专利名称：一种用于动力型软包装锂离子蓄电池组装过程中的极耳连接方法
技术领域：
本发明涉及一种蓄电池组装技术，具体涉及一种用于动力型软包装锂离子蓄电
池组装过程中的极耳连接方法。
背景技术：
常用的动力型锂离子蓄电池电芯串联时极耳连接方式为锡焊或超声波焊接。锡 焊方法简便，只需要使用简单的工具(如电烙铁)即可完成焊接、焊点整修、元器件拆 换、重新焊接等工艺过程。此外，锡焊还具有成本低、易实现自动化等优点。目前锂电 池组装工艺中极耳的连接主要就是采用锡焊这种方式。但是，这种方式在应用中存在如 下问题 1、在焊接时，会在极耳表面产生高温，电池芯内部也会随之温度升高。高温条 件会使SEI膜的稳定性下降和电极循环性能变差，从而影响电池的容量及其循环性能。 而且电芯内部产生高热，会造成部分电解液汽化甚至分解，电池内压增大使得电池外壳 变形，严重的甚至将电池温度提高到使材料燃烧到爆炸； 2、在焊接时，由于高温使金属表面产生氧化膜，影响材料的可焊性，并且还会 影响到极耳的接触电阻及其导电性； 3、动力型锂离子电池的正极极耳为铝带，负极极耳为镍带，而对于铝基体材 料，锡焊需要专用的特殊焊剂；为了避免此种状况，目前大多采用激光点焊机或者超声 波焊机在铝带基体上再焊接铝镍复合带，以便于与负极的镍带的焊接，增加了操作的复 杂性； 4、焊剂在加热时会挥发出有害气体，对操作者造成危害； 5、由于极耳表面难免会存在一些氧化物和污垢，很容易造成虚焊。虚焊点的接 触电阻会引起局部发热，局部温度升高又促使不完全接触的焊点情况进一步恶化，最终 甚至使焊点脱落，导致电池组不能工作。据统计数字表明，在电子整机产品的故障中， 有将近一半是由于焊接不良引起的； 6、由于电路保护板中的MOSFET输入阻抗很高，不能承受高于200°C的温度， 否则很可能使内部电路击穿而失效。因此用锡焊的方法连接电芯的极耳与保护电路模块 的导线对电路保护板会产生的不利影响。 超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面，在加压的情 况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，其优点在于快速、节能、熔 合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工；缺点是所焊接金属件不能太厚(一般小 于或等于5mm)、焊点位不能太大、需要加压，而且正、负极耳连接复杂，只能是A1-A1 面、Ni-Ni面焊接，不同的金属之间的焊接需要重新设置参数而使得操作流程冗繁，效 率低下。最重要的是超声波焊接不能应用于电芯的极耳与保护电路模块之间的连接，仍 然需要采用锡焊的方法，因而无法避免锡焊对于电芯内部以及电路保护板造成的不利影响。
因此，以上两种焊接方式均不是锂离子动力电池极耳连接的最理想的方式。
发明内容
本发明目的在于提供一种既可以避免锡焊时产生的高温对电池芯造成损坏，而
且又不会像超声波焊接那样有复杂冗繁的操作流程，同时还具有这两种焊接方式的连接 紧密、牢固，操作时间短等优点的用于动力型软包装锂离子蓄电池组装的极耳连接方 法。 本发明采用巻绕的方法将正负极耳以及电路保护板引线连接的金属片按照一定 的顺序叠加在一起，然后用专用巻绕设备将其巻绕在一起，最后再用硅胶将其固定。其 最大的特征在于完全避免了锡焊所造成的高温对于电池芯内部所造成的影响，而且工艺 简单。
本发明采用的极耳连接方法，具体包括以下步骤
1.根据极耳的尺寸事先设计并制造与之适合的巻针；
2.将电路保护板的引线与准备好的金属片焊接在一起； 3.对极耳以及引线连接金属片进行预处理将其表面的污垢及金属表面的氧化 膜除掉； 4.将正负极耳以及引线连接的金属片按一定顺序靠在一起，用事先做好的模具 将其固定好； 5.将巻绕设备的巻针与叠加好的极片固定在一起，调整好转速，然后开动巻绕 设备； 6.极耳巻绕完毕，用金属片对其进行机械加固处理； 7.加固完毕，透过事先做好的模具的楔形口将硅胶或其它材料覆盖上面，在室 温下自然凝固，达到密封防腐的效果。 本发明在电芯的安装过程中，要求对电芯极耳不可有往返扭折，并且不要拉 拔，以免电芯极耳被拉断。