專利名稱：鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置。
背景技術(shù)：
鋰離子電池由負(fù)極板、正極板、電解液以及介于正負(fù)極板之間防止短路的隔膜組成。正極板與負(fù)極板被制成薄板或箔狀，然后把電極板及介于其間的隔膜按順序?qū)盈B或者螺旋狀纏卷而形成電芯。再把這一電芯裝入不銹鋼、鍍鎳的鐵、鋁金屬外殼或者疊層軟包裝薄膜電池容器內(nèi)，再注入電解液，密封而制成電池。其中，電芯與外部電導(dǎo)通是通過與極板連接的極耳和極柱實(shí)現(xiàn)的。
目前，應(yīng)用于電動車、電動助推器等大型器件的電源普遍需要具有高容量、大功率的特性，在保證一定容量的前提下有時(shí)甚至要求電池可在10C以上倍率放電，此時(shí)電池的放電電流將達(dá)到數(shù)百安培。在大電流放電時(shí)，極耳極柱等處如果連接失效將不可避免地導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重，造成電池局部溫度過度提高，嚴(yán)重的還將導(dǎo)致整個(gè)電池失效。這無論是在安全性方面還是在循環(huán)壽命上都是重大隱患。
在高功率鋰離子動力電池中。公開號CN2686105公開了一種極耳與極柱鉚接的固定方式。但此種連接方式操作復(fù)雜、質(zhì)量控制不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置。
本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)現(xiàn)高功率鋰離子電池的極耳與極柱的連接方式，能夠使鋰離子動力用電池在大電流放電時(shí)保證電芯與外電路有效的電輸出并充分保證電極的大功率放電性能得以發(fā)揮。
鋰離子動力用電池極耳與極柱的連接方式及技術(shù)參數(shù)是影響內(nèi)阻及電池溫度上升的重要因素。
本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置，包括電池極耳、極柱，其特點(diǎn)是極耳連接在電池電芯正極板或負(fù)極板上，極耳為理順、層疊和整平形狀，極柱兩側(cè)有鉚釘或緊固螺釘孔，兩孔中間與極耳夾接連接在一起。
電池電芯的極耳與極柱采用夾接的方式連接到一起，操作簡單、可最大量地縮短電芯外極耳長度并且可以準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)極耳與夾接極柱之間的壓力以保證極耳與極柱之間連接強(qiáng)度，從而降低了電池電芯與外電路的接觸電阻，實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池的高功率化。
本實(shí)用新型還可以采用如下技術(shù)措施所述的鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置，其特點(diǎn)是極耳與極柱的夾接接觸面積≥極耳個(gè)數(shù)與極耳寬度、極耳厚度的乘積。
所述的鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置，其特點(diǎn)是正極極耳為鋁質(zhì)薄帶，鋁帶極耳的極耳個(gè)數(shù)、極耳毫米寬度、極耳毫米厚度為 正極厚度的1.5倍≥極耳厚度≥正極厚度的0.5倍。
所述的鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置，其特點(diǎn)是負(fù)極極耳為鎳或銅質(zhì)薄帶，鎳或銅帶極耳的極耳個(gè)數(shù)、極耳毫米寬度、極耳毫米厚度為 負(fù)極厚度的1.5倍≥極耳厚度≥負(fù)極厚度的0.5倍。
通過限定正極極耳、負(fù)極極耳與極柱的結(jié)構(gòu)參數(shù)，可充分保證電極的大功率放電性能得以發(fā)揮。同時(shí)，又能使得電池在大倍率放電時(shí)的溫度上升有效得到控制。
本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本實(shí)用新型采用簡便可靠的連接方式，保證電芯極耳與極柱的可靠連接，使鋰離子動力用電池在大電流放電時(shí)保證電芯與外電路有效的電輸出并充分保證電極的大功率放電性能得以發(fā)揮。鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、制作經(jīng)濟(jì)，在規(guī)模生產(chǎn)上也易于實(shí)現(xiàn)?？蓮V泛用作混合動力車、電動工具以及各種助推器等電源，在實(shí)現(xiàn)鋰離子電池高功率化方面具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1是鋰離子動力電池極耳與極柱用鉚釘或緊固螺釘夾接連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1各組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是傳統(tǒng)的鋰離子電池極耳與極柱的連接各組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3鉚接組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1-極柱，2-鉚接孔，3-鉚釘，4-極耳，5-極柱，6-鉚接孔，7-鉚接釘，8-極耳鉚接孔，9-極耳。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲列舉以下實(shí)例并結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下實(shí)施例1參照附圖1、圖2、圖3和圖4。
鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置，選用夾霎接連接高性能鋰離子動力電池的極耳與極柱，保證電池的電芯與外電路的有效連接，降低接觸電阻，使鋰離子動力用電池在大電流放電時(shí)保證電芯與外電路有效的電輸出并充分保證電極的大功率放電性能得以發(fā)揮。
