專利名稱：一種新型的回型鉤狀鍍層鋁極耳的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電池制造的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋰電池使用的回型鍍層鋁極耳， 該種鋁極耳特別適用于電池結(jié)構(gòu)不同的鋰電池或鋰離子電池，實(shí)用性廣泛。
背景技術(shù)：
可移動(dòng)電子設(shè)備的快速發(fā)展，對鋰電池和鋰離子電池提出了更高的要求。為了表述的方便，這里所述的鋰電池包括通常意義的鋰電池和鋰離子電池，其中鋰離子電池包括聚合物鋰離子電池、軟包裝鋰離子電池、鋼殼鋰離子電池和塑料殼鋰離子電池。按照電池的外形來分，目前國外市場上鋰電池主要有圓柱形、棱柱形、方形、鈕扣式、薄型和超薄型。國內(nèi)市場的鋰電池主要有三種類型，即鈕扣式、方形和圓柱形。依據(jù)使用環(huán)境對鋰電池電化學(xué)性能及安全性的要求不同，鋰電池分為液態(tài)和固態(tài)(或干態(tài))兩種。由于電池的能量密度和適用的范圍受電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響很大。從鋰離子電池的結(jié)構(gòu)來看，主要分為卷繞式和層疊式兩大類。制備鋰電池和鋰離子電池時(shí)，首先制成正極極片和負(fù)極極片，再采用鉚接、超聲波點(diǎn)焊或激光焊等方式，在正極極片上連接用來傳輸電流的鋁極耳，然后在鋁極耳上用鉚接、超聲波點(diǎn)焊或激光焊等方式連接上鎳極耳的一端，最后將鎳極耳的另一端連接到IC電路板上。正極極片到IC電路板之間存在“鋁-鋁”、“鋁-鎳”、“鎳-銅”連接點(diǎn)或焊點(diǎn)。由于這些連接點(diǎn)或焊點(diǎn)屬于點(diǎn)連接，連接點(diǎn)或焊點(diǎn)的面積小，存在連接或焊接不牢、虛連接或虛焊、連接點(diǎn)或焊點(diǎn)間接觸電阻大、連接點(diǎn)或焊點(diǎn)易于在存放或使用過程被氧化等問題，使制備的電池存在批次性能不穩(wěn)定等問題。電池放電時(shí)，特別是大電流放電時(shí)， 連接點(diǎn)或焊點(diǎn)存在電阻過大、不均勻，導(dǎo)致發(fā)熱量過大等問題，明顯減弱了電池對外做功能力，電池使用的不安全性增強(qiáng)。在充電時(shí)，可能因連接點(diǎn)或焊點(diǎn)存在上述問題而造成充電困難，引起電池的發(fā)熱、燃燒等安全隱患。為此，近年來，一些研究人員試圖在鋁極耳上鍍鎳或其它合金，以實(shí)現(xiàn)減化電池的制備步驟和改善批量電池一致性的目的。實(shí)用新型專利200820009887. 0涉及一種在鋁帶基材一端表面覆上鎳、銅、錫或其它可以直接上錫的金屬的鋁極耳。實(shí)用新型專利ZL2008202125092涉及一種鋰電池鋁極耳，包括帶狀鋁條，在鋁條的一端有化學(xué)鍍鎳層。申請?zhí)?00810143389X的發(fā)明專利公開了一種鋰離子電池正極極耳及其制備方法。該專利在鋁基體層一端的上下表面用電鍍或非電鍍的方法形成結(jié)合牢固的非鋁金屬層，如鎳或錫鎳合金層。實(shí)用新型專利200820215661. 6 及申請?zhí)枮?00810236321.6的發(fā)明專利均涉及一種一端有鎳層的鋁極耳。其中，鍍鎳層呈包裹式或在極耳片體的一端的正反兩面或只在正面或只在反面上。實(shí)用新型專利 200920063603. 0涉及一種在鋁材的一端復(fù)合了非鋁合金的極耳。申請?zhí)?010101101270的發(fā)明專利涉及在SUS430不銹鋼帶、銅帶、鋁帶、鎳帶基底的一側(cè)端部先鍍覆一層鎳鍍層，再鍍覆一層錫鍍層的方法，以制備極耳。實(shí)用新型專利200920058776. 3涉及一種不需轉(zhuǎn)鎳的鋁極耳結(jié)構(gòu)，其正極在鋁極耳外鍍鎳。實(shí)用新型專利200920042215. 4涉及一種聚合物鋰電池使用的鋁極耳卷料，該種鋁極耳與卷盤之間有一段鎳金屬或鍍鎳層。由于正極極片到IC電路板間的連接部位主要起著導(dǎo)電和散熱作用。