专利名称：一种蝶型镀层铝极耳的制作方法
技术领域：
本实用新型专利属于电池制造的技术领域，涉及一种锂电池和锂离子电池使用的蝶型镀层铝极耳。这里所述的锂离子电池是指聚合物锂离子电池、软包装锂离子电池、钢壳锂离子电池和塑料壳锂离子电池。
背景技术：
可移动电子设备的快速发展，对锂电池和锂离子电池提出了更高的要求，促使不同种电池涌现出来。这里所述的锂离子电池包括聚合物锂离子电池、软包装锂离子电池、钢壳锂离子电池和塑料壳锂离子电池。按照电池的外形来分，目前国外市场的锂电池主要有圆柱形、棱柱形、方形、钮扣式、薄型和超薄型。国内市场的锂电池主要有三种类型，即钮扣式、方形和圆柱形。依据使用环境对锂电池的电化学性能及安全性的要求不同，发展的锂电池分为液态和固态(或干态)两种。液态锂离子电池即采用液态电解质的锂离子电池，固态锂离子电池(即聚合物锂离子电池)是在液态锂离子电池的基础上开发出来的新一代电池。固态锂离子电池比液态锂离子电池具有更好的安全性能。由于电池的能量密度和适用范围受电池内部结构的影响很大。从锂离子电池的结构来看，主要分为卷绕式和层叠式两大类。液态锂离子电池大多采用卷绕式结构，固态锂离子电池既有卷绕式，也有层叠式。在制备卷绕式锂离子电池时，把隔膜放在正极和负极的中间，连续地环绕某一个中心线运动制备得到圆柱形、扁柱形或长条形型电池。在制备层叠式锂离子电池时，把正极、负极、隔膜裁减成相同大小的小单元，并把小单元连续叠加起来。在组装电池时通常采用卷绕式和叠片式装配。制备锂电池和锂离子电池时，首先制成正极极片和负极极片，再采用铆接、超声波点焊或激光焊等方式，在正极极片上连接用来传输电流的铝极耳，然后用铆接、超声波点焊或激光焊等方式在铝极耳上连接镍极耳，最后将镍极耳的另一头焊接到IC电路板上。正极极片到IC电路板之间存在”铝-铝”、”铝-镍”、”镍-铜“连接点或焊点。由于这些连接点或焊点属于点连接，连接点或焊点的面积小，存在连接或焊接不牢、虚连接或虚焊、连接点或焊点间接触电阻大、连接点或焊点在存放或使用过程易被氧化等问题，使制备的电池存在批次不稳定等问题。进行放电时，特别是在大电流放电时，连接点或焊点存在电阻过大、不均勻，发热量过大等问题，明显减弱了电池对外做功的性能，使制备的电池不安全性增强。在充电时，可能因连接点或焊点等问题造成充电困难及充电引起的发热、燃烧等安全係 急^^ ο实用新型专利ZL2008202125092涉及一种锂电池使用的铝极耳，包括带状铝条， 在铝条的一端有化学镀镍层。实用新型专利200820215661. 6涉及一种一端有镍层的铝极耳，实用新型专利200820009887. 0涉及一种一端表面覆上镍、铜、锡或其它可以直接上锡的金属的铝极耳。专利200810236321. 6涉及一种一端镀有镍层的铝极耳。实用新型专利 200920058776. 3涉及一种不需转镍的铝极耳结构，其正极在铝极耳外还有一镍电镀层结构。实用新型专利200920042215. 4涉及一种聚合物锂电池用铝极耳卷料，该种铝极耳与卷
3盘之间有一段镍金属或镀镍层。由于正极极片到IC电路板之间的连接部位主要起着导电和散热作用。在大电流充放电时，以上连接部位可能受热膨胀，使镀层、铝条、镀层与铝条的连接的界面三部分产生内应力，影响连接性能的好坏，造成连接点接触电阻的变化，因此，镀层铝极耳中铝条、铝与镀层间形成合金及镀层本身的电阻率、导热系数及线膨胀系数均对极耳的导电和散热作用有影响。从电阻率来看，在20°C时常见金属的电阻率分别为，铜1.678 μ Ω · cm，铝 2. 65 μ Ω · cm,镁 4· 39 μ Ω · cm,镍 6· 93 μ Ω · cm(Hohn Α. Dean, Lange' s Chemistry Handbook，第15版，出版社=McGraw-Hill, 1999年)，而铝合金的电阻率分别为，铝硅镍合金5. 95 μ Ω · cm，铝铜镍合金5. 95 μ Ω · cm，铝镁镍合金9. 12 μ Ω · cm (郑峰主编，铝与铝合金速查手册，化学工业出版社，北京2008. 7.第1版))，可见，通常铝合金的电阻率比纯铝和纯铜的大一倍以上，而与镍的电阻率相差不大。