及一种电池极耳。

背景技术

现有的电池、超级电容器和电容等储能器件的极耳为极片上专门留出无电极层的空白铝箔区域，用于与外电路的引出端如金属导针、金属箔、金属带或金属网进行连接。一般而言，软包电芯极耳是由两片胶片把金属带夹在中间的，其与引出端的连接为焊接连接或铆接，极耳上不涂覆电极层以满足焊接或铆接要求。这种专门留出的极耳可以位于极片的两端或中央或中间任一区域以满足电流汇聚的设计要求。这种结构的空白铝箔的极耳虽然利于焊接：但是在器件长期工作过程中，铝箔表面的氧化膜会慢慢生长增厚，从而使极耳部分电阻上升；尤其在大功率工作条件下，大电流的汇聚使得极耳产生明显发热，温度的上升会大大加快极耳铝箔表面氧化膜的生长加厚速度，从而使极耳电阻迅速上升，极耳电阻的上升又会反过来使得极耳发热更加严重，形成恶性循环。因此，长期大功率工作条件下，现有的空白铝箔极耳的电阻会迅速上升，导致器件电阻上升，大电流输入输出性能下降，从而使器件寿命缩短，特别是钠离子电池正负极极耳都是铝箔，导电性差，大电流工作易发热，必须使用新的铝箔极耳结构才能满足大功率动力电池的应用要求。

根据焦耳定律，电池工作发热，主要是电池内阻决定的，电池的电阻分接触电阻和电化学电阻，其中，根据欧姆定律，电池接触电阻主要是接触面积决定，增大接触面积，可以降低内阻，从而降低工作时的发热量。目前传统的电池极耳在串并联焊接时只有一个接触面，因此内阻较高，导致发热问题严重。

目前的电池电芯是由多片正极片和多片负极片由隔膜分隔层叠而成，其大多都采用层叠极耳与转接极耳直接焊接的技术，在批量生产中，这种结构存在一些缺陷：焊接不牢固易于出现虚焊、焊接时易打火、焊接部破损等等问题，而且焊接毛刺多，焊接部因极耳金属(正极极耳铝带或负极极耳镍带)与极片未涂布区金属(铝或铜)接触面积小导致内阻较高，对于大功率大电流电芯其放电产生较大的热量使得电芯温度高，另外，在批量生产中稳定性差，导致不同产品的内阻相差较大。电芯组合成电池组时需要串联和并联，正负极耳需要焊接或通过转接片焊接，同样也是接触面积小，在大功率大电流放电产生较大的热量使得电芯温度高，对电池组的寿命和安全由很大的负面影响。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是提供一种电池极耳。该电池极耳是一种大功率极耳。

本实用新型的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本实用新型提供的电池极耳，包括：极耳胶、第一导电部及第二导电部；所述第一导电部与第二导电部连接，两者的连接处复合有极耳胶；所述第一导电部与第二导电部均包括两个以上的导电金属薄片。

