一种电芯与集流体的连接方法以及电池的制备方法

技术领域

本发明涉及电池的制备工艺，具体涉及一种电芯与集流体的连接方法以及电池的制备方法。

背景技术

随着电动汽车的兴起，可充电电池得到广泛的运用，尤其是广泛运用的锂离子电池。

现有的可充电电池，如锂离子电池中的大圆柱电池，如图2所示，为了与集流体3形成充分的接触，需要将电芯1的极耳2揉平，再通过激光焊的方式将集流体3和极耳2焊接。该现有技术的制备工艺，具有如下缺陷：

1.采用揉平工艺，需要将极耳2至少保留4mm-7mm的凸起高度，众所周之，电池成本材料占九成，无法有效的节省成本(主要是材料成本)。

2.由于揉平方法不可控，揉平过程可能会产生粉尘，使电池活性不受控而导致电池短路，甚至出现爆炸着火现象。

3.采用揉平工艺，在端部位置，揉平极耳阻碍了电解液的流通，导致电解液补充不及时，引发析锂现象，进而导致电池性能下降，缩短循环寿命，甚至引发电池短路爆炸。

4.由于揉平极耳阻挡了电芯的散热途径，而引发电池热失控，因此现有工艺制约了圆柱形电池的大容量化。

5.采用激光焊接，局部温度高，容易出现焊穿，影响产品良率。

6.揉平工艺复杂，制作成本高。

现有的可充电电池，如锂离子电池中的方形电池，为了与集流体形成充分的接触，需要极耳较长，在制备过程中，需要梳理极耳，超声波焊接所有极耳，除尘，激光焊接集流体，该现有技术的制备工艺非常复杂，制造成本高，且不良品率较高，极耳长度很长，无法有效的节省材料成本。

发明内容

为此，本发明为改善上述问题，提供一种电芯与集流体的连接方法以及电池的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种电芯与集流体的连接方法，包括如下步骤：

A1，制备电芯；

A2，在电芯的极耳的顶部依次覆盖钎焊膜和集流体；

A3，进行钎焊作业，使钎焊膜熔化并将极耳焊接在集流体上而形成电接触。

进一步的，在步骤A1中，所述电芯的极耳为短极耳，凸起高度为1mm-3mm。

进一步的，在步骤A3中，钎焊膜通入电流，使能量由钎焊材料以能量波的形式扩散蔓延，以完成对极耳的浸润，进而完成钎焊作业。

进一步的，在步骤A2中，具体是：在电芯的阳极耳的顶部依次覆盖第一钎焊膜和阳极集流体；和/或在电芯的阴极耳的顶部依次覆盖第二钎焊膜和阴极集流体；步骤A3具体是：进行钎焊作业，使第一钎焊膜熔化继而完成阳极耳与阳极集流体的电接触；和/或使第二钎焊膜熔化继而完成阴极耳与阴极集流体的电接触。

进一步的，所述电芯为圆柱形电芯，步骤A1中，将阳极片、隔膜和阴极片依次层叠并卷绕而成。

进一步的，所述电芯为方形电芯，步骤A1中，将阳极片、第一隔膜、阴极片和第二隔膜按顺序依次堆叠而成，或步骤A1中，将阳极片、隔膜和阴极片依次层叠并卷绕而成后，压扁成方形。

进一步的，所述电芯的阳极耳和阴极耳分别位于电芯的两端。

进一步的，所述电芯的阳极耳和阴极耳位于电芯同一端的两侧；或者所述电芯的阳极耳和阴极耳位于电芯的两端。

通过本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：

本申请中在极耳与集流体之间放置钎焊膜，后续通过钎焊的方式将极耳与集流体焊接固定，使得极耳与集流体形成充分且稳定的电接触，对于圆柱形电池，无需采用现有技术中揉平工艺，可有效缩短极耳的凸起高度，节省了制造成本和材料成本，且避免了揉平工艺产生的粉尘异常，也避免了揉平极耳阻碍电解液流通和散热途径。同时，采用钎焊膜的钎焊固定，也避免了激光焊接时出现的焊穿异常，保证产品的质量和良率。对于方形电池，无需梳理极耳，无需超声波焊接和激光焊接，工艺简单，制造成本低，同时极耳大幅缩短，显著降低材料成本。

附图说明

图1所示为实施例中电芯与集流体的连接方法的流程框图；

图2所示为现有技术中电芯与集流体的连接结构剖视图；

图3所示为实施例一电芯与集流体的连接结构剖视图；

图4所示为图3中A区域的放大示意图；

图5所示为图3中B区域的放大示意图；

图6所示为实施例二中电芯与集流体的连接结构示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例一

参照图1、图3至图5所示，本实施例提供的一种电芯与集流体的连接方法，具体为大圆柱电池中的电芯与集流体的连接方法，包括如下步骤：

A1，制备电芯10；

本步骤中，所述电芯10为圆柱形电芯，将阳极片101、隔膜103和阴极片102依次层叠并卷绕而成；具体的，阳极片101采用铜膜为基材进行制备，阴极片102采用铝膜为基材进行制备。阳极片101的极耳为阳极耳11，阴极片102的极耳为阴极耳12；经过卷绕后，形成圆柱形的电芯10；阳极耳11和阴极耳12分布在两端。

A2，在电芯10的极耳(是指阳极耳11和/或阴极耳12)的顶部依次覆盖钎焊膜和集流体；

具体的，本实施例中，与阳极耳11配合的集流体为阳极集流体21，与阴极耳12配合的集流体为阴极集流体22；同时，定义极耳的末端为极耳的顶部。在电芯10的阳极耳11的顶部依次覆盖第一钎焊膜31和阳极集流体21；以及在电芯10的阴极耳12的顶部依次覆盖第二钎焊膜32和阴极集流体22；

