电池用导电连接片及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电池领域的导电连接片，更具体地说，设及电池用导电连接片W及其 制备方法，该导电连接片可广泛用于一次及二次电池领域，尤其是能满足高倍率及动力电 池等大容量应用场合。
【背景技术】
[0002] 当今社会对新能源的高度关注和重视，使得电池特别是二次电池应用获得空前的 发展机遇，其中高倍率及动力电池的应用和发展尤其得到关注和重视。W电动车、电动工 具为代表的众多产品均会使用到由多个电池串并联而组成的组合电池包，各电池间的连接 片目前大多为片状金属。W目前电动车用圆柱电池组为例，一般为上百个18650单体电池 通过较大面积的导电连接片进行并联组合连接构成单组电池，然后多个单组电池再进行串 联。然而随着动力电池成为裡电的主要发展趋势及其对电池安全的迫切性要求，传统组合 电池导电连接片如纯镶难W满足应用需要，急需设计新型导电连接片材料。
[0003] 目前传统组合电池连接片所出现的问题主要在于点焊性与导电性难W兼顾；金属 的导电性与导热性均呈正比关系，即导电性非常好的金属如铜与钢壳电池在点焊时由于其 本身导热能力很高，焊接过程所产生的能量难W聚集形成焊核。而如W纯镶作为导电连接 片，则由于其导电性不太佳，直接影响到电池内部的温升W及整体电池散热能力，而如采用 加大镶截面尺寸来提高导电性能则不但因增加成本太高并不现实，而且加厚至0. 3mm W上 的镶实践证明很难焊接，无法满足高倍率及动力电池等大容量应用场合。
[0004] 针对上述单一金属作为导电连接片所出现的问题，国内外目前大多采用铜片为 主要基体，同时将容易（与钢壳）焊接的金属材料片焊至铜基体构成组合导电连接片， 最后再将连接片上的易（与钢壳）焊接金属片分别与多个电池钢壳连接。例如申请号 201320014375. 4的中国实用新型专利公开了一种组合电池连接片的方案，其步骤是先将导 电性好但（与钢壳）焊接性不好的材料如纯铜片与导电性较差但（与钢壳）焊接性较好的 材料的金属片分别冲压成型，然后将成型后的纯铜片与易焊金属片进行套焊（注；可用激 光焊、超声焊等）连接，最后再将已焊在基体上易焊金属片与电池钢壳点焊连接。生产实践 过程已证明，该样的制备过程不但有两个分别针对铜和易焊金属的冲压工序及每个电池至 少两次焊接工序，导致生产效率低且成本高，而且铜与易焊金属间的连接实质为点接触，该 种铜与易焊金属片间较大的接触电阻对电池系统内阻的增加不可忽视。
[0005] 另外目前国内外也提出了数种采用复合金属的解决方案，但同样都存在一些应用 限制性。例如申请号为200920133019. 8的中国实用新型专利公开了一种用侧面金属制备 的导电连接片可替代纯镶片，但该种结构由其制备方法决定了异质金属间的侧面复合只能 是单向性（非双向性），该使得其无法在复杂组合电池结构得到应用；该连接片长度和宽度 方向的电阻存在相当大的差异。又如，一种替代纯镶的层状复合金属结构的导电连接片，它 是由铁素体不诱钢和铜组成，该复合金属可W是两层或=层面复合结构，还可W是由镶嵌 复合与面复合的组合结构。无论是何种结构，实践证明上述该种金属片其导电性还是不足 W满足较大功率动力电池组合焊接要求，因为如果太低内阻（电阻率小于3. 0 y Q，(^!!!)时 该材料要焊接至钢壳必须对金属片进行开叉的同时还需打凸点，另外还要昂贵的特殊大功 率储能焊机，否则无法焊上，而该样均会明显增加生产成本和设备成本且并不利于焊接的 稳定性。
【发明内容】
[0006] 鉴于现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种电池用导电连接片及其 制备方法，该导电连接片不但易于焊接，导电性好，能满足高倍率及动力电池等大容量应用 场合，而且生产效率高，成本低。
[0007] 本发明的技术方案为；
[000引一种电池用导电连接片，该导电连接片为层状复合金属材质的导电连接片，导电 连接片上电阻点焊区域的背面成形有凹部，所述层状复合金属包括铜层和复合于铜层第一 面的第一耐蚀易焊金属层，电阻点焊区域的正面（即与电池接触实现焊接的表面）位于第 一耐蚀易焊金属层。
[0009] 在上述的电池用导电连接片中，优选地，在非电阻点焊区域，铜层的厚度占总厚度 的 70%~95%。
[0010] 在上述的电池用导电连接片中，优选地，在电阻点焊区域，铜层与第一耐蚀易焊金 属层的厚度比例不大于1:1。
[0011] 在上述的电池用导电连接片中，优选地，在电阻点焊区域，仅包括第一耐蚀易焊金 属层，且电阻点焊区域的第一耐蚀易焊金属层的厚度小于或等于非电阻点焊区域的第一耐 蚀易焊金属层的厚度。
[0012] 在上述的电池用导电连接片中，优选地，所述铜层的第二面设置有第二耐蚀易焊 金属层。
