CN109768208A

CN109768208A - 锂离子电池的负极极耳

Info

Publication number: CN109768208A
Application number: CN201811642523.0A
Authority: CN
Inventors: 徐建兵; 宋华杰; 易先文; 梁庆生; 谢双
Original assignee: Shenzhen Bak Battery Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Bak Battery Co Ltd
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2018-12-29
Publication date: 2019-05-17

Abstract

本发明属于电池部件技术领域，尤其涉及一种锂离子电池的负极极耳，所述负极极耳包括：相互焊接的内极耳和外极耳，外极耳用于与锂离子电池的钢壳相互焊接；所述内极耳和外极耳均包括由金属镍层和金属铜层交错层叠设置的多个极耳层，所述内极耳和外极耳中的一个的极耳层层数为偶数、另一个的极耳层层数为奇数，偶数极耳层在内外极耳连接处一侧为金属铜层，奇数极耳层位于两侧最外面的极耳层均为金属镍层，所述外极耳与所述钢壳焊接的一侧为金属镍层。本发明的锂离子电池的负极极耳，由于内外极耳都采用铜镍复合极耳的结构，并且外极耳与钢壳焊接的一侧的极耳层为金属镍层，可以减少极耳与钢壳出现虚焊的现象，提升焊接的合格率，降低电池内阻。

Description

锂离子电池的负极极耳

技术领域

本发明属于电池部件技术领域，尤其涉及一种锂离子电池的负极极耳。

背景技术

锂离子电池由于具有比能量高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应和无污染等优点，其得到快速发展。极耳是连接极片与钢壳的重要部件及导电的载体，而传统的镍极耳的电导率低，导电性差，内阻偏高，直接影响电池的充放电性能。现有的内外复合极耳间通过镍层连接，镍的散热效率较低，容易造成锂离子电池负极耳虚焊的现象。发明一种新的内外复合极耳结构解决采用现有技术易出现锂离子电池负极耳虚焊问题是有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池的负极极耳，旨在解决现有技术中的锂离子电池由于极耳导致的性能不佳的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种锂离子电池的负极极耳，部分与极片重合，包括：

相互焊接的内极耳和外极耳，所述外极耳用于与锂离子电池的钢壳相互焊接；

其中，所述内极耳和外极耳均包括由金属镍层和金属铜层交错层叠设置的多个极耳层，所述内极耳和外极耳中的一个的极耳层层数为偶数、另一个的极耳层层数为奇数，偶数极耳层在内外极耳连接处的一侧为金属铜层，奇数极耳层位于两侧最外面的极耳层均为金属镍层，所述外极耳与所述钢壳焊接的一侧为金属镍层。

进一步地，所述偶数极耳层包括焊接于所述钢壳的第一金属镍层和设置于所述第一金属镍层上的第一金属铜层，所述奇数极耳层包括第二金属铜层和分别设置于所述第二金属铜层两侧的第二金属镍层。

进一步地，所述第一金属铜层与所述第一金属镍层的厚度比为(12.5～32.5)：(67.5～87.5)，所述第二金属铜层与所述第二金属镍层的厚度比为(30～34.6)：(30～36.6)。

进一步地，所述第一金属铜层与所述第一金属镍层的厚度比为(24.5～25.5)：(74.5～75.5)，所述第二金属铜层与所述第二金属镍层的厚度比为(32～33.5)：(32.5～34)。

进一步地，所述偶数极耳层包括四层极耳层，所述奇数极耳层包括三层极耳层。

进一步地，所述外极耳包括两层极耳层，所述内极耳包括三层极耳层；或者，所述外极耳包括三层极耳层，所述内极耳包括两层极耳层。

进一步地，所述两层极耳层中的金属铜层与金属镍层的厚度比为(12.5～32.5)：(67.5～87.5)，所述三层极耳层中的金属铜层与金属镍层的厚度比为(30～34.6)：(30～36.6)。