在大電流充放電時(shí)，以上連接部位可能受到熱膨脹的影響，連接性能的好壞會造成連接點(diǎn)接觸電阻的變化，因此，在采用鍍層鋁極耳的鋰電池中，鋁條、鋁與鍍層之間形成合金的界面以及鍍層本身的電阻率、導(dǎo)熱系數(shù)及線膨脹系數(shù)均對導(dǎo)電和散熱作用有影響。從電阻率來看，在20°C時(shí)，常見金屬的電阻率分別為銅1. 678 μ Ω · cm， IS 2. 65 μ Ω · cm,鎂 4· 39 μ Ω · cm，鎳 6· 93 μ Ω · cm ((Hohn A. Dean，Lange，s ChemistryHandbook，第15版，出版社=McGraw-Hill, 1999年)，鋁合金的電阻率分別為，鋁硅鎳合金5. 95 μ Ω · cm，鋁銅鎳合金5. 95 μ Ω · cm，鋁鎂鎳合金9. 12 μ Ω · cm(鄭峰主編， 鋁與鋁合金速查手冊，化學(xué)工業(yè)出版社，北京2008. 7.第1版))，可見，鋁合金的電阻率通常比純鋁和純銅的大一倍以上，而與鎳的電阻率相差不大。在極耳上通過大電流時(shí)，鋁條與鍍層中間形成的合金部位的發(fā)熱量大。而當(dāng)鍍層為鎳層時(shí)，鍍鎳層的發(fā)熱量也較大。從25 °C金屬的導(dǎo)熱系數(shù)來看，金屬銀429W/ (m · K)、銅40 Iff/ (m · K)、鋁237W/ (m · K)、鎂 156W/(m · K)、鎳 90. 9ff/(m · K)(Hohn A. Dean, Lange' s ChemistryHandbook, 第15版，出版社=McGraw-Hill, 1999年)，鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)分別為，鋁硅鎳合金159. Iff/ (m ·Κ)，鋁銅鎳合金113W/(m ·Κ)，鋁鎂鎳合金92. lff/(m ·Κ)?？梢?，鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)比純鋁和純銅的小得多，只比金屬鎳的略大一些。當(dāng)極耳上各部分產(chǎn)生的熱量相同時(shí)，鋁條與銅鍍層的散熱速率快，鋁合金及鍍鎳層的散熱速率最慢?？梢姡捎缅冩囦X極耳的鋰電池中， 往往是鍍鎳層與鋁條中間的合金層的電阻率最大，產(chǎn)生的熱量最大，散熱效果不好，因此， 同樣大小的長條形的鍍鎳鋁極耳，在大電流放電條件下，還是容易因發(fā)熱而產(chǎn)生高溫。考慮到不同電池企業(yè)生產(chǎn)的鋰電池的結(jié)構(gòu)不同，即使同一企業(yè)生產(chǎn)的鋰電池也需要依據(jù)電池類型、電池結(jié)構(gòu)而采用不同尺寸的極耳，因此必須為每一種鋰電池量身定做極耳。為了克服以上不足，在兼顧減小鋁材使用量、鋁材散熱速度、極耳尺寸，特別是考慮極耳制備的標(biāo)準(zhǔn)化，避免電池企業(yè)改變電池產(chǎn)品品種時(shí)極耳的浪費(fèi)，本實(shí)用新型專利涉及一種回型鍍層鋁極耳。在回型鍍層鋁極耳中，盡管鍍層與鋁條中間的合金層的電阻率較大， 然而，由于電路板到正極極片之間鍍層區(qū)的導(dǎo)電面較長條型極耳的增加了一倍，散熱面也增大了近一倍，即使在大電流放電的條件下，不容易因發(fā)熱而產(chǎn)生高溫，改善了電池的安全性。同時(shí)，回型鍍層鋁極耳的結(jié)構(gòu)使其可應(yīng)用于不同種結(jié)構(gòu)的電池中，有利于極耳制備的標(biāo)準(zhǔn)化和使用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種呈回型鉤狀鍍層鋁極耳。本實(shí)用新型所述的回型鉤狀鍍層鋁極耳，其基體材料為條狀鋁片，條狀鋁片的一端頭為鉤柄，與正極極片相連；另一端頭為鉤，端頭至條狀鋁片1/5 2/3處鍍有導(dǎo)電鍍層， 該端頭分段折成回型鉤狀。所述的的回型鉤狀呈口字形或斜面梯形?