在普通的镀镍铝极耳上通过大电流时， 铝条与镀层中间形成的合金部位的发热量大。当镀层为金属镍时，镀镍层的发热量也较大。 的电阻率较小在25 °C下，金属的导热系数分别有以下数据，金属银429W/ (m · K)、铜40 Iff/ (111.1()、铝2371/(111.1()、镁1561/(111.1()、镍90.91/(111.1() (Hohn A. Dean，Lange，s Chemistry Handbook，第15版，出版社=McGraw-Hill, 1999年)，而合金的导热系数分别为铝硅镍合金 159. lff/(m · K)、铝铜镍合金113ff/(m · K)、铝镁镍合金92. lff/(m · K)。从导热系数系数来看，铝合金比纯铝和纯铜小得多，比纯镍大一些。当极耳上各部分产生热量相同时，相同外形的铝条与铜镀层的散热速率快，而铝合金及镀镍层的散热速率最慢。从线膨胀系数来看，在25°C和100°C下，金属铝的线膨胀系数分别为0.5μπι/ (m · K)和12. O μ m/(m · K)，金属铜的线膨胀系数为12 μ m/(m · K)(陈闰发，印制电路信息，2008，(4) :31-55)，镍的线膨胀系数为13. 5 μ m/(m · K)(孟庆昌等，理化检验(物理分册)，2008，44(6) :283-289)。而在20 200°C温度区间，从线膨胀系数来看，铝硅合金在 21. 5 22. 5 μ m/ (m · K)范围内，铝铜镍合金在19. 51 21. 87 μ m/ (m · K)范围内，铝镁镍合金为25. 6ym/(m · K)(郑峰主编，铝与铝合金速查手册，第1版，化学工业出版社，北京 2008.7.)。铝合金区的膨胀率比金属镍、铜和铝高一倍以上。在镀镍铝极耳的受热膨胀过程中，不同材料之间会因膨胀系数的不同而形成内应力，如果铝、合金界面层、镍或铜之间的粘结力不足以抵抗这种内应力，就可能导致它们的分层，使电池的极耳内部的接触电阻明显增大，进一步加大该部位的发热量。可见在镀镍铝极耳中，镀层与铝条中间形成的合金层的电阻率最大，可能产生最多的热量，而该部位的散热效果最不好，从而造成这一膨胀率最大的部位产生内应力而接触不好。在大电流放电条件下，长条形的镀镍铝极耳容易发热而产生高温，从而影响电池安全性。
发明内容为了克服以上不足，减小铝材的使用量，避免过大尺寸铝极耳对电池结构的影响， 本实用新型涉及一种蝶型镀层铝极耳，其特征在于铝极耳的一端及蝶的“翅膀”已经通过电镀或化学镀的方法镀上金属导电层；所述的金属导电层是镍、镍合金、铜或铜合金中的一种。蝶型镀层铝极耳的“翅膀”大小可以不同。可以是左右对称的一对或两对“翅膀”，或是单边“翅膀”。
图1是本实用新型所述的蝶型镀镍铝极耳俯视图。图2是本实用新型所述的蝶型镀镍铝极耳侧视图。图1、图2中，1为镀层区的端头，2为“翅膀”，3为铝极片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型专利进一步说明。实施例仅是对本实用新型专利的进一步补充和说明，而不是对本实用新型专利的限制。实施例1取有一对“翅膀”的蝶型镀镍铝极耳，其“翅膀”及一端已电镀上镍层。当蝶型铝极耳的主体是长X宽X厚为SOmmX 5mmX0. Imm的长条形，“翅膀”为长X宽X厚为 5mmX ImmXO. Imm的长条形时，当通过5安电流后，蝶型镀镍铝极耳的温度比长X宽X厚为81_X5_X0. Imm的长条形铝极耳的温度低5°C以上。实施例2取有一对“翅膀”的蝶型镀镍铝极耳，其“翅膀”及一端已电镀上镍层。当蝶型镀镍铝极耳的主体是长χ宽χ厚为80mmX5mmX0. Imm的长条形，“翅膀”为长X宽X厚为 5mmX5mmX0. Imm的长条形时，通过5安电流后，蝶型镀镍铝极耳的温度比长X宽X厚为 81mmX5mmX0. Imm的长条形铝极耳的温度低10°C以上。实施例3取有一对“翅膀”的蝶型镀镍锡的铝极耳，其“翅膀”及一端已电镀上镍锡合金，当蝶型铝极耳的主体是长χ宽χ厚为100mmX2mmX0. Imm的长条形，“翅膀”为长X宽X 厚为7mmX5mmX0. Imm的长条形时，通过5安电流后，蝶型镀镍锡的铝极耳的温度比长X 宽X厚为100_X5_X0. Imm的长条形铝极耳的温度低12°C以上。