電池電芯可以是任何形式的結(jié)構(gòu)，僅對極耳總的截面積以及極柱與極耳的連接面積作出規(guī)定。
高性能鋰離子動力電池正極極耳為鋁質(zhì)薄帶，鋁帶極耳的極耳個(gè)數(shù)n、極耳寬度w、極耳厚度d以及電池容量C滿足下式4≤10×Cn×d×w≤15,]]>并且極耳的厚度不大于正極厚度的1.5倍，將極耳層疊整平后采用鉚釘或緊固螺釘將其與鋁質(zhì)極柱連接在一起，接觸面積S不小于n×d×w。因?yàn)槿绻?0×Cn×d×w≤4]]>則導(dǎo)致內(nèi)阻較大，大電流放電時(shí)會溫升過高，影響安全性和循環(huán)壽命。若10×Cn×d×w≥15,]]>則極耳過多影響電池的制備。同樣的對于負(fù)極極耳與極柱的連接與正極類似，負(fù)極的極耳為鎳質(zhì)或銅質(zhì)薄帶，鎳或銅帶極耳的極耳個(gè)數(shù)n、極耳寬度w、極耳厚度d以及電池容量C滿足下式6≤10×Cn×d×w≤25,]]>并且極耳的厚度不大于負(fù)極厚度的1.5倍，將極耳層疊整平后采用鉚釘或緊固螺釘將其與銅質(zhì)極柱連接在一起，連接面積S應(yīng)不小于n×d×w。因?yàn)槿绻?0×Cn×d×w≤6]]>則導(dǎo)致內(nèi)阻較大，大電流放電時(shí)會溫升過高，影響安全性和循環(huán)壽命。若10×Cn×d×w≥25,]]>則極耳過多影響電池的制備。
實(shí)施過程電池的裝配(30Ah)把正極、隔膜、負(fù)極按順序使活性材料涂層以隔膜相間相互面對，正負(fù)、極耳在相反一側(cè)。疊放正極、隔膜、負(fù)極纏繞而成電芯、插入圓筒、采用鉚釘或緊固螺釘將正負(fù)極極耳與極柱連接，焊好電極蓋、經(jīng)60℃真空干燥后再注液封口。如此裝配成30Ah電池作為電池A，并按如下方法進(jìn)行電化學(xué)測試和溫度測量。
充放電及殼體溫度測試首先進(jìn)行了容量測試。充電為CC-CV模式；放電為CC模式。即用0.2C倍率恒電流充電到4.2V，然后4.2V恒電壓2小時(shí)；放電同樣用0.2C倍率恒電流放電到2.75V止。用以上方法得到的放電容量作為初始容量。然后進(jìn)行倍率放電實(shí)驗(yàn)。即與容量測試同樣，均以CC-CV充電到4.2V，再以相當(dāng)于10C恒電流放電到2.5V，以此得到的容量作為各個(gè)倍率放電的容量。并且，在大倍率放電時(shí)用熱敏電阻檢測殼體外壁中央部位以及極柱部位的溫度變化。每次均待電壓(OCV)恢復(fù)后再對殘余容量進(jìn)行低倍率(0.2C)放電到2.75V后再充電。把按以上方法進(jìn)行充放電及溫度檢測結(jié)果整理在表1中。
實(shí)施例2除采用傳統(tǒng)的鉚接方式連接電池芯極耳與極柱外，其它一切都與實(shí)施例1相同而制作了本發(fā)明的電池B，其測量結(jié)果同樣列舉于表1中。
從表1的結(jié)果可清楚地知道2個(gè)實(shí)例中正負(fù)極極耳個(gè)數(shù)n、極耳寬度w、極耳厚度d以及電池容量C根據(jù)式 計(jì)算可知其值均在設(shè)定范圍內(nèi)，實(shí)際極耳與極柱的總接觸面積S也均大于n×d×w。采用采用夾接連接方式分別將正負(fù)極極耳與極柱連接的實(shí)施例電池A電池放電電壓平臺為3.32V，殼體最高溫度為71℃，實(shí)施例B電池放電電壓平臺最低為3.25V，殼體最高溫度為73℃，比較極柱上溫度實(shí)施例B高，可見傳統(tǒng)的鉚接方式不能保證電池芯極耳與極柱的有效接觸，其電阻較大，當(dāng)大電流通過時(shí)溫度也達(dá)到了180/154℃。采用鉚釘或緊固螺釘夾接方式的實(shí)施例A與B上的極柱溫度比則要低的多，分別為82/67℃和180/154℃。正極極耳與極柱由于采用鋁質(zhì)材料其表面氧化膜的存在導(dǎo)致接觸電阻比負(fù)極稍大，因此其溫度也較高。
權(quán)利要求1.一種鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置，包括電池極耳、極柱，其特征是極耳連接在電池電芯正極板或負(fù)極板上，極耳為理順、層疊和整平形狀，極柱兩側(cè)有鉚釘或緊固螺釘孔，兩孔中間與極耳夾接連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置，其特征是極耳與極柱的夾接接觸面積≥極耳個(gè)數(shù)與極耳寬度、極耳厚度的乘積。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置，其特征是正極極耳為鋁質(zhì)薄帶，鋁帶極耳的極耳個(gè)數(shù)、極耳毫米寬度、極耳毫米厚度為 正極厚度的1.5倍≥極耳厚度≥正極厚度的0.5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置，其特征是負(fù)極極耳為鎳或銅質(zhì)薄帶，鎳或銅帶極耳的極耳個(gè)數(shù)、極耳毫米寬度、極耳毫米厚 負(fù)極厚度的1.5倍≥極耳厚度≥負(fù)極厚度的0.5倍。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置。本實(shí)用新型屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。鋰離子動力電池極耳與極柱夾接連接裝置，包括電池極耳、極柱，其特點(diǎn)是極耳連接在電池電芯正極板或負(fù)極板上，極耳為理順、層疊和整平形狀，極柱兩側(cè)有鉚釘或緊固螺釘孔，兩孔中間與極耳夾接連接在一起。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、連接可靠、制作經(jīng)濟(jì)，能保證電極大功率放電性能發(fā)揮，在規(guī)模生產(chǎn)上易于實(shí)現(xiàn)，有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號H01M2/20GK2870182SQ20052012398
公開日2007年2月14日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者朱廣焱, 劉興江, 張澤波, 楊凱, 羅廣求, 劉雪省, 喻津漢, 范奇斌 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所