專利名稱：一種新型的鋁極耳與電路板導(dǎo)電片嵌入式連接件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電池制造的技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種用于鋰電池和鋰離子電池的新型的鋁極耳與電路板導(dǎo)電片嵌入式連接件，該連接件實用于不同結(jié)構(gòu)的鋰電池或鋰離子電池，特別適用于大功率鋰電池或鋰離子電池。
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。這里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。鋰電池和鋰離子電池的結(jié)構(gòu)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，首先制成正極極片和負極極片，再采用鉚接、超聲波點焊或激光焊等方式，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、超聲波點焊或激光焊等方式連接上鎳極耳的一端(即“轉(zhuǎn)鎳”)，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”連接點或焊點。由于這些連接點或焊點屬于點連接，連接點或焊點的面積小，存在連接或焊接不牢、虛連接或虛焊、連接點或焊點間接觸電阻大、連接點或焊點易于在存放或使用過程被氧化等問題，使制備電池存在批次性能不穩(wěn)定等問題。電池放電時，特別是大電流放電時，連接點或焊點存在電阻過大、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。在充電時，可能因連接點或焊點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，ー些研究人員試圖在鋁極耳上鍍鎳或其它合金，以實現(xiàn)減化電池的制備步驟和改善批量電池一致性的目的。實用新型專利200820009887. O涉及ー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。實用新型專利ZL2008202125092涉及ー種鋰電池鋁極耳，包括帯狀鋁條，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。實用新型專利200820215661. 6及申請?zhí)枮?00810236321. 6的發(fā)明專利均涉及ー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。實用新型專利200920063603. O涉及ー種在鋁材的一端復(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、鎳帶基底的ー側(cè)端部先鍍覆ー層鎳鍍層，再鍍覆ー層錫鍍層的方法，以制備極耳。實用新型專利200920058776. 3涉及ー種不需轉(zhuǎn)鎳的鋁極耳結(jié)構(gòu)，其正極在鋁極耳外鍍鎳。實用新型專利200920042215. 4涉及ー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電路板之間的連接部位主要起著導(dǎo)電和散熱作用。在進行大電流充放電時，以上連接部位可能因受熱膨脹，影響連接性能，造成連接點接觸電阻的變化，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。[0005]從電阻率來看，在20°C時，常見金屬的電阻率分別為銅I. 678μΩ -cm,鋁
2.65Μ-Ω *cm,續(xù) 4· 39μΩ .cm,鎮(zhèn) 6· 93μΩ .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
