CN219498118U - 一种钠离子电池极片组件及钠离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钠离子电池极片组件及钠离子电池，属于钠离子电池技术领域，用以解决现有的极片组件中极耳与极片连接时焊接拉力强度低，易脱落的问题。钠离子电池极片组件包括钠离子电池极耳和极片，极片沿长度方向包括涂料区和未涂料区，未涂料区用于作为焊接极耳的留箔区；极耳包括铝带和至少包括一层镍层的金属带；铝带和金属带通过焊接部连接；铝带的一端和金属带的一端重叠形成重叠部，焊接部位于重叠部区域内；铝带的远离重叠部的一端与留箔区固定，重叠部位于极片外侧；铝带的宽度小于留箔区的宽度，铝带与留箔区的焊接区域为多个，多个焊接区域错开排列。本实用新型的钠离子电池极片组件的焊接拉力强度高，不易脱落。

Description

一种钠离子电池极片组件及钠离子电池

技术领域

本实用新型涉及钠离子电池技术领域，尤其涉及一种钠离子电池极片组件及钠离子电池。

背景技术

目前钠离子电池正极片和负极片均采用铝箔作为集流体，因此在负极片与镀镍钢壳的连接上存在焊接困难。常规的解决方法是选用铝镍复合带的连接方式，铝镍复合带的一端通过铝层与负极片的铝箔焊接，另一端通过镍层焊接在镀镍钢壳上。镍层焊接在镀镍钢壳上多采用电阻焊，电阻焊过程中，因镍材质熔点远高于铝材质（铝熔点660℃，镍熔点1453℃），导致镍吸热熔融时，铝材已液化，易产生飞溅，影响焊接质量。现有技术中也提出了铝转镍的方式，然而目前的极片组件中的极耳与极片连接时多存在焊接拉力强度低，易脱落的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本实用新型实施例旨在提供一种钠离子电池极片组件及钠离子电池，用于解决以下技术问题之一：现有的极片组件中极耳与极片连接时存在焊接拉力强度低，易脱落的问题。

本实用新型提供了一种钠离子电池极片组件，钠离子电池极片组件包括钠离子电池极耳和极片，极片沿长度方向包括涂料区和未涂料区，未涂料区用于作为焊接钠离子电池极耳的留箔区；

钠离子电池极耳包括铝带和至少包括一层镍层的金属带；铝带和金属带通过焊接部焊接连接；其中，铝带的一端和金属带的一端重叠形成重叠部，焊接部位于重叠部区域内；

钠离子电池极耳的铝带的远离重叠部的一端与留箔区焊接固定，钠离子电池极耳的重叠部位于极片的外侧；

铝带的宽度小于留箔区的宽度；

铝带与留箔区的焊接区域为多个，多个焊接区域错开排列。

可选的，铝带与留箔区的重叠区面积是留箔区面积的50%~70%。

可选的，多个焊接区域的整体焊接面积是铝带与留箔区的重叠区面积的10%~20%。

可选的，每个焊接区域的两侧与相邻的铝带的侧边的距离不完全相同。

可选的，留箔区的宽度为5~12 mm。

可选的，铝带与金属带的焊接部包括多个超声焊焊痕，多个超声焊焊痕错开排列。

可选的，铝带与金属带的焊接部包括两排或两排以上焊点，相邻两排的焊点错开排列。

可选的，留箔区的面积为180~360mm²。

可选的，铝带远离金属带的一端位于留箔区的内侧。

本实用新型还提供了一种钠离子电池，包括上述钠离子电池极片组件。

与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：

（1）本实用新型提供的钠离子电池极片组件的铝带的宽度小于留箔区的宽度，能够防止铝带接触涂料区，降低了生产难度。

（2）本实用新型提供的钠离子电池极片组件的焊接区域为多个，多个焊接区域错开排列，能够起到分散各焊接区域之间的应力的作用，提高极耳与极片之间的抗拉强度，降低电池使用过程中因震动导致极耳与极片受力脱开的风险，同时焊接区域错开排列的方式提高了焊接区域的利用率，提高了焊接区域的过流能力。

（3）本实用新型提供的钠离子电池极片组件中的极耳的铝带和金属带的焊接部的面积较大，保证铝带和金属带的焊接部的焊接拉力强度高，不易脱落，同时保证钠离子电池极耳的过流能力高，导电性能好。

（4）本实用新型提供的钠离子电池极片组件中的极耳的铝带和金属带的焊接部的焊痕或焊点错开排列，能够起到分散各焊接区域之间的应力的作用，提高铝带与金属带之间的抗拉强度，降低电池使用过程中因震动导致铝带与金属带受力脱开的风险，同时错开排列的方式提高了铝带与金属带实际接触的面积，降低了铝带与金属带之间的接触电阻，提高了焊接部的过流能力。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件；

