锂电池无焊连接方法技术

本发明专利技术涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种锂电池无焊连接方法。锂电池无焊连接方法，包括以下步骤：(a)对极组中的若干个极耳进行处理，使极耳倾斜；(b)将粘结剂的悬浊液均匀喷施至集流盘上，将位于所述集流盘上方的极组压向所述集流盘，同时对所述极组实施振动和/或旋转，直至使所述极组上的任一极耳与所述集流盘之间产生接触压力，形成锐角区域为止，每个所述锐角区域中均堆积有所述粘结剂；(c)对所述集流盘加热，使所述粘结剂熔化，形成熔融体，再进行冷却，完成所述极耳和所述集流盘的粘结。本发明专利技术的方法可降低电芯自放电的风险，减少设备投入，提高连接良率，降低生产成本，提高电芯能量。高电芯能量。高电芯能量。

【技术实现步骤摘要】
锂电池无焊连接方法


[0001]本专利技术涉及电池
，具体而言，涉及一种锂电池无焊连接方法。

技术介绍

[0002]激光穿透焊作为大圆柱电池制造过程中的关键一环，其原理是利用高密度激光能量照射集流盘，形成匙孔穿透集流盘，进而熔化集流盘下面的极耳，但是由于极耳重叠不整齐、很疏松，拥有大量横向气隙，当匙孔到达层叠极耳时，极耳气化形成的金属蒸汽很容易从横向气隙流失，严重降低焊接质量，并且金属蒸汽重新凝固成固态金属时，大概率会进入到极组内部，成为内短路的隐患。
[0003]随着焊接良率及效率的要求越来越高，焊接技术也不断革新。例如新的焊接技术采用铜、铝吸收率高的绿色光激光器，宣称完全无金属飞溅，但终究只能采用热传导焊接极耳。由于集流体的致密氧化层存在，传统的激光焊接无法保证在集流盘未熔化塌陷时将极耳有效焊接；同时新型绿色激光器成本很高，会严重抵消大圆柱的成本优势。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的在于提供一种锂电池无焊连接方法，以解决现有技术中的激光穿透焊造成的诸多问题和缺陷。
[0006]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0007]锂电池无焊连接方法，包括以下步骤：
[0008](a)对极组中的若干个极耳进行处理，使极耳倾斜；所述极组包括卷绕式极组或者叠片式极组；在所述卷绕式极组中，极耳朝其所在圆周端面的半径增大方向倾斜；所述叠片式极组中，极耳单向倾斜；
[0009](b)将粘结剂的悬浊液均匀喷施至集流盘上，将位于所述集流盘上方的极组压向所述集流盘，同时对所述极组实施振动和/或旋转，直至所述极组上的任一极耳与所述集流盘之间产生接触压力，形成锐角区域为止，每个所述锐角区域中均堆积有所述粘结剂；
[0010](c)对所述集流盘加热，使所述粘结剂熔化，形成熔融体，再进行冷却，完成所述极耳和所述集流盘的粘结。
[0011]在一种实施方式中，所述锐角区域的角度为30
°
～45
°
。
[0012]在一种实施方式中，在步骤(b)中，单个所述锐角区域内，所述粘结剂的添加量为50％～70％；所述粘结剂的添加量的定义为：粘结剂总体积占其所属锐角区域体积的百分比。
[0013]在一种实施方式中，所述加热的温度为120～150℃。
[0014]在一种实施方式中，所述加热的时间为5～10s。
[0015]在一种实施方式中，所述熔融体与所述集流盘的接触角为60
°
～150
°
。
[0016]在一种实施方式中，所述粘结剂包括PE微球。
[0017]在一种实施方式中，在步骤(a)中，还包括：对极耳倾斜后的极组进行极耳切平。
[0018]在一种实施方式中，所述极耳切平采用激光和/或旋转的切刀。
[0019]在一种实施方式中，所述极耳切平后平面度为0.09～0.1mm。
[0020]在一种实施方式中，所述集流盘进行预处理；所述预处理包括：酸洗、水洗和干燥。
[0021]在一种实施方式中，所述集流盘与所述极耳粘结后的拉拔力为50～80N。
[0022]在一种实施方式中，所述锂电池的内阻小于或等于1.103mΩ。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0024]极耳无焊连接工艺要解决的技术问题如下：