5.95μΩ ·αιι，鋁銅鎳合金5· 95μΩ ·αιι，鋁鎂鎳合金9· 12μΩ -cm (鄭峰主編，鋁與鋁合金速查手冊，化學(xué)エ業(yè)出版社，北京2008. 7.第I·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。在極耳上通過大電流時，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，鍍鎳層的發(fā)熱量也較大。從25°C的金屬導(dǎo)熱系數(shù)來看，金屬銀429W/ (m-Κ)、銅401W/ (m-Κ)、鋁237W/ (m-Κ)、續(xù) 156W/(m*K)、鎮(zhèn) 90. 9W/(m*K) (Hohn A. Dean, Lange’s Chemistry Handbook,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. IWバπι·Κ)，鋁銅鎳合金113W/(m*K)，鋁鎂鎳合金92. lff/(m*K)0可見，鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)比純鋁和純銅的小得多，只比金屬鎳的略大ー些。當(dāng)極耳上各部分產(chǎn)生的熱量相同時，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。可見，采用鍍鎳鋁極耳的鋰電池中，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，與“轉(zhuǎn)鎳”情形相比，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?？紤]到不同電池企業(yè)生產(chǎn)的鋰電池及鋰離子電池的結(jié)構(gòu)不同，即使同一企業(yè)生產(chǎn)的鋰電池和鋰離子電池也要依據(jù)電池類型、電池結(jié)構(gòu)而采用不同尺寸的極耳，因此必須為每ー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)化和裝配的方便，避免電池企業(yè)改變電池產(chǎn)品品種時極耳的浪費，本實用新型涉及ー種新型的鋁極耳與電路板導(dǎo)電片嵌入式連接件插銷槽帶有鍍層的鋁極耳。將這種插銷槽帶有鍍層的鋁極耳應(yīng)用于鋰電池及鋰離子電池中，與配對的IC電路板的金屬或合金的插銷接ロ可以方便地鉚接或焊接。避免了極耳電池裝配過程的“轉(zhuǎn)鎳“過程，減少電池的制備步驟，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。。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了ー種新型的鋁極耳與電路板導(dǎo)電片嵌入式連接件，其特征是連接件由鋁極耳和電路板導(dǎo)電片組成。在鋁極耳基材的一端的兩個側(cè)面上設(shè)有凹型插槽，電路板導(dǎo)電片的一端設(shè)有與凹型插槽相對應(yīng)的兩邊呈直角對應(yīng)折起的倒“ C”的插片，插片嵌入凹型插槽后呈緊密連接狀態(tài)。在凹型插槽的側(cè)面上已用電鍍或化學(xué)鍍的方法鍍有鎳、銅、銅合金或鎳合金的導(dǎo)電鍍層。所述的凹型插槽式鋁極耳與電路板導(dǎo)電片連接件，可以用于鋰電池或鋰離子電池。采用本實用新型所述的方法，當(dāng)通過較大電流后，鍍層鋁極耳的溫度比相當(dāng)尺寸的長條形鍍鎳鋁極耳的溫度低6 12°C，且鋁極耳占據(jù)的空間小，提高了電池的安全性。

圖I是凹型插槽帶有鍍層的鋁極耳立體結(jié)構(gòu)視圖。[0012]圖2是凹型插槽帶有鍍層的鋁極耳的橫向剖面圖。圖3是IC電路板導(dǎo)電片的金屬插片。圖4是凹型插槽帶有鍍層的鋁極耳與IC電路板導(dǎo)電片裝配示意圖。在圖I和圖2中，I為條狀鋁片，2為凹型插槽的側(cè)面上導(dǎo)電鍍層，3為凹型插槽。在圖3中，4為IC電路板導(dǎo)電片與凹型插槽相對應(yīng)的插片，5為IC電路板導(dǎo)電片。在圖4中，I為條狀招片，4為IC電路板導(dǎo)電片與凹型摘槽相對應(yīng)的摘片,5為IC電路板導(dǎo)電片。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型專利進行進ー步的說明。實施例僅是對本實用新型的進ー步補充和說明，而不是對本實用新型的限制。實施例I一種凹型插槽式鋁極耳與電路板導(dǎo)電片連接件，其中鋁極耳的外形為條狀，鋁片I的總尺寸為35mmX3mmX4mm (長X寬X高)，帶有凹型插槽3的一端長度為15mm ;凹型插槽3總尺寸為15mmX ImmX I. 5mm (槽長X槽深X凹型ロ寬)，在凹型插槽3的側(cè)面上鍍有鎳金屬導(dǎo)電鍍層2。