图1为本实用新型的钠离子电池极片组件的结构示意图；

图2为本实用新型的钠离子电池极片组件中的极耳的结构示意图；

图3为本实用新型中的钠离子电池极耳置于PE背胶上的示意图；

图4为实施例1的钠离子电池极片组件中的钠离子电池极耳的结构示意图；

图5为实施例1的钠离子电池极片组件中的钠离子电池极耳的重叠部示意图；

图6为实施例1的钠离子电池极片组件的结构示意图；

图7为实施例1的钠离子电池极片组件的留箔区的结构示意图；

图8为实施例2的钠离子电池极片组件中的钠离子电池极耳的结构示意图；

图9为实施例2的钠离子电池极片组件中的钠离子电池极耳的重叠部示意图。

附图标记：

101-铝带，102-金属带，103-重叠部，104-PE背胶，105-焊痕，106-焊点，2-极片，201-涂料区，202-留箔区，203-下侧边，204-上侧边，205-焊接区域。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型提供了一种钠离子电池极片组件，如图1所示，钠离子电池极片组件包括钠离子电池极耳和极片2，极片2沿长度方向包括涂料区201和未涂料区，未涂料区用于作为焊接钠离子电池极耳的留箔区202；如图2所示，钠离子电池极耳包括铝带101和至少包括一层镍层的金属带102；铝带101和金属带102通过焊接部焊接连接；其中，铝带101的一端和金属带102的一端重叠形成重叠部103，焊接部位于重叠部103区域内；钠离子电池极耳的铝带101的远离重叠部103的一端与留箔区202焊接固定，钠离子电池极耳的重叠部103位于极片2的外侧；铝带101的宽度小于留箔区202的宽度；焊接区域205为多个，多个焊接区域205错开排列。

为了防止铝带101接触涂料区201，铝带101的宽度小于留箔区202的宽度，焊接时，铝带101的两边均位于留箔区202的内侧。

具体的，定义极片2靠近金属带102的一侧为下侧边203，相对的另一侧为上侧边204，则钠离子电池极耳的重叠部103与下侧边203的距离为1~4mm，例如1.2mm、1.5mm、1.7mm、2.0mm、2.2mm、2.5mm、2.7mm、3.0mm、3.2mm、3.5mm、3.7mm。

具体的，铝带101远离金属带102的一端位于留箔区202的内侧，铝带101远离金属带102的一端与极片2的上侧边204的距离为2~4mm，例如2.2mm、2.5mm、2.7mm、3.0mm、3.2mm、3.5mm、3.7mm。

具体的，留箔区202的宽度为5~12 mm，例如6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm。

具体的，留箔区202的面积为180~360mm²。

具体的，铝带101与留箔区202的重叠区面积是留箔区202面积的50%~70%，如此设置便于铝带101定位，降低加工难度，确保铝带101不与涂料区201接触，同时也能保证铝带101与极片2的焊接拉力强度高，不易脱落，过流能力高，导电性能好。

具体的，铝带101与留箔区202的焊接区域205可以为多个，例如焊接区域可以为2个、3个、4个、5个。

具体的，为了保证铝带101与极片2的焊接拉力强度高，控制铝带101与留箔区202的焊接区域的整体焊接面积是铝带101与留箔区202的重叠区面积的10%~20%。

具体的，相邻焊接区域205之间的距离在6~10mm，例如7mm、8mm、9mm。

具体的，不同的相邻焊接区域205之间的距离不完全相同。

具体的，相邻焊接区域205的中心的连线与铝带101的长度方向不平行也不垂直，即多个焊接区域205错开排列。

具体的，焊接区域205的两侧与相邻的铝带101的侧边的距离不完全相同。

上述焊接区域的设置能够起到分散各焊接区域之间的应力的作用，提高极耳与极片之间的抗拉强度，降低电池使用过程中因震动导致极耳与极片受力脱开的风险，同时焊接区域错开排列的方式提高了焊接区域的利用率，提高了焊接区域的过流能力。

具体的，上述钠离子电池极耳的重叠部103的长度为2~4mm；焊接部的面积是重叠部103的面积的40%~80%。如此设置，保证钠离子电池极耳的铝带和金属带的焊接部的面积较大，保证铝带和金属带的焊接部的焊接拉力强度高，不易脱落，同时保证钠离子电池极耳的过流能力高，导电性能好。