[0013] 在上述的电池用导电连接片中，优选地，电阻点焊区域设置有助焊缝，W进一步提 升导电连接片的焊接性能。
[0014] 在上述的电池用导电连接片中，优选地，所述耐蚀易焊金属为镶或不诱钢。
[0015] 在上述的电池用导电连接片中，优选地，第一耐蚀易焊金属层与铜层、和/或第二 耐蚀易焊金属层与铜层的复合为物理冶金键合。
[0016] 上述电池用导电连接片的一种制备方法包括W下步骤：
[0017] S1、制备铜基层状复合金属带材；
[0018] S2、对铜基层状复合金属带材进行选择性蚀刻，成形所述凹部；
[0019] S3、对蚀刻后的铜基层状复合金属带材冲压定型，制得导电连接片。
[0020] 在上述的电池用导电连接片的制备方法中，优选地，采用轴制复合、喷射沉积和热 喷涂=种工艺中的一种制备所述铜基层状复合金属带材。
[0021] 根据本发明，在一些方案中，所述第二耐蚀易焊金属层采用轴制复合工艺设置于 所述铜层的第二面，该轴制复合具体是在上述蚀刻步骤前进行；而在另一些方案中，所述第 二耐蚀易焊金属层采用锻覆工艺设置于所述铜层的第二面，该锻覆具体是在上述蚀刻步骤 后进行。
[0022] 我们已知，纯铜是除贵金属银之外导电性最佳的金属材料，但纯铜与钢壳之间几 乎无法进行点焊；电池连接用金属材料中又w选择纯镶、不诱钢为主，该两种材料不但耐蚀 性好，而且它们与钢壳之间均可获得较可靠的电阻点焊效果，其中电阻率是镶8~10倍的 不诱钢焊接性更好；金属的导电性与点焊性较难W兼顾。综合该些理论与实践已证实的结 果，本发明巧妙地提出全新结构的导电连接片及其制备方法，可W从根本上解决现有其它 技术方案的缺陷。其主要设计原理如下：
[0023] 1)非电阻点焊区域位置无需考虑其点焊性，可W在保证其具有一定耐蚀性前提下 (即在表面覆盖有耐蚀层）尽可能提高其导电性（即提高铜层厚度的比例）。根据层状复 合金属电阻弓
【主权项】
1. 一种电池用导电连接片，其特征在于：所述导电连接片为层状复合金属材质的导电 连接片，导电连接片上电阻点焊区域巧）的背面成形有凹部（3)，所述层状复合金属包括铜 层（1)和复合于铜层第一面的第一耐蚀易焊金属层（2)，电阻点焊区域（5)的正面位于第一 耐蚀易焊金属层。
2. 根据权利要求1所述的电池用导电连接片，其特征在于；在非电阻点焊区域化），铜 层的厚度占总厚度的70 %~95 %。
3. 根据权利要求1所述的电池用导电连接片，其特征在于：在电阻点焊区域巧），铜层 与第一耐蚀易焊金属层的厚度比例不大于1 ;1。
4. 根据权利要求1所述的电池用导电连接片，其特征在于：在电阻点焊区域（5)仅包 括第一耐蚀易焊金属层，且电阻点焊区域的第一耐蚀易焊金属层的厚度小于或等于非电阻 点焊区域的第一耐蚀易焊金属层的厚度。
5. 根据权利要求1所述的电池用导电连接片，其特征在于：所述铜层的第二面设置有 第二耐蚀易焊金属层；和/或电阻点焊区域设置有助焊缝（4)。
6. 根据权利要求1所述的电池用导电连接片，其特征在于：所述耐蚀易焊金属为镶或 不诱钢。
7. 根据权利要求1-6中任意一项所述的电池用导电连接片，其特征在于：第一耐蚀易 焊金属层与铜层、和/或第二耐蚀易焊金属层与铜层的复合为物理冶金键合。
8. 权利要求1-7中任意一项电池用导电连接片的制备方法，其特征在于包括W下步 骤： 51、 制备铜基层状复合金属带材； 52、 对铜基层状复合金属带材进行选择性蚀刻，成形所述凹部； 53、 对蚀刻后的铜基层状复合金属带材冲压定型，制得导电连接片。
9. 根据权利要求8所述的电池用导电连接片的制备方法，其特征在于：采用轴制复合、 喷射沉积和热喷涂=种工艺中的一种制备所述铜基层状复合金属带材。
10. 根据权利要求8所述的电池用导电连接片的制备方法，其特征在于；所述第二耐蚀 易焊金属层采用轴制复合工艺或锻覆工艺设置于所述铜层的第二面。
【专利摘要】本发明涉及电池用导电连接片及其制备方法，该导电连接片为层状复合金属材质的导电连接片，导电连接片上电阻点焊区域的背面成形有凹部，所述层状复合金属包括铜层和复合于铜层第一面的第一耐蚀易焊金属层，电阻点焊区域的正面位于第一耐蚀易焊金属层。该制备方法包括以下步骤：S1、制备铜基层状复合金属带材；S2、对铜基层状复合金属带材进行选择性蚀刻，成形所述凹部；S3、对蚀刻后的铜基层状复合金属带材冲压定型，制得导电连接片。该导电连接片不但易于焊接，导电性好，能满足高倍率及动力电池等大容量应用场合，而且生产效率高，成本低。
【IPC分类】H01M4-58, H01M2-20, H01R43-16
【公开号】CN104638265
【申请号】CN201510047642
【发明人】徐卓辉, 孙康林
【申请人】徐卓辉, 孙康林
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月29日