锂电池极耳的焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池技术领域，特别涉及锂电池极耳的焊接方法。所述锂电池极耳的焊接方法包括以下步骤：对待焊接的极耳进行超声波清洗，取出后加热去除清洗液，冷却；对冷却后的所述极耳进行预热；将预热后的所述极耳与待焊接电芯进行超声波焊接。采用本发明专利技术所述的焊接方法，无需测量和管控极耳表面氧化状态，就能预防极耳表面氧化物对后续焊接的不利影响，在同等焊接参数条件下，可以增加超声波焊接强度，还能有效避免焊接能量过大，增加焊头、底座寿命，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
锂电池极耳的焊接方法
本专利技术涉及锂离子电池
，特别涉及锂电池极耳的焊接方法。
技术介绍
锂离子电池具有高能量密度，循环寿命长，自放电率低等优点，近几年锂电池产业得到快速发展。锂离子电池目前主要分为三大类，分别是方形、圆柱、软包；其中方形和圆柱的外壳主要采用的是铝合金，不锈钢等硬壳，而软包的外壳则采用的是铝塑膜；软包装锂电池具有安全性能好，容量大，内阻小等优势，在性能方面软包电池更具综合优势，未来应用前景广阔。在软包装锂电池生产工艺中，极耳焊接是整个工艺中的重点及难点。目前常用的极耳焊接为超声波方式，通过焊头的高频振动，产生瞬间的高热量，使极耳与电芯箔材产生分子间的热熔合，使两者间存在焊接强度关系；若焊接强度不足，会导致锂电池内阻偏大，从而导致电芯报废；若处于完全虚焊状态，充放电时因过流面积小导致大量产热，导致锂电池着火等安全风险。影响极耳超声波焊接的因素，主要为焊接参数，材料厚度等，在传统的极耳焊接工艺制程中，通常通过管控焊接参数、材料厚度等因素管控极耳与电芯的焊接强度，虽然极耳表面氧化状态会对后续的焊接效果也有影响，但极耳表面氧化状态不容易测量和管控，且不同生产时间，极耳的氧化状态不同，即使测量了某一时期极耳表面的氧化状态，对后续生产意义也不大，因此出于对生产效率等因素的综合考虑，目前本领域大多仍然通过管控焊接参数、材料厚度等因素以管控极耳与电芯的焊接强度。虽然申请号为201710165649.2的中国专利申请公开了一种锂电池极耳表面处理方法，通过酸、碱的处理及钝化处理，使极耳表面形成钝化保护层，防止极耳氧化，但该专利极耳处理工艺复杂，且该专利重点为极耳制造，而往往极耳制造后至极耳焊接期间存在长时间的存储及运输过程，期间仍存在极耳氧化的风险，本质上，该案的技术构思并不适用于极耳焊接工艺制程中。此外，现行对极耳进行焊接时，极耳普遍处于常温23±3℃环境中，铜的熔点为1083.4±0.2℃，铝的熔点为660℃；结合上述焊接原理，从铜极耳及铝极耳从常温至高温熔点，需要超声波焊接大量的能量及振幅；过高的能量可能导致焊接破损，并且加速焊头、底座的磨损，造成电芯报废及备件的耗损。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种锂电池极耳的焊接方法，以解决极耳氧化和常温焊接对焊接效果带来的不利影响。本专利技术解决该技术问题的技术方案为：对待焊接的极耳进行超声波清洗，取出后加热去除清洗液，冷却；对冷却后的所述极耳进行预热；将预热后的所述极耳与待焊接电芯进行超声波焊接。在其中一个实施例中，所述清洗液为乙醇的水溶液和/或乙二醇的水溶液。在其中一个实施例中，所述超声波清洗的温度为40℃～60℃，时间为5min～10min，频率为50khz～80khz。在其中一个实施例中，加热去除所述清洗液的方式为保护气加热和真空加热。在其中一个实施例中，所述保护气加热的工艺参数包括：保护气为氮气，加热温度为100℃～130℃。在其中一个实施例中，所述保护气加热的工艺参数还包括：加热时间为2h～3h。在其中一个实施例中，所述真空加热的工艺参数包括：真空度为-90kPa～-98kPa，加热温度为100℃～130℃。在其中一个实施例中，所述真空加热的工艺参数还包括：加热时间为4h～6h。在其中一个实施例中，所述冷却为：使所述极耳的温度＜60℃在其中一个实施例中，所述预热为：使所述极耳的温度在60℃～80℃之间。与现有方案相比，本专利技术具有以下有益效果：在传统的极耳焊接工艺制程中，通常通过管控焊接参数、材料厚度等因素管控极耳与电芯的焊接强度，虽然极耳表面氧化状态会对后续的焊接效果也有影响，但极耳表面氧化状态不容易测量和管控，且不同生产时间，极耳的氧化状态不同，即使测量了某一时期极耳表面的氧化状态，对后续生产意义也不大，因此出于对生产效率等因素的综合考虑，目前本领域大多仍然通过管控焊接参数、材料厚度等因素以管控极耳与电芯的焊接强度。