具体的，上述金属带102可以是纯镍带，也可以是钢镀镍带、铜镀镍带或者铝镍复合带。

具体的，上述铝带101的厚度为0.1mm~0.3mm，例如0.13mm、0.15mm、0.17mm、0.2mm、0.25mm、0.27mm。

具体的，上述金属带102的厚度为0.1mm~0.3mm，例如0.13mm、0.15mm、0.17mm、0.2mm、0.25mm、0.27mm。

具体的，为了提高焊接部的面积，提高极耳的导电效率，上述铝带101和金属带102的宽度相同。

具体的，上述铝带101的宽度为3~10mm，例如4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm。

具体的，考虑到上述重叠部103的面积过小，焊接部的面积过小，焊接拉力强度低，易脱落，导电性能差，因此，控制上述重叠部103的长度为2~4mm，重叠部103的面积为：8~24mm²。

具体的，上述铝带101与金属带102的焊接部的面积为6~16mm²，如此，能够保证极耳的焊接拉力强度高，不易脱落，过流能力高，导电性能好。

具体的，上述铝带101与金属带102的焊接可以采用激光焊和超声焊。

具体的，采用超声焊时，上述铝带101与金属带102的焊接部包括多个超声焊焊痕105，多个超声焊焊痕105错开排列，即两个超声焊焊痕105的中心的连线与极耳长度方向不平行也不垂直。

具体的，采用激光焊时，上述铝带101与金属带102的焊接部设置两排或两排以上焊点106，相邻两排的焊点106错开排列，且其中至少有一排的焊点106数量比相邻一排焊点106的数量少。激光焊的焊接部的定义：由最上面一排的焊点的上方的切线、最下面一排的焊点的下方的切线、最上面一排左侧焊点与最下面一排左侧焊点的共同切线、最上面一排右侧焊点与最下面一排右侧焊点的共同切线合围形成的区域。如图6所示，激光焊的焊接部为虚线围成的区域。

上述焊接部的设置能够起到分散各焊接区域之间的应力的作用，提高铝带与金属带之间的抗拉强度，降低电池使用过程中因震动导致铝带与金属带受力脱开的风险，同时错开排列的方式提高了铝带与金属带实际接触的面积，降低了铝带与金属带之间的接触电阻，提高了焊接部的过流能力。

具体的，如图3所示，生产过程中，可以将多个上述钠离子电池极耳贴于PE背胶104上部，并卷绕成极耳卷料。

本实用新型还提供了一种钠离子电池，钠离子电池包括上述极片组件。

具体的，钠离子电池还包括钢壳，极片组件中的金属带102与钢壳焊接固定。

上述钠离子电池的有益效果与钠离子电池极片组件的有益效果相同，在此不再赘述。

实施例1

本实施例提供了一种钠离子电池极片组件，如图6所示，钠离子电池极片组件包括钠离子电池极耳和极片2，极片2沿长度方向包括涂料区201和未涂料区，未涂料区用于作为焊接钠离子电池极耳的留箔区202；如图2所示，钠离子电池极耳包括铝带101和至少包括一层镍层的金属带102；铝带101和金属带102通过焊接部焊接连接；其中，铝带101的一端和金属带102的一端重叠形成重叠部103，焊接部位于重叠部103区域内；钠离子电池极耳的铝带101的远离重叠部103的一端与留箔区202焊接固定，钠离子电池极耳的重叠部103位于极片2的外侧；铝带101的宽度小于留箔区202的宽度。

具体的，金属带102为钢镀镍带。

具体的，铝带101的厚度为0.1mm，金属带102的厚度为0.1mm，铝带101的宽度为4mm，重叠部103的长度为3mm；焊接部的面积是重叠部103的面积的60%。

铝带101和金属带102采用激光焊焊接，如图4所示，重叠部103内设置两排焊点106，两排的焊点106错开排列，且其中一排的焊点数量比相邻一排焊点的数量少。

如图5所示，设重叠部103沿极耳长度方向的长度为L，靠近重叠部103上边沿的一排焊点106与重叠部103上边沿的距离Y1=10%L，靠近重叠部103下边沿的一排焊点与重叠部103下边沿的距离Y2=11%L。