；匦豌^狀呈口字形時(shí)，鍍有導(dǎo)電鍍層的一端分段折起，第一折疊起處中心點(diǎn)為焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與電路板相連，第四折起處中心點(diǎn)為焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與折起前的鍍層相連?；匦豌^狀呈斜面梯形時(shí)，第一折起中心點(diǎn)處為焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與電路板相連，第五折起中心點(diǎn)處為焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與折起前的鍍層相連，條狀鋁片的另一端頭與正極極片相連。所述的導(dǎo)電鍍層是通過電鍍或化學(xué)鍍的方法鍍上鎳、鎳合金、銅或銅合金。[0012]所述的鋰電池包括通常意義的鋰電池和鋰離子電池，這里的鋰離子電池是聚合物鋰離子電池、軟包裝鋰離子電池、鋼殼鋰離子電池或塑料殼鋰離子電池。在回型鉤狀鍍層鋁極耳中，盡管鍍層與鋁條中間形成的合金層的電阻率相對較大，然而，由于電路板到正極極片之間鍍層區(qū)的導(dǎo)電面增加了一倍，散熱面也增大了近一倍，即使在大電流放電的條件下，不容易因發(fā)熱而產(chǎn)生高溫，改善了電池的安全性。同時(shí)回型鉤狀鍍層鋁極耳的結(jié)構(gòu)可以使其適用于不同種電池的結(jié)構(gòu)，有利于鋁極耳制備的標(biāo)準(zhǔn)化和使用。

圖1是本實(shí)用新型所述的口字形回型鉤狀鍍層鋁極耳的縱向剖面圖。圖2是本實(shí)用新型所述的口字形回型鉤狀鍍層鋁極耳的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型所述的一種斜面梯形回型鉤狀鍍層鋁極耳的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中，1為條狀鋁片；2為回型鉤狀第四折起中心點(diǎn)的焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與折起前的鍍層相連；3為導(dǎo)電鍍層，該導(dǎo)電鍍層是通過電鍍或化學(xué)鍍的方法鍍上的鎳、鎳合金、銅或銅合金；4為回型鉤狀第一折起中心點(diǎn)處的焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與電路板相連。圖2中，1為條狀鋁片；3為導(dǎo)電鍍層，該導(dǎo)電鍍層是通過電鍍或化學(xué)鍍的方法鍍上鎳、鎳合金、銅或銅合金；4為回型鉤狀第一折起中心點(diǎn)處的焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與電路板相連。圖3中，1為條狀鋁片；3為導(dǎo)電鍍層，該導(dǎo)電鍍層是通過電鍍或化學(xué)鍍的方法鍍上鎳、鎳合金、銅或銅合金；4為回型鉤狀第一折起中心點(diǎn)處的焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與電路板相連。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型專利進(jìn)行進(jìn)一步的說明。實(shí)施例僅是對本實(shí)用新型專利的進(jìn)一步補(bǔ)充和說明，而不是對本實(shí)用新型專利的限制。實(shí)施例1如附圖1和附圖2所示，條狀鋁片1的總尺寸為35mmX3mm(長X寬)，其中條狀鋁片1的一端長為20mm，使用時(shí)該端頭以焊接的方式與鋼殼鋰離子電池正極極片相連；條狀鋁片1的另一端長為15mm，采用化學(xué)鍍的方法鍍上鎳形成鎳鍍層，該鍍層分為5mm、1. 5mm、 5mm、1. 5mm和2mm五個(gè)折起段，并折起成口字形，末端的2mm，即第五個(gè)折起段與第一個(gè)折起段重疊，并在折起處中心點(diǎn)用激光焊接機(jī)將上下兩鍍層焊住。第一折起中心點(diǎn)處為焊點(diǎn)4， 通過該焊點(diǎn)與電路板相連。利用本實(shí)用新型所述的口字形回型鉤狀鍍層鋁極耳，經(jīng)模擬測試，當(dāng)通過5安培電流后，口字形回型鉤狀鍍層鋁極耳的溫度比尺寸為25mmX3mm(長X寬)的長條形鍍鎳鋁極耳的溫度低5. 