专利名称：一种电池金属集流带的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电池领域，更具体的涉及一种低成本、低内阻的电池金属集流带。
背景技术：
电池金属集流带是电池内部的经常用到的元件。比如在镍镉电池中焊接在正极片端面的金属带；或锂离子电池中连接负极片和电池盖板的金属极耳；或手机电池中连接电池芯体与保护线路板的金属带。上述金属带均是起汇集电流和引导电流的作用，所以叫集流带。现有的金属集流带通常是镍金属带，因为镍带具有焊接强度高、耐腐蚀等特点。
但随着经济与科技水平的不断提高，对电池的放电性能的要求也越来越高，而降低电池内金属集流带的阻值也是降低电池内阻的途径之一。另一方面，通用的镍金属带成本很高，不适合工厂的大规模生产降低成本的需求。因此，寻求一种具有镍金属的焊接强度、耐腐蚀等特点，并具备低成本和低阻值的优点的金属集流带是目前需要解决的问题。
发明内容本实用新型要解决的技术问题在于提供一种具有低成本和低阻值的电池金属集流带。
本实用新型要解决的另一技术问题在于提供一种使用有低成本和低阻值的电池金属集流带的锂离子电池。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池金属集流带，由依次层叠复合在一起的镍、铜、不锈钢、铜、镍五层金属构成。
更进一步，所述五层金属复合厚度比例为(1.5～2.5)∶(1.2～2.4)∶(6～11)∶(2.4～1.2)∶(2.5～1.5)，优选为2∶2∶9∶2∶2。
所述金属集流带的厚度为0.07～0.15mm，优选为0.10mm。
本实用新型提供了一种锂离子电池，包括电极芯体、外壳及盖板，电极芯体内的正负极片分别通过正负极极耳与位于外壳或盖板上的正负极端子相连接，其中，所述负极极耳由依次层叠复合在一起的镍、铜、不锈钢、铜、镍五层金属构成。
更进一步，所述五层金属复合厚度比例为(1.5～2.5)∶(1.2～2.4)∶(6～11)∶(2.4～1.2)∶(2.5～1.5)，优选为2∶2∶9∶2∶2。
所述负极极耳的厚度为0.07～0.15mm，优选为0.10mm。
本实用新型中，对电池在上述以外的构成上所需部件的选择没有特别的限定。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点在本实用新型的金属集流带以及使用它的锂离子电池中，在金属集流带中复合了铜可以提高电导率降低内阻，复合了不锈钢又可以保证其高温强度，从而具有良好的机械性能，另外铜和不锈钢相对于纯镍金属还具有显而易见的低成本，而位于最外层的镍金属具有良好的焊接性能和耐腐蚀性。故本实用新型不但具有良好的热导率、电导率，还具有低内阻、低成本的优点。
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。
图1为本实用新型电池集流带结构示意图。
图2为本实用新型锂离子电池结构示意图。
图3为图2的局部放大示意图。
图4为实施例1与比较例1焊接强度测试数据对比图。
图5为实施例2与比较例2内阻测试数据对比图。
图6为比较例3的耐腐蚀测试的XPS测试数据图。
图7为实施例3的耐腐蚀测试的XPS测试数据图。
具体实施方式如图1所示，本实用新型电池集流带由镍4、铜2、不锈钢1、铜2、镍4五层金属层叠复合而成。其中不锈钢金属1位于五层金属的中间层，铜金属2对称分布于不锈钢金属层1的两面，镍金属4位于最外层。五层金属复合厚度比例为(1.5～2.5)∶(1.2～2.4)∶(6～11)∶(2.4～1.2)∶(2.5～1.5)，优选为2∶2∶9∶2∶2。五层金属构成的金属集流带的总厚度为0.07～0.15mm，优选为0.10mm。改变金属复合厚度的比例可以得到不同内阻及强度的金属材料。金属集流带的制作方法没有特殊之处，与常规的金属复合材料类似，首先将较厚的纯镍带、纯铜带、不锈钢带压成复合材料中所需的厚度，然后将以上各种厚度的材料按顺序排好再一起通过复合轧机，将以上材料进行初次复合，然后在依次通过精轧机、连续性光亮退火线、高精密分条机、平整设备等处理后即可得到所需要厚度和性能的复合金属材料。
如图2、图3所示的锂离子电池，包括有电极芯体8、外壳10及盖板6，电极芯体8收纳于一端开口的外壳10中，电极芯体8由排布于隔膜两面的正极片和负极片卷绕而成，负极极耳5的一端与电极芯体8内的负极片20相铆接，另一端与电池盖板6上的负极端子14相焊接；正极极耳7的一端与电极芯体8内的正极片相焊接，另一端与电池盖板6上的正极端子相焊接。本实施方式的锂离子电池中，外壳10为铝质壳体，盖板6为铝质盖板，正极极耳7为铝金属带，负极极耳5为前述本实用新型金属集流带，优选复合厚度比例为2∶2∶9∶2∶2，极耳厚度为0.10。