进一步地，所述第一导电部包括第一导电金属薄片和第一连接部；所述第一导电金属薄片和第一连接部连接。

优选地，所述导电金属薄片的材质为金属单质。

优选地，所述导电金属薄片的材质为增加导电性的合金。

优选地，所述导电金属薄片为表面镀金属的材料。

优选地，所述第一连接部为铝箔。

优选地，所述第一导电金属薄片的数量为2个。

进一步优选地，所述第一导电金属薄片设有两个。两个第一导电金属薄片均与第一连接部连接，可以连接在第一连接部的同一个地方，也可以连接在第一连接部的不同区域。

优选地，所述第一导电金属薄片的数量为3个。

进一步优选地，所述第一导电金属薄片设有两个。两个第一导电金属薄片均与第一连接部连接，可以连接在第一连接部的同一个地方，也可以连接在第一连接部的不同区域。

进一步地，所述第二导电部包括第二导电金属薄片和第二连接部；所述第二导电金属薄片和第二连接部连接。

优选地，所述第二导电金属薄片的数量为2个。

进一步优选地，所述第二导电金属薄片设有两个。两个第二导电金属薄片均与第二连接部连接，可以连接在第二连接部的同一个地方，也可以连接在第二连接部的不同区域。

优选地，所述第二导电金属薄片的数量为3个。

进一步优选地，所述第二导电金属薄片设有3个。这3个第二导电金属薄片均与第二连接部连接，可以连接在第二连接部的同一个地方，也可以连接在第二连接部的不同区域。

进一步地，所述极耳胶的厚度为0.1-0.3mm。

进一步地，所述导电金属薄片的厚度为0.3-3mm。

第一导电部与第二导电部的金属厚度大于复合有极耳胶的金属厚度。

进一步地，所述导电金属薄片的材质为铝箔。

优选地，所述铝箔在使用前用超声波清洗，再使用化学腐蚀钝化(增加表面粗造度)，用等离子清洗表面残滞物。

本实用新型提供的极耳，将铝箔连接好后，在第一导电部和第二导电部的连接处用极耳胶(优选为热复合PP胶)复合，制作完成本实用新型的极耳。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

本实用新型实施例提供的极耳，结构简单，制备工艺简单，但其双向Y型或三脚架型的结构，可以有效解决大功率工作极耳发热问题，提高能量转换效率；其次，本实用新型实施例提供的极耳选用经过表面处理后的铝箔作为导电片，可以进一步提升极耳及组装后的电池性能，选用本实用新型提供的极耳组装的电池，其容量理论可以达到2000Ah，最大功率可以理论可达到6000A电流工作，电池组在工作状态下，该电池极耳温度不超过60℃。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种电池极耳的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电池极耳串联时焊接的示意图；

图3为现有电池极耳串联时焊接的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种电池极耳的结构示意图；

其中，1为第一导电金属薄片，2为第一连接部，3为极耳胶，4为第二连接部，5为第二导电金属薄片；1’为导电金属薄片。

图5为本实用新型实施例提供的容量为1.2Ah钠离子电池在电流2C情况下充放电曲线图；

图6为本实用新型实施例提供的容量为500Ah钠离子电池在电流2C情况下充放电曲线图；

图7为本实用新型实施例提供的容量为2000Ah钠离子电池在电流2C情况下充放电曲线图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如术语“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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

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

参照图1所示，本实用新型提供的极耳，包括：极耳胶3、第一导电部及第二导电部；所述第一导电部与第二导电部连接，两者的连接处复合有极耳胶；所述第一导电部与第二导电部均包括两个以上的导电金属薄片。

参照图1所示，所述第一导电部包括第一导电金属薄片1和第一连接部2；所述第一导电金属薄片1与第一连接部连接2。

参照图1所示，优选地，所述第一导电金属薄片1设有2个。作为举例，这两个第一导电金属薄片1均与第一连接部2上同一个区域连接。

参照图4所示，优选地，所述第一导电金属薄片1设有3个。作为举例，这3个第一导电金属薄片1均与第一连接部2上同一个区域连接。

参照图1所示，所述第二导电部包括第二导电金属薄片5和第二连接部4；所述第二导电金属薄片5与第二连接部4连接。

参照图1所示，所述第二导电金属薄片5设有两个。作为举例，这两个第二导电金属薄片5均与第二连接部4上同一个区域连接。

参照图4所示，所述第二导电金属薄片5设有3个。作为举例，这3个第二导电金属薄片5均与第二连接部4上同一个区域连接。

优选地，所述极耳胶3的厚度为0.1-0.3mm。

所述第一导电部与第二导电部的材质为铝箔，即所述第一导电金属薄片1、第一连接部2、第二导电金属薄片5和第二连接部4的材质为铝箔。

优选地，所述铝箔为经过表面处理的铝箔。

所述表面处理的铝箔的制备方法，包括如下步骤：

用超声波清洗，再使用化学腐蚀钝化(增加表面粗造度)，用等离子清洗表面残滞物。

优选地，所述超声波清洗的超声波频率为500～2000Hz，超声波清洗的时间为1～5小时；所述化学腐蚀钝化包括：将铝箔浸泡在重铬酸钾溶液中进行钝化内，所述重铬酸钾溶液的浓度为1-3mol/L，所述浸泡的时间为3～9小时；所述等离子清洗的过程中，真空度为-50Pa，等离子清洗的时间为3-5小时，等离子清洗的功率为50W，等离子清洗的气体流量为300L/Hr。

作为举例，进一步优选地，实施例中的超声波清洗的超声波频率为1000Hz，超声波清洗的时间为3小时；所述化学腐蚀钝化包括：将铝箔浸泡在重铬酸钾溶液中进行钝化内，所述重铬酸钾溶液的浓度为2mol/L，所述浸泡的时间为5小时；所述等离子清洗的过程中，真空度为-50Pa，等离子清洗的时间为4小时，等离子清洗的功率为50W，等离子清洗的气体流量为300L/Hr。

