电池引出线及制造方法技术

本发明专利技术涉及一种电池引出线，是由钢、镍、铜三种材料呈带状依次叠合后冷轧而成。所述电池引出线制造工艺包括：１）将钢、镍、铜三种材料分别按所需的厚度冷轧成带状；２）将上述各带状材料分别进行表面处理；３）将三种带状材料依次叠合在一起，再冷扎压制使其达到引出线所需的厚度；４）退火处理；５）将引出线分切成所需的宽度。本发明专利技术充分利用了上述各材料所具有的特点，其电导率、热导率、电阻及与极耳和盖板之间的焊接性能与纯镍带材料相差不大，且优于铜带或铜镍复合材料，可代替原有的纯镍材料，降低了生产成本，同时也解决了镍材料稀缺的问题。本发明专利技术制造工艺可不改变三种材料原有的物理特性，相互结合致密，有效地保证了产品的使用性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种材料加工处理，具体涉及一种具有复合结构之电池引出线及制 造该引出线的方法。
技术介绍
在电池加工领域中，锂离子二次电池内负极电极与电池壳体或负极引出端一般 需使用相应的引出线连接，在引出线与电极及盖板连接时，为降低接触电阻，往往 采用点焊或铆焊等方式。目前，市场上引出线的主要材料为纯镍带，但是，近年来由于多方面的影响导 致金属镍供不应求，镍材料稀缺，使市场上的纯镍价格大幅度上涨。而锂电池使用的纯镍带其镍含量较高(在99.5%以上)，受市场的影响纯镍带的价格明显上升，从 而使锂电池的成本增加，企业的经济效益下降。部分生产者希望用铜替代作为负极引出线，但由于其具有良好的散热性及导电 性能，所以较难将其与壳体及电极焊接牢固。另外，目前还开发出铜镍复合材料用 于该方向，但由于其仅由镍和铜组成，因此其电导率仍会远高于普通镍带的导电率， 而且同样也存在与铜带类似的焊接性较差以及成本方面的问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的上述缺陷，提供了一种具有低成本、高焊接性能的电池 弓I出线及制造该电池引出线的方法。 本专利技术所提出的技术方案是一种电池引出线，其特征在于其是由钢、镍、铜三种材料复合而成。 优选地，所述电池引出线是由钢、镍、铜三种材料呈带状依次叠合后冷轧而成。 其中，所述钢材料为SUS不锈钢、镍材料为含量〉99. 5%之纯镍，铜为含量>99. 5 %之纯铜。由上述复合材料构成的电池引出线制造工艺包括下述步骤 1)将钢、镍、铜三种材料分别按厚度要求冷轧成带状；2) 将上述各带状材料进行表面处理；3) 将上述三种材料复合在一起，然后一同采用辊压机在冷扎条件下进行压制 使其达到引出线所需的厚度；4) 进行退火处理；5) 将退火处理后之成品分切成所需的宽度。 更进一步地，所述表面处理含有下述步骤1) 对钢、镍、铜三种材料表面进行清洗除油处理；2) 对钢、镍、铜各自待结合表面进行加糙处理，使结合面形成可相互凹合之沟痕。所述复合轧制采用可控热气氛复合工艺，在不达到金属熔点的温度下，将三种 金属复合在一起，在轧制过程中，可充入保护气体，复合轧制后还可采用至少一次 退火、清洗、再轧制循环处理。所述退火处理过程中充入保护气体。本专利技术相对于现有技术的有益效果在于1) 、本专利技术采用不锈钢、铜、镍的三层复合材料代替原有的单一镍材料，充分 利用了上述各材料所具有的特点，在保证电池引出线所需的各种性能电导率、热导 率、电阻的同时，该复合材料同极耳及盖板之间的焊接性能与纯镍带材料相差不大， 且优于以往使用的铜带或铜镍复合材料，既降低了生产成本，同时也解决了镍材料 稀缺的问题，节约了资源。2) 本专利技术制造工艺采用复合冷扎处理，可不改变三种材料原有的物理特性，达 到产品的使用要求。3) 本专利技术在制造工艺过程中采用的表面处理，可保证三者之间相互更好地熔合， 提高复合强度，有效地保证了产品的使用性能。附图说明图1为本专利技术电池引出线断面示意图2为本专利技术制造工艺流程示意图3为本专利技术表面清洗工序流程示意图4为本专利技术复合冷扎工序流程示意图； 图5为本专利技术退火工艺流程示意图。具体实施方式本专利技术根据铜金属具有较高的导电性能，而钢类材料则具价格低廉，生产成本 较低，尤其是不锈钢材料焊接后具有与壳体及电极焊接牢固、焊缝表面光洁、焊点 处不生锈之特点，提供了一种由不锈钢、镍、铜三种材料复合构成的电池引出线， 可替代现有锂电池由纯镍材料制作的引出线，降低制造成本，同时可保证电池引出 线所需的各种性能电导率、热导率、电阻。