[发明专利]电池极耳焊接结构及其制备方法、电池

说明书

本发明公开了电池极耳焊接结构及其制备方法、电池。具体的，本发明提出了一种电池极耳焊接结构，包括：复合集流体极耳，复合集流体极耳包括相对设置的第一金属层和第二金属层，以及设置在第一金属层和第二金属层之间的绝缘层；箔材，箔材缠绕在复合集流体极耳的外表面，箔材覆盖第一金属层以及第二金属层，且箔材和第一金属层、箔材和第二金属层之间通过焊接连接；外部极耳，外部极耳和箔材焊接连接，且外部极耳通过箔材和复合集流体极耳的第一金属层以及第二金属层电连接。由此，该电池极耳焊接结构可以简便地将复合集流体极耳的多个金属层和外部极耳电连接，电连接效果好，可以提高电池的充放电性能，并且适用范围广，生产成本较低。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体地，涉及电池极耳焊接结构及其制备方法、电池。

背景技术

目前，锂离子电池因其电压稳定、容量高、能量密度大、循环寿命长、环境友好等优势，被广泛应用于摄像机、移动电话、笔记本电脑、电动交通工具等设备上。锂离子电池主要由电池内部极芯、外部极耳与电池壳体组成，其中，电池内部极芯由正、负电极极片通过叠片或卷绕工艺制成，正、负极集流体在模切工序中预留部分集流体作为每层极片的极耳(即集流体极耳)，每层极片的集流体极耳互相重叠在一起，构成了电池内部极芯的极耳；外部极耳是电池与外界进行能量传递的载体。电池要实现充、放电的储能功能，电池内部极芯的集流体极耳(即电池的集流体极耳)必须与外部极耳实现良好的电连接。目前，通常采用铝箔作为正极集流体，采用铜箔作为负极集流体，铝箔集流体极耳与外部极耳铝连接片、铜箔集流体极耳与外部极耳铜连接片通常通过焊接连接，进而实现储存在电芯内部的电能的释放与利用。随着电池行业的不断发展，出现了具有更佳性能的复合集流体，例如中间层为塑料聚合物的复合集流体，例如Al/PET/Al、Cu/PET/Cu等(PET即聚对苯二甲酸乙二醇酯)。复合集流体可以减小电池温升，降低热失控的发生风险，提高电池的安全性。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

目前的复合集流体，由于中间塑料层的存在，在将复合集流体极耳和外部极耳进行焊接(例如进行超声波焊接)时，外部极耳和塑料层的上、下两侧的金属层之间不能形成良好的电连接，因此，外部极耳与多层复合集流体极耳之间也不能形成良好的电连接，电池中的电流传导受到阻碍，导致电池内阻增大，甚至导致电池的正、负极之间绝缘，影响电池正常的充放电功能。一些方法通过将常规箔材(铝箔或铜箔)与复合集流体极耳进行转接，可以将电芯中的电流输送出来，实现电池的充放电功能。例如一些方法将常规箔材与复合集流体极耳在极片阶段(即在极片生产阶段)进行超声波焊接，实现了常规箔材与复合集流体极耳的转接。但是，发明人发现，上述方法在实现常规箔材和复合集流体极耳之间的转接时，需要对制备集流体极耳的生产设备等进行改造，生产成本较高；并且，在极片阶段进行常规箔材和复合集流体的超声波焊接时，需要同步实现常规箔材与复合集流体上、下侧两层金属层的焊接连接，由于复合集流体中间层为塑料绝缘层，因此，焊接时需要穿透中间的塑料层，将常规箔材和上、下两层金属层融合，后续工艺中再将该常规箔材和外部极耳进行焊接，进而使电芯中的电流可以从融合部分输送出来，该焊接操作难度较大，对超声波焊接设备及技术要求较高，且随着中间塑料层厚度的增加，焊接难度进一步提高，并且如果中间塑料层的厚度达到一定的临界点，则不能实现常规箔材和上、下两层金属层融合连接，因此，该方法适用范围比较受限。综上可知，如果能提出一种新的电池极耳焊接结构，该电池极耳焊接结构可以简便地将复合集流体极耳的多个金属层和外部极耳电连接，且电连接效果较好、适用范围广、生产成本较低，将能很大地提高采用复合集流体的电池的充放电性能，将能在很大程度上解决上述问题。