IC電路板導(dǎo)電片5的總尺寸為45mmX3mmX4mm (長X寬X高)，其中帶有插片4的一端的長度為15_ ;插片4總尺寸為15_X I. 5mmX Imm (長X寬X高)。使用時將純銅的IC電路板的導(dǎo)電片插片4插入鋁極耳凹型插槽3中，并以焊接的方式將導(dǎo)電片插片4與鋁極耳鍍層2相連，如圖4所示。經(jīng)模擬測試，當(dāng)通過10安培電流后，鍍層鋁極耳的溫度比尺寸為35mmX3mm(長X寬)的長條形鍍鎳鋁極耳的溫度低8. 5°C，且鋁極耳占據(jù)的空間小，提高了電池的安全性。實施例2一種凹型插槽式鋁極耳與電路板導(dǎo)電片連接件，其中招極耳的外形為條狀,招片的總尺寸為65mmX5mmX6mm (長X寬X高)，帶有凹型插槽3的一端的長度為20mm ;凹型插槽3總尺寸為20mmXl. 5mmX 2mm (槽長X槽深X凹型ロ寬)，在凹型插槽3的側(cè)面上鍍有銅合金導(dǎo)電鍍層2。IC電路板導(dǎo)電片5的總尺寸為75mmX5. 5mmX4mm (長X寬X高)，其中帶有插片4的一端的長度為20mm ;插片4總尺寸為20mmX2mmXl· 5mm (長X寬X高)。使用時將純銅的IC電路板的導(dǎo)電片插片4插入鋁極耳凹型插槽3中，并以焊接的方式相連，如圖4所示。經(jīng)模擬測試，當(dāng)通過15安培電流后，鍍層鋁極耳的溫度比尺寸為65mmX 5mm(長X寬)的長條形鍍鎳鋁極耳的溫度低ll°c，且極耳占據(jù)的空間小，提高了電池的安全性。實施例3材料及總尺寸同實施例1，所不同的是在凹型插槽3的側(cè)面上鍍有鎳合金導(dǎo)電鍍層2。經(jīng)模擬測試，當(dāng)通過12安培電流后，鍍層鋁極耳的溫度比尺寸為35mmX3mm(長X寬)的長條形鍍鎳鋁極耳的溫度低9. 5°C，且鋁極耳占據(jù)的空間小，提高了電池的安全性。實施例材料及總尺寸同實施例2，所不同的是在凹型插槽3的側(cè)面上鍍有銅金屬導(dǎo)電鍍層2。經(jīng)模擬測試，當(dāng)通過12安培電流后，鍍層鋁極耳的溫度比尺寸為35mmX3mm(長X寬)的長條形鍍鎳鋁極耳的溫度低10. 5°C，且鋁極耳占據(jù)的空間小，提高了電池的安全性。
權(quán)利要求1.ー種新型的鋁極耳與電路板導(dǎo)電片嵌入式連接件，其特征是所述的導(dǎo)電片嵌入式連接件由鋁極耳和電路板導(dǎo)電片組成，在鋁極耳基材的一端的兩個側(cè)面上設(shè)有凹型插槽，電路板導(dǎo)電片的一端設(shè)有與凹型插槽相對應(yīng)的兩邊呈直角對應(yīng)折起的倒“ C”的插片，插片插入凹型插槽后呈緊密連接狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種新型的鋁極耳與電路板導(dǎo)電片嵌入式連接件，其特征是在凹型插槽的側(cè)面上鍍有鎳、銅、銅合金或鎳合金的導(dǎo)電層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種新型的鋁極耳與電路板導(dǎo)電片嵌入式連接件，其特征是所述的導(dǎo)電片連接件，可以用于鋰電池或鋰離子電池。
專利摘要本實用新型發(fā)明屬于電池制造的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于鋰電池和鋰離子電池的新型的鋁極耳與電路板導(dǎo)電片嵌入式連接件。其特征是所述的導(dǎo)電片連接件由鋁極耳和電路板導(dǎo)電片組成，在鋁極耳基材的一端的兩個側(cè)面上設(shè)有凹型插槽，電路板導(dǎo)電片的一端設(shè)有與凹型插槽相對應(yīng)的兩邊呈直角對應(yīng)折起的倒“C”的插片，插片插入凹型插槽后呈緊密連接狀態(tài)。采用本實用新型所述的方法，當(dāng)通過較大電流后，鍍層鋁極耳的溫度比相當(dāng)尺寸的長條形鍍鎳鋁極耳的溫度低6～12℃，且鋁極耳占據(jù)的空間小，提高了電池的安全性，實用于不同結(jié)構(gòu)的鋰電池或鋰離子電池，特別適用于大功率鋰電池或鋰離子電池。
文檔編號H01M2/26GK202454640SQ201220038028
公開日2012年9月26日 申請日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者周惠, 姜祥祥, 潘櫻, 童慶松 申請人:福建師范大學(xué)