TW201529212A - 焊接二次電池的電極分接頭的方法及藉此所製造的組件 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示焊接二次電池的電極分接頭的方法,其改良在焊接電極分接頭與導線部件過程中所產生的絕緣不良,及藉此所製造的組件。該焊接電極分接頭的方法包含進行主焊接以連接從配置於電池中的電極板突出之電極分接頭和以電氣連接該電極分接頭與外部端子且其表面上有導線薄膜的導線部件,及在主焊接中,焊接部形成於該電極分接頭與該導線部件之間的重疊區之分段中,和無焊接段形成於該焊接部與該導線薄膜之間。
Description
本發明係關於焊接二次電池的電極分接頭的方法,其改良在二次電池的電極分接頭與導線部件之間的焊接過程中產生的絕緣不良,及藉該方法所製造的組件。
由於對行動裝置的需求快速增加,對被用於行動裝置的二次電池的需求增加,從而對二次電池蓬勃地進行技術研究。
通常,二次電池是可再充電的且可為小型與大型的,而鋰(Li)電池是用作為二次電池的典型代表。
然而,儘管如前述地二次電池是可再充電的且被用作為對生態環境友善的能源,但是二次電池仍有關於穩定性的問題。
也就是說,由於二次電池中的異常能量轉換而溫度上升引起二次電池中的各式各樣化學反應。因此該二次電池之穩定性降低,也就是說可能發生起火與爆炸。
更詳細地說,若該二次電池暴露於高溫下或由於外部短路而在短時間內高電流強度流入該二次電池中,該二次電池被IR加熱且可能造成危險狀態,例如發熱、起火、爆炸等。所以必須增進二次電池之耐用性。
一般二次電池包含被安裝在電池殼1中的電極組件2,其中陽極板、分隔膜、與陰極板被交替相疊,如圖1所示範。在該電極組件2中,該陽極板由作為基材的鋁或鋁合金形成,而陰極板由作為基材的銅形成。
此外,從該電極組件2之一側突出連接導線部件4的電極分接頭3被配置於各板上。該導線部件4使各板與外部端子連接,該導線部件4與該電極分接頭3主要藉由焊接而連接,而焊接部W藉由焊接而形成。
然而,在電阻焊接過程中,由於該焊接部W被柱狀電極熔化而在該電極分接頭3與該導線部件4之間產生複數個熔核。在這樣的過程中,外來物質例如金屬微粒分散且移動到該導線部件4,從而在後續的過程例如該電池殼1之密封中破壞導線薄膜4',所以引起絕緣不良。
因此,鑒於前述問題,本發明之目的是提供焊接方法,其中防止由焊接引起的金屬微粒分散從而大幅減低絕緣不良率,及藉由該焊接方法所製造的電極組件。
根據本發明一方面,前述及其他目的可藉由焊接電極
分接頭之方法的提供而實現,該方法包含進行主焊接以連接從配置於電池中的電極板突出之電極分接頭和以電氣連接該電極分接頭與外部端子且其表面上有導線薄膜之導線部件,其中,在主焊接中,焊接部形成於該電極分接頭與該導線部件之間的重疊區之分段中,及無焊接段形成於該焊接部與該導線薄膜之間。
該方法可進一步包含進行點焊以在主焊接前先進行焊接以使複數個經堆疊電極分接頭之間互連。
該方法可進一步包含在點焊後切斷該未進行點焊的電極分接頭的末端。
可利用焊接導引構件以測量該無焊接段之位置而進行主焊接。
該電極板可為陰極板。
該電極板可為陽極板。
根據本發明另一方面,本發明提供一種電極組件,其包含:從配置於電池中的電極板突出之電極分接頭,導線部件,其以電氣連接該電極分接頭與外部端子且其表面上具有導線薄膜,及和指定段中的該電極分接頭重疊,焊接部,其均形成於該電極分接頭與該導線部件之間的重疊區之分段中,及無焊接段,其形成於該焊接部與該導線薄膜之間。
該電極板可為陰極板。
該電極板可為陽極板。
1‧‧‧電池殼
2‧‧‧電極組件
3‧‧‧電極分接頭
4‧‧‧導線部件
4'‧‧‧導線薄膜
10‧‧‧電池單元
100‧‧‧電極分接頭
101‧‧‧點焊部
200‧‧‧導線部件
201‧‧‧導線薄膜
300‧‧‧焊接導引構件
310‧‧‧導向板
320‧‧‧導軌條
330‧‧‧連接構件
400‧‧‧柱狀電極
N‧‧‧熔核
W‧‧‧焊接部
A‧‧‧無焊接段
本發明之前述及其他的目的、特徵及其他優點將從下列與附圖有關的詳細說明中更清楚地理解,其中:圖1是說明一般二次電池中的電極分接頭與導線部件之間的連接結構之圖;圖2是說明根據本發明之具體實施方式的二次電池之絕緣不良率被減低的焊接電極分接頭之方法的流程圖;圖3是說明在進行焊接操作前的電極分接頭與電池單元之結構的示意圖;圖4是說明在圖3所示之電極分接頭上進行點焊的圖;圖5是說明切斷圖4所示之電極分接頭的經點焊部份之末端的圖;圖6是說明連接圖5所示之經切斷的電極分接頭與導線部件的圖;圖7是說明圖6所示之經連接的電極分接頭與導線部件的圖;圖8是說明根據本發明之具體實施方式的主焊接過程的示意圖;圖9是說明在電極分接頭與導線部件之間沒有無焊接段形成的焊接最終產物的相片;圖10是說明根據本發明之具體實施方式在電極分接頭與導線部件之間有無焊接段形成的焊接最終產物的相片;
