專利名稱：低接觸電阻鋰離子電池正負(fù)極極片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋰離子電池，特別是涉及低接觸電阻鋰離子電池正負(fù)極極
片，適用于低內(nèi)阻、大功率特性的動(dòng)力鋰離子電池。
背景技術(shù)：
集大容量、高穩(wěn)定性、輕便、環(huán)保于一身的二次能源鋰離子電池，不僅在世界能源 不斷出現(xiàn)危機(jī)的今天扮演著極其重要的角色，而且可以滿足人們現(xiàn)代綠色環(huán)保生活的需 求。鋰離子電池已在電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)汽車、礦燈和國(guó)防裝備等重要領(lǐng)域不斷 得到了應(yīng)用。目前，世界各國(guó)的汽車制造廠商紛紛研究開發(fā)全電動(dòng)汽車，全電動(dòng)汽車的蓬勃 發(fā)展，有力地促進(jìn)了動(dòng)力鋰離子電池的技術(shù)發(fā)展。我國(guó)已將全電動(dòng)汽車的發(fā)展列入國(guó)家重 大開發(fā)項(xiàng)目，而大容量、高功率動(dòng)力鋰離子電池作為最有潛力與全電動(dòng)汽車配套使用的動(dòng) 力能源已經(jīng)成為我國(guó)重點(diǎn)攻關(guān)的化學(xué)電源之一。 用于全電動(dòng)汽車的大容量、高功率動(dòng)力鋰離子電池要求電池能夠瞬間或連續(xù)輸出 足夠大的驅(qū)動(dòng)電流。動(dòng)力鋰離子電池要實(shí)現(xiàn)大倍率放電，就要求它的內(nèi)阻要盡量小。 一方 面，電池內(nèi)阻小，可以高倍率充放電；另 一方面，電池內(nèi)阻小，在高倍率充放電時(shí)，不會(huì)在電 池內(nèi)部產(chǎn)生高溫，而致使電池性能下降。 鋰離子電池內(nèi)阻由電極在電化學(xué)反應(yīng)時(shí)所表現(xiàn)的極化內(nèi)阻和歐姆電阻組成，極化 內(nèi)阻與歐姆內(nèi)阻之和為電池的總內(nèi)阻。電池極化電阻是指電化學(xué)反應(yīng)時(shí)由極化引起的電 阻，包括電化學(xué)極化和濃差極化內(nèi)阻引起的電阻；電化學(xué)極化內(nèi)阻是由電化學(xué)反應(yīng)體系的 性質(zhì)決定的，電池體系和結(jié)構(gòu)確定后，其活化極化內(nèi)阻就確定了。濃差極化內(nèi)阻是由反應(yīng)離 子濃度變化引起的，只要有電化學(xué)反應(yīng)存在，反應(yīng)離子的濃度就在變化，因而，濃差極化內(nèi) 阻的數(shù)值是處于變化狀態(tài)，不容易控制和改變。 歐姆內(nèi)阻則由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成，其中電 極材料、電解液、隔膜電阻值均由這些材料本身的導(dǎo)電性能所決定。各部分零件的接觸電阻 主要包括正極集流體與正極極耳、負(fù)極集流體與負(fù)極極耳、正負(fù)極極耳與正負(fù)極極柱之間 的接觸電阻。由于集流體電阻非常微小，影響電池內(nèi)阻的關(guān)鍵點(diǎn)是極耳與極片及極柱焊接 點(diǎn)的接觸內(nèi)阻，接觸電阻是鋰離子電池的主要內(nèi)阻之一。 巻繞型鋰離子電池的極芯由正極極片(在涂覆有正極活性物質(zhì)的正極集流體上 焊接有正極極耳)、負(fù)極極片(在涂覆有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極集流體上焊接有負(fù)極極耳)、 隔膜巻繞而成。目前，業(yè)界的極耳焊接方法通常是使用超聲焊將正極極耳焊接在正極集流 體上、將負(fù)極極耳焊接負(fù)極集流體上，焊接點(diǎn)均為單個(gè)焊點(diǎn)。為了改善電池大倍率放電困難 的問題，常用的方法是通過增大極耳的截面積、焊接多條極耳等結(jié)構(gòu)來降低電池內(nèi)阻。但 是，當(dāng)鋰離子電池用于電動(dòng)車輛等動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)，劇烈的顛簸，會(huì)導(dǎo)致電芯強(qiáng)烈震動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)， 造成極耳與集流體的焊點(diǎn)松動(dòng)，形成虛焊，引起接觸不良而增大接觸內(nèi)阻；同時(shí)，單個(gè)焊點(diǎn) 的焊接面積小，很難有效地降低電池極耳焊接處的接觸內(nèi)阻。電池在大電流充放電時(shí)，如果 極耳與集流體之間的接觸內(nèi)阻較大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高溫，致使電池性能下降，處于不安全的工作
3狀態(tài)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種低接觸電阻鋰離子電池正負(fù)極極片。 本實(shí)用新型的低接觸電阻鋰離子電池正負(fù)極極片，包括由正極極耳焊接在正極集