[0025]本专利技术的无焊连接技术可解决激光穿透焊造成的金属异物的问题，降低电芯自放电的风险；同时可以减少设备投入，提高连接良率，降低生产成本；同时也可以提高电芯内部空间利用率，提高电芯能量，综合来看，电芯的成本将会大幅降低。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为实施例2中的极组压向集流盘的示意图；
[0028]图2为极耳向外倾斜示意图；
[0029]图3为极耳与集流盘形成的锐角区域堆积PE微球的示意图；
[0030]图4为极耳与集流盘通过PE熔融体连接的示意图；
[0031]图5为实施例1中不同温度范围的PE微球熔融形态图。
具体实施方式
[0032]下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0033]锂电池无焊连接方法，包括以下步骤：
[0034](a)对极组中的若干个极耳进行处理，使极耳倾斜；所述极组包括卷绕式极组或者叠片式极组；在所述卷绕式极组中，极耳朝其所在圆周端面的半径增大方向倾斜；所述叠片式极组中，极耳单向倾斜；
[0035](b)将粘结剂的悬浊液均匀喷施至集流盘上，将位于所述集流盘上方的极组压向所述集流盘，同时对所述极组实施振动和/或旋转，直至所述极组上的任一极耳与所述集流盘之间产生接触压力，形成锐角区域为止，每个所述锐角区域中均堆积有所述粘结剂；
[0036](c)对所述集流盘加热，使所述粘结剂熔化，形成熔融体，再进行冷却，完成所述极耳和所述集流盘的粘结。
[0037]本专利技术增加了极耳与集流盘连接方式的工艺技术，降低了对激光穿透焊的技术依赖；解决了激光穿透焊过程中金属异物引入的风险，降低电池自放电；解决激光穿透焊焊接
良率的问题，提高生产效率，降低生产成本解决激光焊设备成本高的问题，降低电芯成本采用物理粘连方式，可降低极耳宽度，有效提升极片宽度，增加电芯容量；综合来看，极耳无焊连接工艺解决了激光穿透焊带来的自放电问题以及成本压力。
[0038]需要说明的是，本专利技术锐角区域的锐角是通过计算集流盘与极组间距d与极耳长度L的比值得到，即不同极耳长度L对应不同的间距d，因此，只要控制锐角区域的角度x即可。在一种实施方式中，极耳的长度L为固定值，通过调整集流盘与极组的间距d，以使极组上的极耳与集流盘形成不同角度的锐角区域，即形成各实施例中的不同锐角区域。
[0039]在一种实施方式中，粘结剂包括PE微球。
[0040]为保证极耳与集流盘的弹性接触，应在卷绕或叠片的过程中/完成后，使用特制圆弧形工装逐层将极耳朝半径外侧(圆柱)或单侧(叠片)倾斜一定角度；并且为了避免极耳相邻处互相干扰，需要在卷绕/叠片前，对留白极耳进行分切，即模切极耳。传统的模切极耳宽度为6～8mm，采用无焊连接工艺，极耳的宽度范围可减至3～5mm，相应的涂布料宽可增加3mm左右，可大幅提高电池的能量密度。
[0041]在一种实施方式中，在步骤(a)中，还包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.锂电池无焊连接方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)对极组中的若干个极耳进行处理，使极耳倾斜；所述极组包括卷绕式极组或者叠片式极组；在所述卷绕式极组中，极耳朝其所在圆周端面的半径增大方向倾斜；所述叠片式极组中，极耳单向倾斜；(b)将粘结剂的悬浊液均匀喷施至集流盘上，将位于所述集流盘上方的极组压向所述集流盘，同时对所述极组实施振动和/或旋转，直至所述极组上的任一极耳与所述集流盘之间产生接触压力，形成锐角区域为止，每个所述锐角区域中均堆积有所述粘结剂；(c)对所述集流盘加热，使所述粘结剂熔化，形成熔融体，再进行冷却，完成所述极耳和所述集流盘的粘结。2.根据权利要求1所述的锂电池无焊连接方法，其特征在于，在步骤(b)中，所述锐角区域的角度为30
°
～45
°
。3.根据权利要求1所述的锂电池无焊连接方法，其特征在于，在步骤(b)中，单个所述锐角区域内，所述粘结剂的添加量为50％～70％；所述粘结剂的添加量的定义为：粘结剂总体积占其所属锐角区域体积的百分比。4.根据权利要求1所述的锂电池无焊连接方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：