圖11是說明根據是否有無焊接段形成的絕緣不良率的圖;及圖12是說明在根據本發明之主焊接過程中利用焊接導引構件的焊接之示意圖。
現在將參照附圖來詳細說明根據本發明之優選具體實施方式。
一種焊接電極分接頭之方法,其中根據本發明之具體實施方式的二次電池之絕緣不良率被減低,包含進行點焊(Operation S100)、切斷分接頭(Operation S200)、及進行主焊接(Operation S300)。
圖3至7是說明電池單元10與電極分接頭100,其根據本發明之焊接方法的性能被改變,之結構的示意圖。在此只對一個電極分接頭100作概念性說明。
在焊接前,該有複數個電極板堆疊之電極分接頭100從該電池單元10的上表面向上突出,如圖3所示範。若在這樣的狀態進行點焊(Operation S100),則點焊部101形成於該電極分接頭100上,如圖4所示範。
更詳細地說,點焊(Operation 100)使複數個經堆疊電極分接頭100互連且藉由電阻焊接而進行。電阻焊接是一種方法,其中藉由內電阻對流入導體之電流產生熱、藉由接觸電阻而得到熱、藉由在透過柱狀電極400施加壓力
的條件下供應高電流強度從金屬產生熱或在不同種類的金屬之間的接觸表面上產生熱、及藉由該金屬之固有電阻從而在該不同種類的金屬被加熱或熔化同時藉由所施加之壓力而進行該不同種類的金屬之間的接合。
也就是說,當電流在藉由該柱狀電極400施加壓力於該經堆疊電極分接頭100之上下表面的條件下流動時,該電極分接頭100被熔化且受壓而連接及,在這樣的過程中,受壓的熔核N形成於該點焊部101上。
在將複數個電極分接頭100集中成一束後可進行點焊(Operation S100),以使得後續的操作,也就是切斷分接頭(Operation S200)可容易地進行,且可藉由點焊(Operation S100)而減少主焊接(Operation S300)中的焊接次數。
在點焊(Operation S100)後,進行切斷分接頭(Operation S200)。
切斷分接頭(Operation S200)是切斷在點焊(Operation S100)過程中未經焊接的分接頭的末端。將該點焊部101兩側的邊界末端切斷以使得該點焊部101的切斷末端上沒有無焊接部分,藉此有效地除去無焊接部分(參見圖5)。因此,該已進行切斷分接頭(Operation S200)的點焊部101之末端形成經焊接的末端。
在切斷分接頭(Operation S200)後,進行主焊接(Operation S300)。
主焊接(Operation S300)是以電氣連接該電極分接
頭100與導線部件200的操作。
該導線部件200具有以電氣連接該電極分接頭100與外部端子的功能,而導線薄膜201附接於該導線部件200。
在該導線部件200之密封過程中,該導線薄膜201起該電池殼(未顯示)與該導線部件200之間的黏著構件的作用且可防止由於該導線部件200導致的對該電池殼(未顯示)的破壞。
如圖5與9所示範,將該具有這樣的結構的導線部件200堆疊於該電極分接頭100上以使得該導線部件200與該電極分接頭100的末端可互相接觸,一對柱狀電極400接觸該電極分接頭100之上表面與該導線部件200之下表面,然後施加壓力於該電極分接頭100之上表面與該導線部件200之下表面。
在下文,當施加電流於該柱狀電極400時,藉由焊接而連接該電極分接頭100與該導線部件200,而熔核N由於高溫與該柱狀電極400的高壓而形成於該電極分接頭100之上表面上。
在這樣的過程中,被用作為該電極分接頭100的基材之金屬微粒,例如銅從該熔核N分散,而該分散的微粒脫離該焊接部W且移動到該導線薄膜201。
此外,在切斷分接頭(Operation S200)中殘留在該電極分接頭100末端的金屬微粒在主焊接(Operation S300)中主動地浮現。
因此,在根據本發明之該二次電池之絕緣不良率被減低的焊接電極分接頭之方法中,在該主焊接(Operation S300)中該電極分接頭100與該導線部件200之間的連接區有無焊接段A形成,從而可防止金屬微粒分散移動到該導線薄膜201。