而在用超声波焊接的时候，不可避免的要将负极的铝镍复合 带翻转过来，以便与另一个电池芯的正极的A1面进行焊接，这就增加了操作的复杂性， 而采用巻绕的方式则完全避免了此类操作，甚至无需再在正极铝带上焊接镍带，精简了 电芯制作工艺，提高了效率，节约了成本。 本发明中的极耳巻绕的方法适用于软包装锂离子电芯极耳的连接，而且要注意 在巻绕的过程中巻绕设备巻绕的力度和转速要适中，以免电芯极耳被拉断，而且也便于 控制巻绕的圈数。 本发明首先将两个电池芯的正负极耳以及与电路保护板引线连接的金属片叠加 在一起，然后再使用巻绕设备将其紧密连接在一起，最后再通过表面覆盖硅胶来使其加 固并达到防止极耳腐蚀的目的。本发明不但工艺简单，易于控制，而且用这种方式无需 复杂的设备及原材料，成本低，便于操作和管理，且对电池组的各项性能指标均没有影 响，是一种很理想的电芯组装方式。 有益效果1、本发明极耳巻绕式可代替现有传统锡焊或超声波焊接用于动力型 软包装锂离子蓄电池的组装，满足动力电池的各项性能要求，对组装过程中的电芯真正做到了零伤害； 2、本发明工艺完全解决了锡焊时所产生的高温对电芯造成的损坏问题，而且安 全环保，在极耳连接过程中无需额外的原材料； 3、本发明与超声波焊接方式相比生产流程精简、操作简单，无需特别的焊接设 备及操作技巧，而且完全避免了极耳翻折对电芯造成的损坏； 4、用极耳巻绕式作为动力型软包装锂离子蓄电池组装中极耳连接的方式，所得 到的效果与锡焊工艺大致相同，极耳的连接紧密、牢固，且接触电阻小，不会影响电池 在使用过程中的容量、循环性能以及安全性。
图1为本发明中待组装的两只电芯示意图；
图2为本发明连接方法的电芯组装图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明 如图1和图2所示， 一种用于动力型软包装锂离子蓄电池组装过程中的极耳连接 方法，包括以下步骤 1、根据极耳的尺寸事先设计并制造与之适合的巻针；
2、将电路保护板的引线与准备好的金属片焊接在一起； 3、对极耳以及引线连接金属片进行预处理将其表面的污垢及金属表面的氧化 膜除掉； 4、将正负极耳以及引线连接的金属片按一定顺序靠在一起，用事先做好的模具 将其固定好； 5、将巻绕设备的巻针与叠加好的极片固定在一起，调整好转速，然后开动巻绕 设备； 6、极耳巻绕完毕，用金属片对其进行机械加固处理； 7、加固完毕，透过事先做好的模具的楔形口将硅胶或其它材料覆盖上面，在室
温下自然凝固，达到密封防腐的效果。 上述方法中所涉及到的各部分的尺寸规格如下 极耳厚度0.05-0.5mm，宽度无特殊要求，长度依据巻绕圈数而定； 电路保护板引线连接金属片厚度0.05-0.5mm，宽度与长度依据所巻绕的极
耳而定。
权利要求
一种用于动力型软包装锂离子蓄电池组装过程中的极耳连接方法，其特征在于包括以下步骤(1)根据极耳的尺寸事先设计并制造与之适合的卷针；(2)将电路保护板的引线与准备好的金属片焊接在一起；(3)对极耳以及引线连接金属片进行预处理将其表面的污垢及金属表面的氧化膜除掉；(4)将正负极耳以及引线连接的金属片按一定顺序靠在一起，用事先做好的模具将其固定好；(5)将卷绕设备的卷针与叠加好的极片固定在一起，调整好转速，然后开动卷绕设备；(6)极耳卷绕完毕，用金属片对其进行机械加固处理；(7)加固完毕，透过事先做好的模具的楔形口将硅胶或其它材料覆盖上面，在室温下自然凝固，达到密封防腐的效果。
全文摘要
本发明提供了一种连接紧密、牢固，操作时间短等优点的用于动力型软包装锂离子蓄电池组装的极耳连接方法，该方法采用卷绕的方法将正负极耳以及电路保护板引线连接的金属片按照一定的顺序叠加在一起，然后用专用卷绕设备将其卷绕在一起，最后再用硅胶将其固定，其最大的特征在于完全避免了锡焊所造成的高温对于电池芯内部所造成的影响，而且工艺简单。
文档编号H01M2/34GK101692505SQ20091023282
公开日2010年4月7日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者孙克宁, 孙庆, 居春山, 曹楚南 申请人:江苏华富控股集团有限公司