3°C，且極耳占據(jù)的空間小，提高了電池的安全性。實(shí)施例2如附圖3所示，1為條狀鋁片；3為鍍銅導(dǎo)電鍍層，該鍍銅導(dǎo)電鍍層是通過電鍍的方法鍍上銅；4為回型鉤狀第一折起中心點(diǎn)處的焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與聚合物鋰離子電池的電路板相連。與實(shí)施例1相類似的總尺寸為35mmX3mm(長X寬)的條狀鋁片1和各部位的尺寸，在第五折起中心點(diǎn)處為焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與第一個(gè)折起段的鍍層重疊，條狀鋁片1的另一端頭以焊接方式與正極極片相連。
5[0026] 利用本實(shí)用新型所述的斜面梯形回型鉤狀鍍層鋁極耳，經(jīng)模擬測試，當(dāng)通過5安培電流后，斜面梯形回型鉤狀鍍層鋁極耳的溫度比寸為25mmX3mm(長X寬)的長條形鍍鎳鋁極耳尺的溫度低6. 1°C，且極耳占據(jù)的空間小，提高了電池的安全性。
權(quán)利要求1.一種新型的回型鉤狀鍍層鋁極耳，其特征在于其基體材料為條狀鋁片，條狀鋁片的一端頭為鉤柄，與正極極片相連；另一端頭為鉤，端頭至條狀鋁片的1/5 2/3處鍍有導(dǎo)電鍍層，該端頭分段折成回型鉤狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的回型鉤狀鍍層鋁極耳，其特征在于所述的回型鉤狀呈口字形或斜面梯形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型的回型鉤狀鍍層鋁極耳，其特征在于所述的回型鉤狀呈口字形時(shí)，鍍有導(dǎo)電鍍層的端頭分段折起，第一折疊起處中心點(diǎn)為焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與電路板相連，第四折起處中心點(diǎn)為焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與折起前的鍍層相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型的回型鉤狀鍍層鋁極耳，其特征在于所述的回型鉤狀呈斜面梯形時(shí)，第一折起中心點(diǎn)處為焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與電路板相連，第五折起中心點(diǎn)處為焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)與折起前的鍍層相連，條狀鋁片的另一端頭與正極極片相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的回型鉤狀鍍層鋁極耳，其特征在于所述的導(dǎo)電鍍層是通過電鍍或化學(xué)鍍的方法鍍上鎳、鎳合金、銅或銅合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的回型鉤狀鍍層鋁極耳，其特征在于所述的鋰電池包括鋰電池和鋰離子電池，這里的鋰離子電池是聚合物鋰離子電池、軟包裝鋰離子電池、鋼殼鋰離子電池或塑料殼鋰離子電池。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電池制造領(lǐng)域，涉及一種回型鉤狀鍍層鋁極耳，其特征在于鋁極耳基體材料為條狀鋁片，條狀鋁片的一端頭與正極極片相連，另一端頭至條狀鋁片1/5～2/3處鍍有導(dǎo)電鍍層，該端頭分段折起呈回型鉤狀。利用本實(shí)用新型所述的斜面梯形回型鉤狀鍍層鋁極耳，經(jīng)模擬測試，當(dāng)通過5安培電流后，回型鉤狀鍍層鋁極耳的溫度比尺寸為30mm×3mm(長×寬)的長條形鍍鎳鋁極耳的溫度低5℃以上，提高了電池的安全性。
文檔編號H01M2/26GK202231083SQ20102051020
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者童君開 申請人:童君開