进一步地，所述两层极耳层中的金属铜层与金属镍层的厚度比为(24.5～25.5)：(74.5～75.5)，所述三层极耳层中的金属铜层与金属镍层的厚度比为(32～33.5)：(32.5～34)。

进一步地，所述外极耳外露于所述极片的长度大于所述内极耳外露于所述极片的长度。

进一步地，所述外极耳外露于所述极片的长度小于所述极片的直径。

本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池，其中，所述锂离子电池的负极设置有上述负极极耳。

本发明的有益效果：本发明的锂离子电池的负极极耳，由于内极耳和外极耳都采用铜镍复合极耳的结构，并且外极耳与钢壳焊接的一侧的极耳层为金属镍层，可以减少极耳与钢壳出现虚焊的现象，提升极耳与钢壳焊接的合格率，降低电池内阻；采用该结构的负极极耳制作的锂离子电池，在大倍率放电时，降低极耳处的极化，且金属铜的导热性较好，有助于散热，锂离子电池温度上升更慢，能改善电池的安全性能；能降低充电时的极化，改善电池的倍率充电性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的锂离子电池的负极极耳与钢壳焊接的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供锂离子电池的负极极耳与钢壳焊接的结构示意图；

图3为实施例2和实施例3的倍率充电对比图。

其中，图中各附图标记：

10—负极极耳 100—钢壳 200—外极耳

210—第一金属铜层 220—第一金属镍层 300—内极耳

310—第二金属镍层 320—第二金属铜层。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1～2所示，本发明实施例提供的锂离子电池的负极极耳10，负极极耳10部分与极片(图未示)重合，包括外极耳200和内极耳300，图中示出的内外极耳为外露于极片的部分。锂离子电池包括呈筒状的钢壳100(图1、图2中钢壳为展开状，箭头所指处P为焊接的位置)，外极耳200和内极耳300相互焊接，外极耳200与钢壳100相互焊接。外极耳200和内极耳300均包括由金属镍层和金属铜层交错层叠设置的多个极耳层，外极耳200和内极耳300中的一个的极耳层的层数为偶数，而另一个的极耳层的层数为奇数，即其中一个为奇数层的铜镍复合极耳、另一个为偶数层的铜镍复合极耳。偶数层的铜镍复合极耳(偶数极耳层)在内外极耳连接处的一侧为金属铜层，奇数层的复合铜镍极耳(奇数极耳层)位于两侧最外面的极耳层均为金属镍层，如此，内外极耳之间能顺利焊接，外极耳200与钢壳100也能焊接且无虚焊，即三者能焊接为一体，外极耳200与钢壳100焊接的一侧为金属镍层，能减少极耳与钢壳100出现虚焊的现象，铜镍复合极耳的电导率高，导电性好，可降低电池的内阻。

本实施例提供的锂离子电池的负极极耳10，由于外极耳200和内极耳300都采用铜镍复合极耳的结构，并且外极耳200与钢壳100焊接的一侧的极耳层为金属镍层，可以减少负极极耳10与钢壳100出现虚焊的现象，提升负极极耳10与钢壳100焊接的合格率，降低电池内阻；采用该结构的负极极耳10制作的锂离子电池，在大倍率放电时，降低极耳处的极化，且金属铜的导热性较好，有助于散热，锂离子电池温度上升更慢，能改善电池的安全性能；能降低充电时的极化，改善电池的倍率充电性能。

钢壳100采用镀镍钢壳，以进一步提升焊接的可靠性，减少虚焊的现象。

如图1-2所示，图中示出的内外极耳为外露于极片的部分，外极耳外露于极片的长度大于内极耳外露于极片的长度，外极耳外露于极片的长度小于钢壳的直径，这样的设置可以节省极耳材料并保证两个极耳能在卷芯中心重合。

