[发明专利]扁平电池的箔导体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于扁平电池的箔导体，特别是锂离子电池的箔导体。这样的电池基本上由设置在电解质内的扁平电极或电极叠层组成，其中，负（阳极）和正（阴极）通过Li⁺离子可以通过的隔离层分开。电池向外与相邻电池或与环境利用涂铝的封装箔绝缘并密封。

背景技术

为分接不同电极或电极叠层之间产生的电势，从电池的内部向外导出与电极连接的导体或导体凸起。在电池的外部，导体凸起然后可与其他电池或汇流条连接。

作为导体通常使用金属带或金属箔，其中，负导体一般使用镀镍的铜片，正导体使用铝片。

导体在此方面必须满足多个功能：

一方面，它们在其从电池向外伸出的所谓的接触区内必须可与汇流条或其他电池产生持久的电接触。特别是在正导体上在此方面的问题是，铝上的焊接由于铝的天然氧化物层而不可能或仅在利用强熔剂时才可能，因而极不适于与温度敏感的塑料元件直接邻接的薄导体的连接。

导体的螺纹连接需要附加的部件（螺丝、夹板和螺纹板），这样增加了敏感箔导体的重量以及提高了制造成本。

接触区中的超声波焊接接合的缺点是，引入该区域的振动能量，会损坏导体穿过封装箔并与该封装箔粘合接合的区域（粘合区）。此外，导体与电池内部的电极连接的区域会受到超声波焊接工艺的损坏，由此使导体与电极之间的电连接的质量变差。

另一方面，导体必须被配置为，在上述的粘合区的区域内也持久密封电池。根据现有技术，箔导体与电池外壳的密封借助热熔化/粘合接合技术进行，在此方面导体经常利用塑料膜或类似的绝缘材料在粘合区中加固，以改善连接和保证相对于包封封装箔内的金属层的电绝缘。特别是未处理的铝导体的粘合连接很容易受到化学渗透并因此构成永久泄漏危险。

发明内容

从这种现有技术出发本发明的目的因此在于，提供一种得到改善的箔导体，该箔导体很容易电接触并利用其可以获得提高密封性的电池。

该目的通过具有独立属权利要求所述特征的箔导体得以实现。从属权利要求涉及本发明具有优点的变体和实施例。

根据本发明的用于扁平电池的箔导体包括用于与其他电池或汇流条接触的接触区、用于与电池的封装箔粘合接合的粘接区和用于与电池内部的电极箔连接的连接区。根据本发明，在此方面至少两个区具有彼此不同的表面特性。换句话说，例如带状箔导体的表面结构在带的纵向上变化。由此可以考虑到这种实际情况，即对箔导体表面的要求依赖于导体上的各自位置而有所不同。

这样的箔导体例如可以具有作为正导体的铝基础结构以及粘合区具有粘合基础/转换层。

由此克服的问题是，工业化制造的铝箔和铝带具有天然氧化物层，潮气、污物、油和油脂牢固地处于该氧化物层内。这种天然氧化物层之所以不适合防腐蚀和作为用于粘合接合连接的粘合基层使用，特别是因为通过该天然氧化物，有机涂层被渗透腐蚀。为制造工业粘合表面，因此这样是有利的，首先化学去除天然氧化物层，此后可以立即在这样净化的表面上有控制地构成粘合基础和转换层。作为粘合基础，在此方面可以使用基于钛或锆的三价和六价铬酸溶液、无铬溶液以及阳极产生的氧化物层（阳极化、硬质阳极化）。特别是使用三价铬在此方面具有以下优点：

在其中一般在铝上形成转换层的酸性含水环境下的良好的溶解性

表面上的反应产物（铬（III）氧化物）为惰性并提供持久的保护

不危害健康

作为预密封方式，优选上述粘合层在浸渍过程中利用聚合物层立即覆盖。该层被形成为箔，特别是作为直接在粘合涂层后熔化的箔。在最后所称的情况下，使用底漆不是绝对必要的。聚合物层一方面防止导体的粘合表面不受操作工序的随后污染并可以后面直接热焊接到封装箔。取代聚合物层也可以设想例如具有底漆的其它带，特别是也可以设想织物带。

在箔导体还包括具有镀镍表面的铜基础结构，也就是一般作为负导体使用的情况下，有利的是粘合区可以具有粗糙的表面。具有优点的粗糙深度处于5-40μm的范围内。粗糙的表面可以通过化学或机械过程例如像研磨或辐射产生，其中，在使用辐射法的情况下应考虑所加工箔的机械敏感性。

与汇流条或用于电池串联连接的电接触可以由此得到简化，即如果箔导体包括铝基础结构的话，接触区具有可焊接涂层，该可焊接涂层特别是可以含有镍、锌、铜或银。在此方面，涂层优选采用各自的纯材料实施方式；但可以不同的层序例如施加Ni的第一层和Sn的第二层。