[发明专利]一种电芯极耳叠加并联焊接的方法

说明书

一种电芯极耳叠加并联焊接的方法，属于电化学领域，具体方案如下：一种电芯极耳叠加并联焊接的方法，包括以下步骤：步骤一、将镍片焊接在PCB电路板上；步骤二、将若干个电芯两两相对设置，将相对设置的两个电芯相同极性的极耳水平叠加放置在镍片上形成从上至下依次是极耳Ⅰ、极耳Ⅱ和镍片的叠层结构；步骤三、采用激光焊接技术将极耳Ⅰ、极耳Ⅱ和镍片焊接在一起。本方案在技术上突破了传统PACK镭射焊接技术只能点焊两层金属的限制；在结构上，减少了电芯串并联所需的空间，提升了电池的实际容量和生产效率；不仅在提升电池容量上具有巨大的优势，还能减少材料成本；降低PACK组装时间。

技术领域

本发明属于电化学领域，具体涉及一种电芯极耳叠加并联焊接的方法。

背景技术

近年来，随着遵循“摩尔定律”的电子集成电路高速发展。移动电子产品无论是在集成度，还是在数据的处理及吞吐量上，都在不断的取得突破，使得产品的能耗不断增大。而电池作为移动电子产品的储能模块，由于受限于自身的化学体系和物理规律，容量和能量密度一直得不到大幅提升。电池的低效已经严重限制了移动电子产品行业的发展，极大的降低了终端用户的使用体验。因此，对于如何增加电芯在电池中的体积比；如何设计出高集成度、大容量的电池PACK方案；成为急需解决的课题。

目前，在笔记本电池PACK行业内并无成熟的极耳叠加焊接方案。仅有少数PACK厂会采用超声波分层进行焊接。但又由于超声波焊接效率低下；且在焊接上层极耳时，由于压力和振动等原因，还会对下层已焊接的极耳产生拉扯现象，造成脱焊等问题。因此，极耳叠加焊接工艺目前仍未在笔记本电池PACK生产中得到实际应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服超声波焊接的缺点，解决现有技术无法可靠焊接多层金属的问题，提供一种电芯极耳叠加并联焊接的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电芯极耳叠加并联焊接的方法，包括以下步骤：

步骤一、将镍片焊接在PCB电路板上；

步骤二、将若干个电芯两两相对设置，将相对设置的两个电芯相同极性的极耳水平叠加放置在镍片上形成从上至下依次是极耳Ⅰ、极耳Ⅱ和镍片的叠层结构；

步骤三、采用激光焊接技术将极耳Ⅰ、极耳Ⅱ和镍片焊接在一起。

进一步的，步骤一中，所述镍片通过SMT工艺锡焊于电池保护PCB电路板上。

进一步的，步骤三中，所述激光焊接技术的激光焊接焦距的确定方法为：使用实验验证的方法，运用单因子数据分析和等值线图分析工具，选择焊接叠层结构总厚度15％～25％范围的距离为激光焊接焦距。

进一步的，步骤三中，确定好激光焊接焦距后，使用实验验证的方法，运用单因子数据分析和等值线分析工具，调整激光焊接峰值和焊接时间，获得直径变化小于20％，熔深为叠层结构总厚度70％～80％的稳定熔池。

优选的，所述镍片的厚度为0.2mm，极耳Ⅰ(4)和极耳Ⅱ(3)的材质均为纯镍，极耳Ⅰ(4)和极耳Ⅱ(3)的厚度均为0.08mm，负离焦距为上层极耳Ⅰ(4)以下0.065mm 处。

优选的，所述镍片的厚度为0.2mm，极耳Ⅰ(4)和极耳Ⅱ(3)的的材质均为纯镍，极耳Ⅰ(4)和极耳Ⅱ(3)的厚度均为0.1mm，负离焦距为上层极耳Ⅰ(4)以下0.075mm 处。

优选的，所述镍片的厚度为0.2mm，极耳Ⅰ(4)和极耳Ⅱ(3)的材质均为纯镍，极耳Ⅰ(4)和极耳Ⅱ(3)的厚度均为0.08mm，焊接峰值为1.7±0.1Kw，焊接时间为1.6 ±0.1mS。

优选的，所述镍片的厚度为0.2mm，极耳Ⅰ(4)和极耳Ⅱ(3)的材质均为铜镀镍，极耳Ⅰ(4)和极耳Ⅱ(3)的厚度均为0.08mm，焊接峰值为1.5±0.1Kw，焊接时间为1.3 ±0.1mS。