实施例4取有一对“翅膀”的蝶型镀镍硼的铝极耳，其“翅膀”及一端已电镀上镍硼合金。当蝶型镀镍硼的铝极耳的主体是长χ宽χ厚为IOOmmX0. 80mmX0. Imm的长条形，“翅膀” 为长X宽X厚为5mmX5mmX0. Imm的长条形时，在通过5安电流后，蝶型镀镍硼的铝极耳的温度比长X宽X厚为100_X0.80_X0. Imm的长条形铝极耳的温度低15°C以上。实施例5取有两对“翅膀”的蝶型镀镍钒的铝极耳，其“翅膀”及一端已电镀上镍钒合金。当蝶型镀镍钒的铝极耳是长χ宽χ厚为IOOmmXlmmXO. Imm的长条形，“翅膀”为长X宽X 厚为7mmX5mmX0. Imm的两对长条形时，通过5安电流后，蝶型镀镍钒的铝极耳的温度比长X宽X厚为IOlmmXlmmXO. Imm的长条形铝极耳的温度低10°C以上。实施例6取有两对“翅膀”的蝶型镀镍钒的铝极耳，其“翅膀”及一端已用化学镀的方法镀上镍钒合金。当蝶型镀镍钒的铝极耳的主体是长X宽X厚为120mmX0. 5mmXO. Imm的长
5条形，“翅膀”为长χ宽χ厚为5mmX ImmXO. Imm的两对长条形时，通过5安电流后，蝶型镀镍钒的铝极耳的温度比长X宽X厚为122mmX0. 5mmX0. Imm的长条形铝极耳的温度低 12°C以上。实施例7取有两对“翅膀”的蝶型镀镍铝极耳，其“翅膀”及一端已用化学镀的方法镀上镍。 当蝶型镀镍铝极耳的主体是长χ宽χ厚为110mmX2mmX0. Imm的长条形，“翅膀”为长X 宽X厚为10mmX5mmX0. Imm的两对长条形时，通过2安电流后，蝶型镀镍铝极耳的温度比长X宽X厚为111_X2_X0. Imm的长条形铝极耳的温度低5°C以上。实施例8取有两对“翅膀”的蝶型镀镍锡的铝极耳，其“翅膀”及一端已用化学镀的方法镀上镍锡合金。当蝶型镀镍锡的铝极耳的主体是长X宽X厚为150mmX8mmX0. Imm的长条形，“翅膀”为长X宽X厚为IOmmX 5mmX0. Imm的两对长条形时，通过15安电流后，蝶型镀镍锡的铝极耳的温度比长X宽X厚为150mmX8mmX0. Imm的长条形铝极耳的温度低 15°C以上。实施例9取有两对“翅膀”的蝶型镀镍银的铝极耳，其“翅膀”及一端已用化学镀的方法镀上镍银合金。当蝶型镀镍银的铝极耳的主体是长χ宽χ厚为150mmX8mmX0. Imm的长条形，“翅膀”为长X宽X厚为IOmmX 5mmX0. Imm的两对长条形时，在通过15安的电流后， 蝶型镀镍银的铝极耳的温度比长X宽X厚为150mmX8mmX0. Imm的长条形铝极耳的温度低18°C以上。实施例10取有一个“翅膀”的蝶型镀铜银的铝极耳，其“翅膀”及一端已用化学镀的方法镀上铜银合金。当蝶型镀铜银的铝极耳的主体是长X宽X厚为150mmX ImmXO. Imm的长条形，“翅膀”为长X宽X厚为IOmmX 5mmX0. Imm的一对长条形时，通过15安电流后，蝶型镀铜银的铝极耳的温度比长X宽X厚为150mmXlmmX0. Imm的长条形铝极耳的温度低 20°C以上。
权利要求1.一种蝶型镀层铝极耳，其特征在于铝极耳的一端及蝶的翅膀已经通过电镀或化学镀的方法镀上金属导电层；所述的金属导电层是镍、镍合金、铜或铜合金中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种蝶型镀层铝极耳，其特征在于蝶型镀层铝极耳的翅膀的大小可以不同，可以是左右对称的一对或两对，或是单边翅膀。
专利摘要本实用新型涉及一种锂电池或锂离子电池使用的蝶型镀层铝极耳，其特征在于铝极耳的一端及蝶的“翅膀”已经通过电镀或化学镀的方法镀上镍、镍合金、铜或铜合金中的一种；蝶型镀层铝极耳的“翅膀”的大小可以不同，可以是左右对称的一对或两对，或是单边“翅膀”。采用镀层铝极耳作为电池正极的集流体可减少制备电池的工序，降低成本，在使用过程中具有安全可靠等显著优点。
文档编号H01M2/26GK202067853SQ20102026976
公开日2011年12月7日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者童君开 申请人:童君开