具体的，集流体为汇集电流的导电零件，如集流盘或集流板，本具体实施例中，集流体(阳极集流体21和阴极集流体22)为圆形的集流盘。

A3，进行钎焊作业，使钎焊膜熔化并将极耳焊接在集流体上而形成电接触；

本具体实施例中，使第一钎焊膜31熔化继而完成阳极耳11与阳极集流体21的电接触；以及使第二钎焊膜32熔化继而完成阴极耳12与阴极集流体22的电接触。

如此，实现电芯与集流体的连接。

经过本制备方法进行制备得到的产品，在极耳与集流体之间放置钎焊膜(即阳极耳11与阳极集流体21之间放置第一钎焊膜31；阴极耳12与阴极集流体22之间放置第二钎焊膜32)，后续通过钎焊的方式将极耳与集流体焊接固定，使得极耳与集流体形成充分且稳定的电接触。如图4和图5所示，阳极耳11和阴极耳12均是一条直线，即所述阳极耳11和阴极耳12均为直段结构。无需采用现有技术中揉平工艺，可有效缩短极耳的凸起高度，本具体实施例中极耳(阳极耳11和阴极耳12)为短极耳，凸起高度为1mm-3mm，既满足了钎焊需求，也缩短了尺寸。节省了成本，且避免了揉平工艺产生的粉尘异常。

同时，还具有如下有益效果：

1.电芯10的端部位置，不再有揉平极耳阻碍电解液流通，有效保证电池在充放电过程中电解液的及时补给；内部产生的热量能够较为及时的导出，不容易出现热失控。

2.采用钎焊膜的钎焊固定，也避免了激光焊接时出现的焊穿异常，保证产品的质量和良率。

3.无需采用揉平工艺，节省了工艺流程，提高制备效率和良品率。

进一步优选的，在步骤A3中，在第一钎焊膜31和第二钎焊膜32上分别通入电流，使能量由钎焊材料以能量波的形式扩散蔓延，以完成对极耳的浸润，该方式能够以毫秒级瞬间完成对极耳的浸润，进而完成钎焊作业。如此设置，能够在需要进行钎焊的部位进行单独发热，不会影响其它部件(如电芯10)，更好的保证了质量，且可在常温环境中进行作业。

所述第一钎焊膜31和第二钎焊膜32采用能够在低温(如室温)环境下进行钎焊的钎焊膜，如本具体实施例中，第一钎焊膜31和第二钎焊膜32均采用北京纳研纳米材料科技有限公司SF系列或NY系列的智能钎焊薄膜，在进行钎焊时，在第一钎焊膜31和第二钎焊膜32通入9V、3A的直流电源即可实现钎焊。当然的，在其它实施例中，也可以采用其它型号的钎焊膜进行替换。钎焊作业也可以采用局部冲击，加热，激光等多种方式使钎焊膜熔化，完成焊接。钎焊膜可以采用异型膜(如开孔的异形结构等)，这样便于散热。

具体的，本实施例中，阳极部分和阴极部分均采用钎焊膜的钎焊固定。当然的，在其它实施例中，阳极部分和阴极部分中的其中一个也可以采用其它方式实现极耳与集流体之间的固定。

本实施例还提供一种电池的制备方法，具体是锂离子电池中的大圆柱电池，至少包括上述中的电芯与集流体的连接方法。

具体的，电芯与集流体通过上述连接方法完成后，按照现有工艺进行装入外壳、安装电极柱以及注入电解液后完成整个电池的制备。

实施例二

本实施例提供的一种电芯与集流体的连接方法，具体是方形电池的电芯与集流体的连接方法，如图1和图6所示，其制备方法包括如下步骤：

A1，制备电芯10；

本步骤中，所述电芯10为方形电芯，将阳极片、第一隔膜、阴极片和第二隔膜按顺序依次堆叠而成，或将阳极片、第一隔膜、阴极片和第二隔膜按顺序依次层叠并卷绕而成后压扁成方形。具体的，阳极片、第一隔膜、阴极片和第二隔膜都是方形结构，阳极片具有阳极耳11，阴极片具有阴极耳12；电芯10堆叠完成后得到方形的电芯。

其中，电芯的阳极耳11和阴极耳12位于同一端，且阳极耳11和阴极耳12呈左右分布。当然的，也可以是阳极耳11和阴极耳12分别分布在两端。

A2，在电芯10的极耳的顶部依次覆盖钎焊膜和集流体；

在电芯10的阳极耳11的顶部依次覆盖第一钎焊膜31和阳极集流体21；以及在电芯10的阴极耳12的顶部依次覆盖第二钎焊膜32和阴极集流体22。

A3，进行钎焊作业，使钎焊膜熔化并将极耳焊接在集流体上而形成电接触。

具体的，本实施例中，步骤A2和步骤A3的方法与实施例一相同，且实现了相同的有益效果；在此不再重复描述。

本实施例还提供一种电池的制备方法，具体是锂离子电池中的方形电池，至少包括上述中的电芯与集流体的连接方法。

当然的，在其它实施例中，该种方形电芯，可以改变极片的形状来得到不同形状的电芯结构，进而得到不同形状的电池结构，如六边形、椭圆形等规则形状，以及月牙形等异形形状。

上述实施例一和实施例二分别公开了不同类型的锂离子电池的制备。当然的，采用本方案中的电芯与集流体的连接方法，也可以运用于钠离子电池或者复合电池中等等。在此不再一一详述。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。