效果验证

作为举例，将实施例的极耳(此处极耳结构参照图1所示)组装成钠离子电池。本实施例组装的钠离子电池与现有的钠离子电池除了极耳的结构和大小不同以外，其余均相同。由于本实用新型采用的极耳结构包括：极耳胶3、第一导电部及第二导电部；所述第一导电部及第二导电部均包括两个以上的导电金属薄片。因此在两个极耳串联时，需要将导电金属薄片叠在一块进行焊接，可参照图2所示。而现有技术中的极耳在串联的过程中，由于在极耳胶两侧的导电金属薄片1’的数量均只有1个。因此，现有技术的极耳在串联时导电金属薄片1’上下叠加在一块进行焊接即可，可参照图3所示。因此，本实用新型提供的极耳在串联时候相较于现有技术来说能增加连接处的体积，从而使连接处的电阻相较于现有技术来说降低，从而能有效降低发热。

以下采用标准IEC62660和标准GB/T 31467.1记载的测试方法对本实施例提供的钠离子电池进行测试。测试结果如下表1所示。为了对照分析，本实施例除了采用图1所示结构制备的极耳组装成钠离子电池(标记为实验组)以外，还组装了现有技术的钠离子电池(标记为对照组)。

表1

从表1中可知，本实用新型实施例提供的极耳，结构简单，制备工艺简单，但其双向Y型或三脚架型的结构，可以有效解决大功率工作极耳发热问题，提高能量转换效率，目前传统的电池极耳彼此串联时只有一个接触面，因此内阻较高，导致发热问题严重。根据欧姆定律，电池接触电阻主要是接触面积决定，增大接触面积，可以降低内阻，从而降低工作时的发热量。而本实用新型实施例提供的极耳是增加极耳连接时候的接触面，也就是增加接触面积，从而降低内阻。实验组1制备的钠离子电池容量为1.2Ah，其在0.2C的电流下的充放电曲线可参照图5所示。实验组1的钠离子电池容量为1.2Ah，其在0.2C的电流下的充放电曲线可参照图5所示。实验组4的钠离子电池容量为500Ah，其在0.2C的电流下的充放电曲线可参照图6所示。实验组5的钠离子电池容量为2000Ah，其在0.2C的电流下的充放电曲线可参照图7所示。

本实用新型提供的极耳，结构简单，制备工艺简单，可以有效解决大功率工作时极耳发热问题，增大接触面积，降低接触电阻，提高充放电能量转换效率。选用该极耳组装的电池，其容量可以达到2000Ah，最大功率可以达到6000A电流工作，在工作状态下，该电池极耳温度不超过60℃。

以上实施例仅为本实用新型较优的实施方式，仅用于解释本实用新型，而非限制本实用新型，本领域技术人员在未脱离本实用新型精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池极耳，其特征在于，包括：极耳胶(3)、第一导电部及第二导电部；所述第一导电部与第二导电部连接，两者的连接处复合有极耳胶；所述第一导电部与第二导电部均包括两个以上的导电金属薄片。

2.根据权利要求1所述的电池极耳，其特征在于，所述第一导电部包括第一导电金属薄片(1)和第一连接部(2)；所述第一导电金属薄片(1)和第一连接部(2)连接。

3.根据权利要求2所述的电池极耳，其特征在于，所述第一导电金属薄片(1)的数量为2个。

4.根据权利要求2所述的电池极耳，其特征在于，所述第一导电金属薄片(1)的数量为3个。

5.根据权利要求1所述的电池极耳，其特征在于，所述第二导电部包括第二导电金属薄片(5)和第二连接部(4)；所述第二导电金属薄片(5)和第二连接部(4)连接。

6.根据权利要求5所述的电池极耳，其特征在于，所述第二导电金属薄片(5)的数量为2个。

7.根据权利要求5所述的电池极耳，其特征在于，所述第二导电金属薄片(5)的数量为3个。

8.根据权利要求1所述的电池极耳，其特征在于，所述极耳胶(3)的厚度为0.1-0.3mm。

9.根据权利要求1所述的电池极耳，其特征在于，所述导电金属薄片的材质为铝箔。

10.根据权利要求1所述的电池极耳，其特征在于，所述导电金属薄片的厚度为0.3-3mm。