專利名稱：一種蝶型鍍層鋁極耳的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利屬于電池制造的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋰電池和鋰離子電池使用的蝶型鍍層鋁極耳。這里所述的鋰離子電池是指聚合物鋰離子電池、軟包裝鋰離子電池、鋼殼鋰離子電池和塑料殼鋰離子電池。
背景技術(shù)：
可移動電子設(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，促使不同種電池涌現(xiàn)出來。這里所述的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，目前國外市場的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)境對鋰電池的電化學(xué)性能及安全性的要求不同，發(fā)展的鋰電池分為液態(tài)和固態(tài)(或干態(tài))兩種。液態(tài)鋰離子電池即采用液態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池，固態(tài)鋰離子電池(即聚合物鋰離子電池)是在液態(tài)鋰離子電池的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的新一代電池。固態(tài)鋰離子電池比液態(tài)鋰離子電池具有更好的安全性能。由于電池的能量密度和適用范圍受電池內(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。液態(tài)鋰離子電池大多采用卷繞式結(jié)構(gòu)，固態(tài)鋰離子電池既有卷繞式，也有層疊式。在制備卷繞式鋰離子電池時(shí)，把隔膜放在正極和負(fù)極的中間，連續(xù)地環(huán)繞某一個(gè)中心線運(yùn)動制備得到圓柱形、扁柱形或長條形型電池。在制備層疊式鋰離子電池時(shí)，把正極、負(fù)極、隔膜裁減成相同大小的小單元，并把小單元連續(xù)疊加起來。在組裝電池時(shí)通常采用卷繞式和疊片式裝配。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，然后用鉚接、超聲波點(diǎn)焊或激光焊等方式在鋁極耳上連接鎳極耳，最后將鎳極耳的另一頭焊接到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)在存放或使用過程易被氧化等問題，使制備的電池存在批次不穩(wěn)定等問題。進(jìn)行放電時(shí)，特別是在大電流放電時(shí)，連接點(diǎn)或焊點(diǎn)存在電阻過大、不均勻，發(fā)熱量過大等問題，明顯減弱了電池對外做功的性能，使制備的電池不安全性增強(qiáng)。在充電時(shí)，可能因連接點(diǎn)或焊點(diǎn)等問題造成充電困難及充電引起的發(fā)熱、燃燒等安全係 急^^ ο實(shí)用新型專利ZL2008202125092涉及一種鋰電池使用的鋁極耳，包括帶狀鋁條， 在鋁條的一端有化學(xué)鍍鎳層。實(shí)用新型專利200820215661. 6涉及一種一端有鎳層的鋁極耳，實(shí)用新型專利200820009887. 0涉及一種一端表面覆上鎳、銅、錫或其它可以直接上錫的金屬的鋁極耳。專利200810236321. 6涉及一種一端鍍有鎳層的鋁極耳。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)，其正極在鋁極耳外還有一鎳電鍍層結(jié)構(gòu)。實(shí)用新型專利200920042215. 4涉及一種聚合物鋰電池用鋁極耳卷料，該種鋁極耳與卷
3盤之間有一段鎳金屬或鍍鎳層。由于正極極片到IC電路板之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熱膨脹，使鍍層、鋁條、鍍層與鋁條的連接的界面三部分產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，影響連接性能的好壞，造成連接點(diǎn)接觸電阻的變化，因此，鍍層鋁極耳中鋁條、鋁與鍍層間形成合金及鍍層本身的電阻率、導(dǎo)熱系數(shù)及線膨脹系數(shù)均對極耳的導(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，鋁 2. 65 μ Ω · cm,鎂 4· 39 μ Ω · cm,鎳 6· 93 μ Ω · cm(Hohn Α. Dean, Lange' s Chemistry Handbook，第15版，出版社=McGraw-Hill, 1999年)，而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，通常鋁合金的電阻率比純鋁和純銅的大一倍以上，而與鎳的電阻率相差不大。