在一实施例中，偶数极耳层的铜镍厚度比为(12.5～32.5)：(67.5～87.5)，奇数极耳层的铜镍的厚度比为(30～34.6)：(30～36.6)，通过设置预设范围的铜镍厚度比来提升极耳焊接的合格率，减少虚焊，进而减小电芯内阻。在一实施方式中，偶数极耳层的铜镍的厚度比为(24.5～25.5)：(74.5～75.5)，奇数极耳层的铜镍的厚度比为(32～33.5)：(32.5～34)。

在一实施例中，如图1所示，外极耳200采用两层结构，内极耳300采用三层结构。外极耳200包括第一金属镍层220和设置于第一金属镍层220上的第一金属铜层210，第一金属镍层220用于与钢壳100焊接连接，即外极耳200为双层铜镍复合极耳；内极耳300包括第二金属铜层320和分别设置于第二金属铜层320两侧的第二金属镍层310，即内极耳300为三层铜镍复合极耳。

第一金属铜层210与第一金属镍层220的厚度比可设置为(12.5～32.5)：(67.5～87.5)，第二金属铜层320与第二金属镍层310的厚度比为(30～34.6)：(30～36.6)，第二金属镍层310的厚度为单层厚度。在一实施方式中，第一金属铜层210与第一金属镍层220的厚度比为(24.5～25.5)：(74.5～75.5)，第二金属铜层320与第二金属镍层310的厚度比为(32～33.5)：(32.5～34)。

在一实施例中，内极耳300采用两层结构，外极耳200采用三层结构。外极耳200包括第二金属铜层320和分别设置于第二金属铜层320两侧的第二金属镍层310，远离内极耳300一侧的第二金属镍层310用于与钢壳100焊接连接，即外极耳200为三层铜镍复合极耳；内极耳300包括第一金属镍层220和设置于第一金属镍层220上的第一金属铜层210，即内极耳300为双层铜镍复合极耳；第一金属镍层220或第一金属铜层210焊接于外极耳200中远离钢壳100一侧的第二金属镍层310上。

也就是说，内极耳300的第一金属铜层210可以是与外极耳200的第一金属镍层310相贴触，此时内极耳300的第一金属镍层220位于远离外极耳200的一侧；在内极耳300中，第一金属铜层210与第一金属镍层220的厚度比可设置为(12.5～32.5)：(67.5～87.5)；在外极耳200中，第二金属铜层320与第二金属镍层220的厚度比为(30～34.6)：(30～36.6)，第二金属镍层310的厚度为单层厚度。在一实施方式中，第一金属铜层210与第一金属镍层220的厚度比为(24.5～25.5)：(74.5～75.5)，第二金属铜层320与第二金属镍层310的厚度比为(32～33.5)：(32.5～34)。

在一实施例中，偶数极耳层包括四层极耳层，奇数极耳层包括三层极耳层。如图3所示，外极耳200为四层铜镍复合极耳，与钢壳100焊接的一侧为金属镍层，远离钢壳100的一侧为金属铜层；内极耳300为三层铜镍符合极耳，中间为金属铜层，两侧为金属镍层。

实施例1

内极耳300为金属铜层与金属镍层构成的双层铜镍复合极耳，外极耳200为金属铜层、两侧为金属镍层构成的三层铜镍复合极耳。内极耳300的金属铜层需在外极耳200、内极耳300的连接处，即内极耳300的金属铜层位于内侧，外极耳200的金属镍层与钢壳100连接，如图1所示。外极耳200、内极耳300与负极片连接。外极耳200与内极耳300、外极耳200与钢壳100通过点焊融化连接。点焊后，内极耳300、外极耳200及钢壳100融化在一起。内极耳300、外极耳200、钢壳100三者焊接为一体，无虚焊，焊接正常。电芯内阻均值为9.2mΩ。

实施例2

内极耳300为金属铜层、两侧为金属镍层构成的三层铜镍复合极耳，外极耳200为金属铜层与金属镍层构成的双层铜镍复合极耳。内极耳300的金属铜层需在内极耳300与外极耳200的连接处，即内极耳300的金属铜层位于内侧，外极耳200的金属镍层与钢壳100连接，如图1所示。内极耳300、外极耳200与负极片连接。外极耳200与内极耳300、外极耳200与钢壳100通过点焊融化连接。点焊后，内极耳300、外极耳200及钢壳100融化在一起。内极耳300、外极耳200、钢壳100三者焊接为一体，无虚焊，焊接正常。电芯内阻均值为9.1mΩ。