然而，本专利技术的专利技术人克服了传统的技术偏见，以其在本领域长期的经验累积和大量创造性的劳动发现，对极耳进行焊接前，如果增加对极耳进行超声波清洗的步骤，可以利用超声波空化效应在极耳与氧化皮的缝隙内产生气泡，然后再使气泡破裂，气泡破裂产生的冲击波对氧化破不断冲击，将锈斑和氧化皮剥离下来，可以有效去除了极耳表面氧化物，防止极耳氧化层会阻碍分子间的热熔合，降低因极耳表面异物导致的焊接虚焊失效风险，降低虚焊引起的充放电时大量产热，继而引起锂电池着火等安全风险。通过增加超声波清洗这一看似简单的步骤，无需测量和管控极耳表面氧化状态，就能预防极耳表面氧化物对后续焊接的不利影响。同时，增加加热去除清洗液的步骤，并进一步还在清洗液去除后，对极耳进行冷却和预热。在这些手段处理极耳后，最终进行超声波焊接，一方面，在同等焊接参数条件下，可以大幅增加超声波焊接强度；另一方面，还能有效避免焊接能量过大，增加焊头、底座寿命，降低成本。附图说明图1为实施例1和对比例1的电芯负极耳焊接拉力箱线图。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术公开内容理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。一种锂电池极耳的焊接方法，包括以下步骤：对待焊接的极耳进行超声波清洗，取出后加热去除清洗液，冷却；对冷却后的所述极耳进行预热；将预热后的所述极耳与待焊接电芯进行超声波焊接。极耳，是锂离子电池产品的一种原材料，是将正负极引出来的金属导电体，通俗的说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。由于其金属导电体的材质，在长时间的存储及运输过程，存在氧化的风险。相比于现有技术中将直接将极耳与电芯焊接，本专利技术的专利技术人发现，对极耳进行焊接前，如果增加对极耳进行超声波清洗的步骤，可以利用超声波空化效应在极耳与氧化皮的缝隙内产生气泡，然后再使气泡破裂，气泡破裂产生的冲击波对氧化破不断冲击，将锈斑和氧化皮剥离下来，能够有效去除了极耳表面氧化物，降低因极耳表面异物导致的焊接虚焊失效风险，降低虚焊引起的充放电时大量产热，继而引起锂电池着火等安全风险。优选地，所述清洗液为乙醇的水溶液和/或乙二醇的水溶液。在一个实施例中，乙醇的水溶液中，乙醇的浓度为5wt％～8wt％。在一个实施例中，乙二醇的水溶液中，乙二醇的浓度为5wt％～8wt％。在一个实施例中，乙醇和乙二醇的水溶液中，乙醇和乙二醇的总浓度为5wt％～8wt％。可选地，所述超声波清洗的温度为40℃～60℃，时间为5min～10min，频率为50k本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池极耳的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：/n对待焊接的极耳进行超声波清洗，取出后加热去除清洗液，冷却；/n对冷却后的所述极耳进行预热；/n将预热后的所述极耳与待焊接电芯进行超声波焊接。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池极耳的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
对待焊接的极耳进行超声波清洗，取出后加热去除清洗液，冷却；
对冷却后的所述极耳进行预热；
将预热后的所述极耳与待焊接电芯进行超声波焊接。


2.根据权利要求1所述的锂电池极耳的焊接方法，其特征在于，所述清洗液为乙醇的水溶液和/或乙二醇的水溶液。


3.根据权利要求2所述的锂电池极耳的焊接方法，其特征在于，所述超声波清洗的温度为40℃～60℃，时间为5min～10min，频率为50khz～80khz。


4.根据权利要求1所述的锂电池极耳的焊接方法，其特征在于，加热去除所述清洗液的方式为保护气加热和真空加热。


5.根据权利要求4所述的锂电池极耳的焊接方法，其特征在于，所述保护气加热的工艺参数包括：保...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎帆，伍超，夏稳，孙晓辉，
申请(专利权)人：昆山聚创新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32