在普通的鍍鎳鋁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。當(dāng)鍍層為金屬鎳時(shí)，鍍鎳層的發(fā)熱量也較大。 的電阻率較小在25 °C下，金屬的導(dǎo)熱系數(shù)分別有以下數(shù)據(jù)，金屬銀429W/ (m · K)、銅40 Iff/ (111.1()、鋁2371/(111.1()、鎂1561/(111.1()、鎳90.91/(111.1() (Hohn A. Dean，Lange，s Chemistry Handbook，第15版，出版社=McGraw-Hill, 1999年)，而合金的導(dǎo)熱系數(shù)分別為鋁硅鎳合金 159. lff/(m · K)、鋁銅鎳合金113ff/(m · K)、鋁鎂鎳合金92. lff/(m · K)。從導(dǎo)熱系數(shù)系數(shù)來看，鋁合金比純鋁和純銅小得多，比純鎳大一些。當(dāng)極耳上各部分產(chǎn)生熱量相同時(shí)，相同外形的鋁條與銅鍍層的散熱速率快，而鋁合金及鍍鎳層的散熱速率最慢。從線膨脹系數(shù)來看，在25°C和100°C下，金屬鋁的線膨脹系數(shù)分別為0.5μπι/ (m · K)和12. O μ m/(m · K)，金屬銅的線膨脹系數(shù)為12 μ m/(m · K)(陳閏發(fā)，印制電路信息，2008，(4) :31-55)，鎳的線膨脹系數(shù)為13. 5 μ m/(m · K)(孟慶昌等，理化檢驗(yàn)(物理分冊)，2008，44(6) :283-289)。而在20 200°C溫度區(qū)間，從線膨脹系數(shù)來看，鋁硅合金在 21. 5 22. 5 μ m/ (m · K)范圍內(nèi)，鋁銅鎳合金在19. 51 21. 87 μ m/ (m · K)范圍內(nèi)，鋁鎂鎳合金為25. 6ym/(m · K)(鄭峰主編，鋁與鋁合金速查手冊，第1版，化學(xué)工業(yè)出版社，北京 2008.7.)。鋁合金區(qū)的膨脹率比金屬鎳、銅和鋁高一倍以上。在鍍鎳鋁極耳的受熱膨脹過程中，不同材料之間會因膨脹系數(shù)的不同而形成內(nèi)應(yīng)力，如果鋁、合金界面層、鎳或銅之間的粘結(jié)力不足以抵抗這種內(nèi)應(yīng)力，就可能導(dǎo)致它們的分層，使電池的極耳內(nèi)部的接觸電阻明顯增大，進(jìn)一步加大該部位的發(fā)熱量?？梢娫阱冩囦X極耳中，鍍層與鋁條中間形成的合金層的電阻率最大，可能產(chǎn)生最多的熱量，而該部位的散熱效果最不好，從而造成這一膨脹率最大的部位產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而接觸不好。在大電流放電條件下，長條形的鍍鎳鋁極耳容易發(fā)熱而產(chǎn)生高溫，從而影響電池安全性。
發(fā)明內(nèi)容為了克服以上不足，減小鋁材的使用量，避免過大尺寸鋁極耳對電池結(jié)構(gòu)的影響， 本實(shí)用新型涉及一種蝶型鍍層鋁極耳，其特征在于鋁極耳的一端及蝶的“翅膀”已經(jīng)通過電鍍或化學(xué)鍍的方法鍍上金屬導(dǎo)電層；所述的金屬導(dǎo)電層是鎳、鎳合金、銅或銅合金中的一種。蝶型鍍層鋁極耳的“翅膀”大小可以不同。可以是左右對稱的一對或兩對“翅膀”，或是單邊“翅膀”。

圖1是本實(shí)用新型所述的蝶型鍍鎳鋁極耳俯視圖。圖2是本實(shí)用新型所述的蝶型鍍鎳鋁極耳側(cè)視圖。圖1、圖2中，1為鍍層區(qū)的端頭，2為“翅膀”，3為鋁極片。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型專利進(jìn)一步說明。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取有一對“翅膀”的蝶型鍍鎳鋁極耳，其“翅膀”及一端已電鍍上鎳層。當(dāng)?shù)弯X極耳的主體是長X寬X厚為SOmmX 5mmX0. Imm的長條形，“翅膀”為長X寬X厚為 5mmX ImmXO. Imm的長條形時(shí)，當(dāng)通過5安電流后，蝶型鍍鎳鋁極耳的溫度比長X寬X厚為81_X5_X0. Imm的長條形鋁極耳的溫度低5°C以上。實(shí)施例2取有一對“翅膀”的蝶型鍍鎳鋁極耳，其“翅膀”及一端已電鍍上鎳層。當(dāng)?shù)湾冩囦X極耳的主體是長χ寬χ厚為80mmX5mmX0. Imm的長條形，“翅膀”為長X寬X厚為 5mmX5mmX0. Imm的長條形時(shí)，通過5安電流后，蝶型鍍鎳鋁極耳的溫度比長X寬X厚為 81mmX5mmX0. Imm的長條形鋁極耳的溫度低10°C以上。