[发明专利]软包装锂离子动力电池极耳焊接结构及其焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池制备技术领域，尤其涉及软包装锂离子动力电池极耳焊接结构及其焊接方法。

背景技术

现有软包装锂离子动力电池极耳焊接结构技术方案是在正、负极耳焊接时，直接将极耳金属片与电池集流体通过超声焊接机以直焊的方式焊接。

现有软包装锂离子动力电池极耳焊接结构技术方案的不足之处在于直焊方式焊接面积小，焊接强度差。特别是容易出现虚焊现象。增大电池内阻，增加了电池的能量损耗。在电池充放电过程中，焊接处极耳温度过高，容易造成极耳胶封装处漏液，增加了安全风险。同时在超声焊接过程中，容易使集流体处金属屑飞溅至极耳胶和电芯主体上，飞溅到极耳胶处的金属屑因瞬间高温粘结在极耳胶上，无法清除，在后续电芯封装后，使极耳与铝塑膜外壳导通产生短路，另外飞溅至电芯主体上的金属屑附着在隔离膜上，导致电芯内部微短路，使电池自放电高，同时也增加了安全风险。

申请号为201410674047.6的中国专利公开了一种软包装电池极耳焊接方法：首先使用铝片和镍片分别固定正极片外露铝极耳箔材和负极片外露铜极耳箔材，然后裁切正负极片外露极耳箔材，最后将铝带胶极耳和镍带胶极耳超声焊接在裁切后的正负极片外露极耳箔材上。该方法节约了软包装电池制作成本，减少了超声波震动带来的金属粉尘污染，提高了电池的合格率和电池的充放电性能，提高了电池极耳焊接效果。

上述极耳焊接方法虽然在一定程度上提高了焊接牢度，但是焊接强度仍不够理想，且在焊接过程中无法避免在集流体处金属屑飞溅至极耳胶和电芯主体上。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种软包装锂离子动力电池极耳焊接结构及其焊接方法。本发明的极耳焊接结构以及焊接方法能够使焊接面积增加一倍，提高焊接强度。可避免虚焊现象，降低电池内阻，减少电池能量损耗，避免电池在充放电过程中，焊接处极耳温度过高引起的极耳胶封装处漏液，避免了安全风险。同时凹形极耳焊接结构将集流体焊接部分完全包裹，避免了在超声焊接时，集流体处金属屑飞溅至极耳胶和电池主体上，避免了因极耳胶和隔离膜粘附金属屑造成电池短路和微短路，避免了电池自放电高和安全风险。

本发明的具体技术方案为：一种软包装锂离子动力电池极耳焊接结构，包括集流体、凹型极耳焊接块；所述凹型极耳焊接块包括极耳上焊脚、极耳下焊脚、极耳主体和极耳胶块；所述极耳上焊脚、极耳下焊脚固定于所述极耳主体的同一端，且极耳上焊脚、极耳下焊脚与极耳主体的一端构成一个凹槽，所述极耳胶块设于极耳主体的上下两端面；所述集流体焊接于所述凹槽内。

本发明在现有技术方案的基础上，通过采用凹型极耳焊接块两面焊接结构，使焊接面积增加一倍，提高焊接强度。可避免虚焊现象，降低电池内阻，减少电池能量损耗，避免电池在充放电过程中，焊接处极耳温度过高引起的极耳胶封装处漏液，避免了安全风险。同时凹型极耳焊接块将集流体焊接部分完全包裹，避免了在超声焊接时，集流体处金属屑飞溅至极耳胶和电池主体上，避免了因极耳胶和隔离膜粘附金属屑造成电池短路和微短路，避免了电池自放电高和安全风险。

作为优选，所述极耳主体厚0.1-0.6mm。

作为优选，所述极耳上焊脚和极耳下焊脚厚0.1-0.4mm。

作为优选，所述极耳上焊脚与极耳下焊脚平行设置且相距0.1-0.4mm。

一种上述软包装锂离子动力电池极耳焊接结构的焊接方法，包括以下步骤：

A、集流体预焊接：将正极集流体和负极集流体分别通过超声焊接机进行多层箔片预焊接；超声焊接功率为50W-150W，能量为10J-30J，预焊时间为0.02S-0.2S，预焊压力为 10psi-20psi。

B、集流体裁切：对正极集流体、负极集流体分别在集流体裁切机上将厚度为0.1-0.4mm的预焊后的多层箔片进行裁剪。

C、极耳焊接：将正极集流体、负极集流体分别通过超声焊接机焊接于凹型极耳焊接块的凹槽内；其中正极超声焊接功率为100W-250W，能量为20J-60J，焊接时间为0.2S-0.6S；焊接压力为 30psi-60psi；负极超声焊接功率为250W-550W，能量为40J-80J，焊接时间为0.4S-0.8S；焊接压力为 40psi-70psi。

作为优选，步骤A中，超声焊接功率为1000W，能量为20J，预焊时间为0.1S，预焊压力为 15psi。