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。 参见图l，本专利技术电池引出线具体是由不锈钢l、镍2、铜3三种金属材料依序 叠合后再进行复合冷扎成为一个整体构件。其中，所述不锈钢材料采用SUS不锈钢、 镍材料为含量〉99.5%之纯镍，铜为含量>99.5%之纯铜。参见图2，由上述材料组合而成的电池引出线具体加工方法分为如下步骤 第一步对不锈钢、镍、铜原材料进行初步冷扎成带状，使其达到所需要的厚度。其中，各带状所需的厚度根据下列表达式计算。在制作加工中，先根据电阻并联关系式得到电池引出线所需的总电阻R。<formula>formula see original document page 5</formula>式中R。为复合材料的电阻，单位mQ;比为复合前单体不锈钢带的电阻，单位mQ; R2为复合前单体镍带的电阻，单位mQ; R3为复合前单体铜带的电阻，单位mQ; 根据电阻公式 i = p|式中R为各材料的电阻，单位mQ; P为该材料的电导率，L为测定夹具之间材料的长度，单位mmS为电流流过该材料的截面积，单位mm2 根据上述计算式，可以确定，在保证引出线总电阻R。不变的前提下，三者厚度 可按需要设置不同的比例，即使用不同厚度的单层金属材料来达到所需要的不同性 能的复合材料，可满足电池使用的要求。第二步将经过初步冷扎后的不锈钢、镍、铜三种金属材料表面进行清理。参 见图3，由于冷扎或其它生产过程中会带来油迹或油斑，因此，初步冷扎后的带状 材料在清洗工作线上先采用毛巾或纸巾擦干，然后使用除油剂或其他清洗液进行初 步清洗、抛光(粗刷)处理，可清除冷扎过程中生成的氧化皮，同时可清除带件表 面的油、锈等污物，最终使产品表面清洁干净，恢复金属表面本色，以防止给后续 工艺带来不良影响。第三步进一步对不锈钢、镍、铜三种金属表面进行处理，参见图3，可将各带状材料放入电镀池进行电镀处理(此工艺为选用工艺， 一般针对部分较难复合的 材料，其电镀液采用各材料现有技术中常用的电镀液即可)，然后在循环水的清洗下 采用软毛刷分别在不锈钢与镍、镍与铜之间的待结合表面进行加糙处理，使其各结 合面之间形成可相互凹合之沟槽，以此增加各贴合面之间的熔合性能，进一步提高 复合强度。表面处理完毕后，各带上下表面采用纸张包覆后巻绕，防止金属表面被 划伤。第四步将三种金属板材进行叠合，然后用辊压机进行冷扎，使其复合在一起， 参见图4，复合过程中，由于温度较高时，金属表面容易氧化，难以较好的复合在一起，同时，复合强度的好坏将直接影响最终材料的散热能力(导热率)，复合不好 将导致各材料层界面间热阻增加从而直接影响整体材料散热性能，更严重的是材料 容易产生分层现象，将无法使用。本专利技术采用可控热气氛复合冷扎方法，在不达到 金属熔点的温度下，利用轧制及一定的温度将三种金属复合在一起，降低复合变形率。本专利技术引出线复合时温度一般控制在500。 C左右，复合轧制过程中使用仏做还 原气，N2作为保护气， 一般采用四辊压机，复合前后均设置厚度测量仪以控制复合 冷扎时其压下率，从而控制复合材料的厚度，使其达到所需的厚度要求。在复合轧 制过程中，还可采用乳化液降温。复合轧制完成后用收巻辊和纸辊巻绕。第五步将复合轧制完成后的成品进行退火处理，用于清除复合过程中带来的 加工硬化现象，使晶格重新排列，材料变软，以提高产品的机械性能，同时使产品 板面光洁、平整。如图5所示，本专利技术退火采用三端控温工艺(使用氢气、氮气为 保护气)，金属硬度由温度及烘烤时间决定，而烘烤时间通过调节速度来达到，所采 用的烘道一般长度为10 — 20m，烘烤温度为80 500° C，其分为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池引出线，其特征在于：其是由钢、镍、铜三种材料复合而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟强，张洪建，邹晓兵，
申请(专利权)人：深圳市比克电池有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]