流體上形成的正極極片，由負(fù)極極耳焊接在負(fù)極集流體上形成的負(fù)極極片，其特征是正極
極耳有m個(gè)，每個(gè)正極極耳與正極集流體間具有n個(gè)超聲焊接點(diǎn)，m > 2，n > 2，負(fù)極極耳有
q個(gè)，每個(gè)負(fù)極極耳與負(fù)極集流體間具有P個(gè)超聲焊接點(diǎn)，q > 2， p > 2。 每個(gè)正極極耳與正極集流體之間n個(gè)焊點(diǎn)的總接觸內(nèi)阻R等于n個(gè)焊點(diǎn)處內(nèi)阻
R1、R2、R3、. . 、Rn的并聯(lián)值，即: <formula>formula see original document page 4</formula>[0011] 當(dāng)Rl、R2、R3、.，.Rn相等時(shí)，R = Rl/n，即僅為一個(gè)焊點(diǎn)內(nèi)阻的n分之一。所以， 焊接點(diǎn)增多，可以有效地降低接觸內(nèi)阻。 同理，每個(gè)負(fù)極極耳與負(fù)極集流體之間焊接點(diǎn)增多，也可以有效地降低接觸內(nèi)阻。 本實(shí)用新型的低接觸電阻鋰離子電池正負(fù)極極片，其正極極耳與正極集流體之間 以及負(fù)極極耳與負(fù)極集流體之間均采用多點(diǎn)焊接，由此可增加極耳與集流體之間的焊接面 積，保證焊接強(qiáng)度和可靠性，可有效地降低電池極片的接觸內(nèi)阻和焊點(diǎn)穩(wěn)定性。這樣，在電 池大電流充放電過程中，電流密度可較均勻分布，在極耳與集流體之間不會(huì)因接觸內(nèi)阻過 大而產(chǎn)生高溫，這有利于提高電池的安全性和循環(huán)壽命。正極集流體為鋁箔，正極極耳為鋁 或鋁合金。負(fù)極集流體為銅箔，負(fù)極極耳為銅、銅合金、鍍銅、鎳、鎳合金或鍍鎳。 本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn) 1.可以降低正極極耳與正極集流體和負(fù)極極耳與負(fù)極集流體之間的接觸內(nèi)阻，從 而降低電池總的內(nèi)阻，達(dá)到提高電池高倍率充放電性能的目的； 2.有效地緩解鋰離子電池的大功率充放電狀態(tài)下升溫； 3.有效地改善鋰離子電池的安全性。

圖1是正極極片一種具體實(shí)例示意圖； 圖2是負(fù)極極片一種具體實(shí)例示意圖。
具體實(shí)施方式圖1所示正極極片1由正極極耳3焊接在正極集流體2上形成，圖例中，正極極耳 有五個(gè)，每個(gè)正極極耳與正極集流體間具有四個(gè)超聲焊接點(diǎn)4。正極極耳為鋁條，正極集流 體為鋁箔。 圖2所示負(fù)極極片12由負(fù)極極耳14焊接在負(fù)極集流體13上形成，圖例中，負(fù)極 極耳有四個(gè)，每個(gè)負(fù)極極耳與負(fù)極集流體間具有3個(gè)超聲焊接點(diǎn)18。負(fù)極極耳為鎳條，負(fù)極 集流體為銅箔。
權(quán)利要求低接觸電阻鋰離子電池正負(fù)極極片，包括由正極極耳(3)焊接在正極集流體(2)上形成的正極極片(1)，由負(fù)極極耳(14)焊接在負(fù)極集流體(13)上形成的負(fù)極極片(12)，其特征是正極極耳有m個(gè)，每個(gè)正極極耳與正極集流體間具有n個(gè)超聲焊接點(diǎn)(4)，m≥2，n≥2，負(fù)極極耳有q個(gè)，每個(gè)負(fù)極極耳與負(fù)極集流體間具有p個(gè)超聲焊接點(diǎn)(18)，q≥2，p≥2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低接觸電阻鋰離子電池正負(fù)極極片，其特征是正極集流體為 鋁箔，正極極耳為鋁或鋁合金。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低接觸電阻鋰離子電池正負(fù)極極片，其特征是負(fù)極集流體為 銅箔，負(fù)極極耳為銅、銅合金、鍍銅、鎳、鎳合金或鍍鎳。
專利摘要本實(shí)用新型的低接觸電阻鋰離子電池正負(fù)極極片，其正極極片由m個(gè)正極極耳通過n個(gè)焊接點(diǎn)焊接在正極集流體上構(gòu)成，負(fù)極極片由q個(gè)負(fù)極極耳通過p個(gè)焊接點(diǎn)焊接在負(fù)極集流體上構(gòu)成。本實(shí)用新型采用多點(diǎn)焊接，可增加極耳與集流體之間的焊接面積，保證焊接強(qiáng)度和可靠性，有效地降低電池極片的接觸內(nèi)阻和焊點(diǎn)穩(wěn)定性。在電池大電流充放電過程中，電流密度可較均勻分布，在極耳與集流體之間不會(huì)因接觸內(nèi)阻過大而產(chǎn)生高溫，有利于提高電池的安全性和循環(huán)壽命。
文檔編號(hào)H01M4/02GK201466094SQ200920123909
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者王國(guó)光, 黃德歡 申請(qǐng)人:黃德歡