實(shí)施例3取有一對“翅膀”的蝶型鍍鎳錫的鋁極耳，其“翅膀”及一端已電鍍上鎳錫合金，當(dāng)?shù)弯X極耳的主體是長χ寬χ厚為100mmX2mmX0. Imm的長條形，“翅膀”為長X寬X 厚為7mmX5mmX0. Imm的長條形時(shí)，通過5安電流后，蝶型鍍鎳錫的鋁極耳的溫度比長X 寬X厚為100_X5_X0. Imm的長條形鋁極耳的溫度低12°C以上。實(shí)施例4取有一對“翅膀”的蝶型鍍鎳硼的鋁極耳，其“翅膀”及一端已電鍍上鎳硼合金。當(dāng)?shù)湾冩嚺鸬匿X極耳的主體是長χ寬χ厚為IOOmmX0. 80mmX0. Imm的長條形，“翅膀” 為長X寬X厚為5mmX5mmX0. Imm的長條形時(shí)，在通過5安電流后，蝶型鍍鎳硼的鋁極耳的溫度比長X寬X厚為100_X0.80_X0. Imm的長條形鋁極耳的溫度低15°C以上。實(shí)施例5取有兩對“翅膀”的蝶型鍍鎳釩的鋁極耳，其“翅膀”及一端已電鍍上鎳釩合金。當(dāng)?shù)湾冩団C的鋁極耳是長χ寬χ厚為IOOmmXlmmXO. Imm的長條形，“翅膀”為長X寬X 厚為7mmX5mmX0. Imm的兩對長條形時(shí)，通過5安電流后，蝶型鍍鎳釩的鋁極耳的溫度比長X寬X厚為IOlmmXlmmXO. Imm的長條形鋁極耳的溫度低10°C以上。實(shí)施例6取有兩對“翅膀”的蝶型鍍鎳釩的鋁極耳，其“翅膀”及一端已用化學(xué)鍍的方法鍍上鎳釩合金。當(dāng)?shù)湾冩団C的鋁極耳的主體是長X寬X厚為120mmX0. 5mmXO. Imm的長
5條形，“翅膀”為長χ寬χ厚為5mmX ImmXO. Imm的兩對長條形時(shí)，通過5安電流后，蝶型鍍鎳釩的鋁極耳的溫度比長X寬X厚為122mmX0. 5mmX0. Imm的長條形鋁極耳的溫度低 12°C以上。實(shí)施例7取有兩對“翅膀”的蝶型鍍鎳鋁極耳，其“翅膀”及一端已用化學(xué)鍍的方法鍍上鎳。 當(dāng)?shù)湾冩囦X極耳的主體是長χ寬χ厚為110mmX2mmX0. Imm的長條形，“翅膀”為長X 寬X厚為10mmX5mmX0. Imm的兩對長條形時(shí)，通過2安電流后，蝶型鍍鎳鋁極耳的溫度比長X寬X厚為111_X2_X0. Imm的長條形鋁極耳的溫度低5°C以上。實(shí)施例8取有兩對“翅膀”的蝶型鍍鎳錫的鋁極耳，其“翅膀”及一端已用化學(xué)鍍的方法鍍上鎳錫合金。當(dāng)?shù)湾冩囧a的鋁極耳的主體是長X寬X厚為150mmX8mmX0. Imm的長條形，“翅膀”為長X寬X厚為IOmmX 5mmX0. Imm的兩對長條形時(shí)，通過15安電流后，蝶型鍍鎳錫的鋁極耳的溫度比長X寬X厚為150mmX8mmX0. Imm的長條形鋁極耳的溫度低 15°C以上。實(shí)施例9取有兩對“翅膀”的蝶型鍍鎳銀的鋁極耳，其“翅膀”及一端已用化學(xué)鍍的方法鍍上鎳銀合金。當(dāng)?shù)湾冩囥y的鋁極耳的主體是長χ寬χ厚為150mmX8mmX0. Imm的長條形，“翅膀”為長X寬X厚為IOmmX 5mmX0. Imm的兩對長條形時(shí)，在通過15安的電流后， 蝶型鍍鎳銀的鋁極耳的溫度比長X寬X厚為150mmX8mmX0. Imm的長條形鋁極耳的溫度低18°C以上。實(shí)施例10取有一個(gè)“翅膀”的蝶型鍍銅銀的鋁極耳，其“翅膀”及一端已用化學(xué)鍍的方法鍍上銅銀合金。當(dāng)?shù)湾冦~銀的鋁極耳的主體是長X寬X厚為150mmX ImmXO. Imm的長條形，“翅膀”為長X寬X厚為IOmmX 5mmX0. Imm的一對長條形時(shí)，通過15安電流后，蝶型鍍銅銀的鋁極耳的溫度比長X寬X厚為150mmXlmmX0. Imm的長條形鋁極耳的溫度低 20°C以上。
權(quán)利要求1.一種蝶型鍍層鋁極耳，其特征在于鋁極耳的一端及蝶的翅膀已經(jīng)通過電鍍或化學(xué)鍍的方法鍍上金屬導(dǎo)電層；所述的金屬導(dǎo)電層是鎳、鎳合金、銅或銅合金中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蝶型鍍層鋁極耳，其特征在于蝶型鍍層鋁極耳的翅膀的大小可以不同，可以是左右對稱的一對或兩對，或是單邊翅膀。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鋰電池或鋰離子電池使用的蝶型鍍層鋁極耳，其特征在于鋁極耳的一端及蝶的“翅膀”已經(jīng)通過電鍍或化學(xué)鍍的方法鍍上鎳、鎳合金、銅或銅合金中的一種；蝶型鍍層鋁極耳的“翅膀”的大小可以不同，可以是左右對稱的一對或兩對，或是單邊“翅膀”。采用鍍層鋁極耳作為電池正極的集流體可減少制備電池的工序，降低成本，在使用過程中具有安全可靠等顯著優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01M2/26GK202067853SQ20102026976
公開日2011年12月7日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者童君開 申請人:童君開