本实用新型的锂离子电池并不局限于上述结构，只要连接电池内部正负极片的金属集流带采用前述本实用新型的集流带，均可解决本实用新型的技术问题。比如还可以为圆柱形锂离子电池，外壳为钢壳，盖板为钢质盖板，正极极耳于盖板上的正极端子相焊接，负极于钢壳底部的负极端子相焊接。
下面结合实施例与比较例的性能测试对本实用新型进一步详述。下面实施例中所用的金属集流带均为镍、铜、不锈钢、铜、镍的复合厚度比例为2∶2∶9∶2∶2，宽×厚为3mm×0.1mm的复合金属带；比较例中所用的金属集流带均为宽×厚为3mm×0.1mm的纯镍带。
焊接强度测试实施例1用双头点焊机(电阻焊)将复合金属带点焊在盖板上，然后用拉力器牵引集流体直至脱离盖板，记录其断开时的最大拉力，测试其焊接强度。测试次数共10次。
比较例1除了用纯镍带代替复合金属带外，其他的测试条件与实施例1相同。
测试结果如图3所示，在10次的测试中，比较例1的纯镍带的点焊强度的最大值是2.3Kgf，最小值是2.0Kgf，平均值是2.18Kgf；实施例1的集流带的点焊强度的最大值是2.3Kgf，最小值是1.8Kgf，平均值是2.10Kgf；生产要求该点焊强度要大于1.5Kgf。可见其点焊强度也是差不多的，并且都能满足生产要求。
内阻测试实施例2
用内阻议(型号H10KI 3555BATTERY HITESTER)测试复合金属带的电阻。测试次数共10次。
比较例2除了用纯镍带代替复合金属带外，其他的测试条件与实施例2相同。
测试结果如附图4所示。由图可见，在10次的测试中比较例2中的纯镍带的内阻最大值为27.93mΩ，最小值为23.94mΩ，平均值为25.55mΩ；实施例2中的复合金属带的内阻最大值为20.20mΩ，最小值为19.60mΩ，平均值为19.94mΩ；可见本实用新型的金属集流带具有较大的内阻优势。
耐腐蚀测试实施例3把复合金属带放在成分是锂盐浓度为1mol/l的六氟磷酸锂LiPF6，溶剂重量比例碳酸乙烯酯EC∶碳酸二乙酯DEC∶碳酸甲乙酯EMC为2∶1∶3的电解液中浸泡48小时，取出后在空气中放置24小时，然后进行XPS(X-射线光电子能谱)分析测试。
比较例3除了用纯镍带代替复合金属带外，其他的测试条件与实施例2相同。
实施例3的XPS分析结果如图7所示，比较例3的XPS分析结果如图6所示。由图可见，结果显示两者都没有什麽变化，被电解液浸泡48小时在空气中放置了24小时后的这两种材料的表面都显示有大量的碳和少量的氟和磷，那是被电解液浸泡后被空气污染的结果，材料的本质都没有发生改变。从金属片表面也没有发现生锈的痕迹，这说明了本实用新型的金属集流带的抗腐蚀性和纯镍材料的抗腐蚀性也差不多。
权利要求1.一种电池金属集流带，其特征在于，由依次层叠复合在一起的镍、铜、不锈钢、铜、镍五层金属构成。
2.根据权利要求1所述的电池金属集流带，其特征在于，所述五层金属复合厚度比例为(1.5～2.5)∶(1.2～2.4)∶(6～11)∶(2.4～1.2)∶(2.5～1.5)。
3.根据权利要求2所述的电池金属集流带，其特征在于，所述复合厚度比例为2∶2∶9∶2∶2。
4.根据权利要求1或2所述的电池金属集流带，其特征在于，所述金属集流带的厚度为0.07～0.15mm。
5.根据权利要求4所述的电池金属集流带，其特征在于，所述金属集流带的厚度为0.10mm。
6.一种锂离子电池，包括电极芯体、外壳及盖板，电极芯体内的正负极片分别通过正负极极耳与位于外壳或盖板上的正负极端子相连接，其特征在于，所述负极极耳由依次层叠复合在一起的镍、铜、不锈钢、铜、镍五层金属构成。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，所述五层金属复合厚度比例为(1.5～2.5)∶(1.2～2.4)∶(6～11)∶(2.4～1.2)∶(2.5～1.5)。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述复合厚度比例为2∶2∶9∶2∶2。
9.根据权利要求6或7所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极极耳的厚度为0.07～0.15mm。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极极耳的厚度为0.10mm。
专利摘要本实用新型涉及一种电池金属集流带，由依次层叠复合在一起的镍、铜、不锈钢、铜、镍五层金属构成。所述五层金属复合厚度比例为(1.5～2.5)∶(1.2～2.4)∶(6～11)∶(2.4～1.2)∶(2.5～1.5)，优选为2∶2∶9∶2∶2。所述金属集流带的厚度为0.07～0.15mm，优选为0.10mm。本实用新型的金属集流带不仅焊接强度高、耐腐蚀等特点，并具备低成本和低阻值的优点。
文档编号H01M4/66GK2749057SQ20042010233
公开日2005年12月28日 申请日期2004年12月3日 优先权日2004年12月3日
发明者刘卫平, 何珍 申请人:比亚迪股份有限公司