經過實驗證實根據本發明之有無焊接段A形成的焊接電極分接頭之方法大幅減低絕緣不良率。
也就是說,圖9是說明在主焊接(Operation S300)中進行焊接到該電極分接頭100之末端為止(即沒有無焊接段形成)之情形的相片,而圖10是說明在進行焊接同時在該電極分接頭100之末端形成無焊接段A之情形的相片。
圖11是說明根據在主焊接(Operation S300)過程中是否有無焊接段A形成之絕緣不良率的圖。在圖11中,該水平軸意指絕緣不良實驗之目標物件(樣本),而垂直軸意指絕緣不良率。請理解樣本D06至D20代表沒有無焊接段A形成且彼之絕緣不良率是在0.15至0.8%的比較廣的範圍內之情形,而樣本E07至E15代表有無焊接段A形成且彼之絕緣不良率大幅減低且有小偏差的情形。
可理解為在有無焊接段A形成的情形,不論工作人員的熟練程度與環境,絕緣不良率都被固定地減低。
此外,為了設定該無焊接段A的精確位置,可利用可測量該無焊接段A的長度之焊接導引構件300進行主焊接,如圖12所示範。
該焊接導引構件300可包含導向板310、導軌條320、與連接構件330。
該導向板310為具有指定長度之標尺的形狀且具有導引該在電極分接頭100上的無焊接段A之位置的功能,及在該具有狹縫的導軌條320上沿垂直方向移動。此外,該導軌條320可藉由該連接構件330而連接該電池單元320。
因此工作人員將該導向板310固定在離開該電極分接頭100指定距離的位置上,然後在主焊接(Operation S300)過程中只進行焊接到此位置為止,從而形成具有固定長度且能夠有效防止金屬微粒分散的無焊接段A。也就是說,儘管該無焊接段A可防止外來物質例如金屬分散且移動到該導線薄膜201,但若該無焊接段A過大,則該電極分接頭100與該導線部件200之間的電氣連接可能降低,該焊接導引構件300可防止外來物質分散且達成該電極分接頭100與該導線部件200之間的電氣連接。
從前面說明顯而易知,在根據本發明之具體實施方式的焊接二次電池之電極分接頭的方法中,無焊接段被形成以使得在以電氣連接該電極分接頭與導線部件的焊接部和導線薄膜之間的距離可固定的保持,從而可防止在焊接過程中產生的金屬微粒朝該導線薄膜分散且移動及可大幅減低絕緣不良。
此外,在根據本發明之具體實施方式的焊接電極分接頭之方法中,利用焊接導引構件進行主焊接,從而可製造
具有均勻絕緣效果之二次電池。
儘管本發明之示範具體實施方式業已被揭示以介紹本發明,然而該領域之習知技藝者會瞭解在不脫離後附的申請專利範圍所揭示的本發明之範圍及精神的前提下,各式各樣的修改、加添及替換是有可能的。
1‧‧‧電池殼
2‧‧‧電極組件
3‧‧‧電極分接頭
4‧‧‧導線部件
4'‧‧‧導線薄膜
W‧‧‧焊接部
Claims (9)
- 一種焊接電極分接頭的方法,其包含:進行主焊接以連接從配置於電池中的電極板突出之電極分接頭和以電氣連接該電極分接頭與外部端子且其表面上有導線薄膜之導線部件,其中,在主焊接中,焊接部形成於該電極分接頭與該導線部件之間的重疊區之分段中,及無焊接段形成於該焊接部與該導線薄膜之間。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其進一步包含進行點焊以在主焊接前先進行焊接以使複數個經堆疊電極分接頭之間互連。
- 如申請專利範圍第2項之方法,其進一步包含在點焊後切斷未進行點焊的電極分接頭的末端。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中利用焊接導引構件以測量該無焊接段位置而進行主焊接。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中該電極板是陰極板。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中該電極板是陽極板。
- 一種電極組件,其包含:從配置於電池中的電極板突出之電極分接頭;導線部件,其以電氣連接該電極分接頭與外部端子且其表面上有導線薄膜,及和指定段中的該電極分接頭重疊; 焊接部,其均形成於該電極分接頭與該導線部件之間的重疊區之分段中;及無焊接段,其形成於該焊接部與該導線薄膜之間。
- 如申請專利範圍第7項之電極組件,其中該電極板是陰極板。
- 如申請專利範圍第7項之電極組件,其中該電極板是陽極板。
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