具体的，定义极片2靠近金属带102的一侧为下侧边203，相对的另一侧为上侧边204，则钠离子电池极耳的重叠部103与下侧边203的距离为2mm。

留箔区202的宽度为6 mm，焊接时，铝带101的两边均位于留箔区202的内侧。

具体的，铝带101远离金属带102的一端位于留箔区202的内侧，铝带101远离金属带102的一端与极片2的上侧边204的距离为4mm。

具体的，留箔区202的面积为240mm²。

具体的，铝带101与留箔区202的重叠区面积是留箔区202面积的56%，

具体的，铝带101与留箔区202的焊接区域205为3个。

具体的，控制铝带101与留箔区202的焊接区域的整体焊接面积是铝带101与留箔区202的重叠区面积的17%。

具体的，如图7所示，设铝带101与极片2的重叠部分的长度为H，铝带101与极片2的焊接区域中，从靠近极片2下边沿开始向上分为第一焊接区域、第二焊接区域、第三焊接区域，第一焊接区域与极片2下边沿的距离为S1=6%H，第二焊接区域与极片下边沿的距离为S2=30%H，第三焊接区域与极片下边沿的距离S3=88%H。

具体的，第一焊接区域与极耳两个侧边的距离不同，第二焊接区域与极耳两个侧边的距离不同，且极耳与第一焊接区域、第二焊接区域距离较小的侧边不是同一侧边，极耳其中的一个侧边与第一焊接区域距离较小并且与第一焊接区域的距离为铝带的宽度K的25%，另一个侧边与第二焊接区域的距离较小且与第二焊接区域的距离为极耳宽度K的25%。

本实施例的设置能够起到分散各焊接区域之间的应力的作用，提高极耳与极片之间的抗拉强度，降低电池使用过程中因震动导致极耳与极片受力脱开的风险，同时焊接区域错开排列的方式提高了焊接区域的利用率，提高了焊接区域的过流能力。

实施例2

本实施例提供了一种钠离子电池极片组件，本实施例的钠离子电池极片组件的结构与实施例1大致相同，不同之处在于：

具体的，本实施例中，铝带101和金属带102采用超声焊焊接，如图8所示，重叠部103内设置两个超声焊焊痕，两个超声焊焊痕的中心的连线与极耳的长度方向不平行也不垂直。

如图9所示，设重叠部103沿极耳长度方向的长度为L，靠近重叠部103上边沿的焊痕与重叠部103上边沿的距离X1=10%L；靠近重叠部103下边沿的焊痕与重叠部103下边沿的距离X2=11%L。

实施例3

本实施例提供了一种钠离子电池，钠离子电池包括上述实施例1或2的钠离子电池极片组件。

具体的，钠离子电池还包括钢壳，极片组件中的金属带102与钢壳焊接固定。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钠离子电池极片组件，其特征在于，所述钠离子电池极片组件包括钠离子电池极耳和极片（2），所述极片（2）沿长度方向包括涂料区（201）和未涂料区，所述未涂料区用于作为焊接钠离子电池极耳的留箔区（202）；

所述钠离子电池极耳包括铝带（101）和至少包括一层镍层的金属带（102）；所述铝带（101）和所述金属带（102）通过焊接部焊接连接；其中，所述铝带（101）的一端和所述金属带（102）的一端重叠形成重叠部（103），所述焊接部位于所述重叠部（103）区域内；

所述钠离子电池极耳的铝带（101）的远离重叠部（103）的一端与所述留箔区（202）焊接固定，所述钠离子电池极耳的重叠部（103）位于极片（2）的外侧；

所述铝带（101）的宽度小于所述留箔区（202）的宽度；

所述铝带（101）与留箔区（202）的焊接区域（205）为多个，多个焊接区域（205）错开排列。

2.根据权利要求1所述的钠离子电池极片组件，其特征在于，所述铝带（101）与留箔区（202）的重叠区面积是留箔区（202）面积的50%~70%。

3.根据权利要求1所述的钠离子电池极片组件，其特征在于，多个焊接区域的整体焊接面积是铝带（101）与留箔区（202）的重叠区面积的10%~20%。

4.根据权利要求3所述的钠离子电池极片组件，其特征在于，每个所述焊接区域（205）的两侧与相邻的铝带（101）的侧边的距离不完全相同。

5. 根据权利要求1所述的钠离子电池极片组件，其特征在于，所述留箔区（202）的宽度为5~12 mm。

6.根据权利要求1所述的钠离子电池极片组件，其特征在于，所述铝带（101）与所述金属带（102）的焊接部包括多个超声焊焊痕（105），多个超声焊焊痕（105）错开排列。

7.根据权利要求1所述的钠离子电池极片组件，其特征在于，所述铝带（101）与所述金属带（102）的焊接部包括两排或两排以上焊点（106），相邻两排的焊点（106）错开排列。

8.根据权利要求1所述的钠离子电池极片组件，其特征在于，所述留箔区（202）的面积为180~360mm²。

9.根据权利要求1至8任一项所述的钠离子电池极片组件，其特征在于，所述铝带（101）远离金属带（102）的一端位于留箔区（202）的内侧。

10.一种钠离子电池，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的钠离子电池极片组件。