实施例3

内极耳是单层的镍极耳，外极耳是单层的镍极耳，外极耳、内极耳与负极片连接。外极耳与内极耳、内极耳与钢壳通过点焊融化连接。点焊后，外极耳、内极耳及钢壳融化在一起。外极耳、内极耳、钢壳三者焊接为一体，无虚焊，焊接正常。电芯内阻均值为9.9mΩ。

实施例4

内极耳300为双层铜镍复合极耳，金属铜层厚度占比为24.50％-25.50％，金属镍层厚度占比为74.50％-75.50％；外极耳200为三层铜镍复合极耳，金属铜层厚度占比为85.0％-86.0％，金属镍层厚度占比为14.0％-15.0％。外极耳200、内极耳300分别与电池的负极片连接。外极耳200与内极耳300、外极耳200与钢壳100通过点焊融化连接。点焊后，外极耳200与内极耳300无法焊接，外极耳200与钢壳100焊接正常。外极耳200、内极耳300无法与钢壳100焊接为一体，虚焊。电芯内阻均值为14.5mΩ。

从实施例1、实施例2、实施例3的结果并结合参考图3可知，采用本发明实施例提供的具有双层铜镍负极耳和三层铜镍复合极耳结构的负极极耳10可降低电池内阻，提高电池的倍率充电性能。从实施例1、实施例2、实施例4的结果可知，采用本发明实施例提供的铜镍层厚度比具有预定范围以及具有双层铜镍负极耳和三层铜镍复合极耳结构的负极极耳10可以提升极耳焊接的合格率，减少虚焊，进而减小电芯内阻。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种锂离子电池的负极极耳，部分与极片重合，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的锂离子电池的负极极耳，其特征在于：所述偶数极耳层包括焊接于所述钢壳的第一金属镍层和设置于所述第一金属镍层上的第一金属铜层，所述奇数极耳层包括第二金属铜层和分别设置于所述第二金属铜层两侧的第二金属镍层。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池的负极极耳，其特征在于：所述第一金属铜层与所述第一金属镍层的厚度比为(12.5～32.5)：(67.5～87.5)，所述第二金属铜层与所述第二金属镍层的厚度比为(30～34.6)：(30～36.6)。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池的负极极耳，其特征在于：所述第一金属铜层与所述第一金属镍层的厚度比为(24.5～25.5)：(74.5～75.5)，所述第二金属铜层与所述第二金属镍层的厚度比为(32～33.5)：(32.5～34)。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池的负极极耳，其特征在于：所述偶数极耳层包括四层极耳层，所述奇数极耳层包括三层极耳层。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池的负极极耳，其特征在于：所述外极耳包括两层极耳层，所述内极耳包括三层极耳层；或者，所述外极耳包括三层极耳层，所述内极耳包括两层极耳层。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池的负极极耳，其特征在于：所述两层极耳层中的金属铜层与金属镍层的厚度比为(12.5～32.5)：(67.5～87.5)，所述三层极耳层中的金属铜层与金属镍层的厚度比为(30～34.6)：(30～36.6)。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池的负极极耳，其特征在于：所述两层极耳层中的金属铜层与金属镍层的厚度比为(24.5～25.5)：(74.5～75.5)，所述三层极耳层中的金属铜层与金属镍层的厚度比为(32～33.5)：(32.5～34)。

9.根据权利要求1～8任一项所述的锂离子电池的负极极耳，其特征在于：所述外极耳外露于所述极片的长度大于所述内极耳外露于所述极片的长度。

10.根据权利要求1～8任一项所述的锂离子电池的负极极耳，其特征在于：所述外极耳外露于所述极片的长度小于所述钢壳的直径。