一种水系离子电池及其极耳用的耐腐蚀汇流条

1.本实用新型涉及储能电池领域，具体为一种水系离子电池及其极耳用的耐腐蚀汇流条。


背景技术：

2.目前锂离子电池储能技术在能量密度和循环寿命等方面具有明显优势，但现有商用锂离子电池体系～磷酸铁锂体系或三元锂离子电池体系中的电解液都采用易燃易爆的有机电解液，使得锂离子电池储能技术具有一定的安全隐患。近年来，使用有机体系电解液的储能电池均发生了不同程度起火爆炸事故。因此，发展高安全和高性能的电化学储能体系，从根本上保障储能设备的安全可靠运行，具有十分紧迫的现实意义。
3.高性能的水系离子电池由于采用不易燃爆的盐水溶液作为电解液，可从从根本上杜绝电池燃烧和爆炸等事故，具有很高安全特性的储能技术。另外，水系离子电池组装过程不需要无水无氧这样较为苛刻的操作环境，在正常的大气环境下即可完成组装，生产工艺简单，对环境要求低，使得水系离子电池生产成本较低。
4.但是，水系离子电池由于电解液是盐水电解液，易腐蚀电芯所用的金属材料，导致电池的循环性能较差；此外，水系离子电池电芯极耳汇流焊接使用传统工艺较为复杂等问题，影响水系离子电池电芯的生产效率和浪费汇流条材料。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于提供一种水系离子电池及其极耳用的耐腐蚀汇流条，具有汇流条耐腐蚀且结构省材、工序简便、提高焊接效率的特点。
6.为达成上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种水系离子电池极耳用耐腐蚀的汇流条，包括导电基材和耐腐蚀保护层，耐腐蚀保护层那个防止导电基材被腐蚀，导电基材与水系离子电池的极耳焊接，耐腐蚀保护层将导电基材包覆，避免导电基材与盐水电解液接触；
7.导电基材为镍带汇流条，耐腐蚀保护层为耐腐蚀的金属材料。
8.进一步的，在本实用新型中，所述耐腐蚀的金属材料为200系列不锈钢箔或带、300系列不锈钢箔或带和400系列不锈钢箔或带中的一种。
9.进一步的，在本实用新型中，所述镍带汇流条位于两层不锈钢箔或带的中间，避免易腐蚀的镍带汇流条与盐水电解液接触。
10.进一步的，在本实用新型中，通过激光焊接将两层不锈钢箔或带的四周点焊密封，并形成若干激光焊点。
11.进一步的，在本实用新型中，所述镍带汇流条的厚度
×
宽度
×
长度为0.3
×
35
×
150mm，不锈钢箔或带的厚度
×
宽度
×
长度为0.15
×
45
×
160mm。
12.一种水系离子电池，包括如上述的一种水系离子电池极耳用耐腐蚀的汇流条，还包括多个小电芯组合成的一个大电芯，通过极耳与所述汇流条一体焊接，以达到水系离子
电池大电芯极耳一次汇流焊接成形。
13.进一步的，在本实用新型中，多个小电芯组合过程中进行一定比例的压缩，压缩至自然组合的40-60%，电芯效能最佳。举例说明，小电芯自然组合厚度为10厘米，压缩后厚度为4-6厘米，电芯效能最佳，另外，在相同大小的电池壳情况下，由于压缩可以放置更多的电极极片。
14.有益效果，本技术的技术方案具备如下技术效果：
15.1、本实用新型以水系离子电池镍带汇流条为导电基材，对镍带汇流条进行结构设计，制备复合结构的水系离子电池耐腐蚀汇流条，结合焊接技术将腐蚀金属材料包覆镍带表面，制作成“三明治”结构的耐腐蚀汇流条，有效避免易腐蚀的镍带与盐水电解液接触，极大地提高了汇流条的使用寿命，从而提升电池的循环性能。
16.2、本实用新型将设计的耐腐蚀汇流条直接应用于水系离子电池大电芯极耳汇流，达到一次汇流焊接成形的目的，替代传统先单组小电芯焊接然后再将多个单组小电芯一起焊接的复杂汇流焊接结构，不仅很大程度上减少极耳汇流焊接工序和提升的汇流焊接的效率，也节约镍带汇流条的用量。
17.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。
18.结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
19.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：
20.图1为本实用新型专利中的水系离子电池用极耳耐腐蚀汇流条的主视图。
21.图2为本实用新型专利中的水系离子电池用极耳耐腐蚀汇流条的截面图。
22.图3为本实用新型专利中的水系离子电池电芯和极耳汇流焊接的主视图。
23.图4为本实用新型专利中的水系离子电池电芯和极耳汇流焊接的俯视图。
24.图中，各附图标记的含义如下：1、耐腐蚀保护层；2、激光焊点；3、镍带汇流条；4、耐腐蚀汇流条；5、小电芯。
具体实施方式
25.为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。
26.本实施例以水系离子电池镍带汇流条为导电基材，对镍带汇流条进行结构设计制备复合结构的水系离子电池耐腐蚀汇流条，提高了汇流条的使用寿命和电池的循环性能；将设计的耐腐蚀汇流条直接应用于水系离子电池极耳汇流，达到一次汇流焊接成形的目的，减少极耳汇流焊接工序、提升的汇流焊接效率和节约镍带汇流条用量。
27.如图1-2所示，一种水系离子电池极耳用耐腐蚀的汇流条，包括导电基材和耐腐蚀保护层，耐腐蚀保护层那个防止导电基材被腐蚀，导电基材与水系离子电池的极耳焊接，耐腐蚀保护层复合在导电基材的裸露处，避免导电基材与盐水电解液接触。
28.导电基材为镍带汇流条，耐腐蚀保护层为耐腐蚀的金属材料，耐腐蚀的金属材料为200系列不锈钢箔或带、300系列不锈钢箔或带和400系列不锈钢箔或带等。镍带汇流条位于两层不锈钢箔或带的中间，避免易腐蚀的镍带汇流条与盐水电解液接触，通过激光焊接将两层不锈钢箔或带的四周点焊密封，并形成若干激光焊点。
29.以水系离子电池镍带汇流条为导电基材，对镍带汇流条进行结构设计制备复合结构的水系离子电池耐腐蚀汇流条，结合焊接技术将腐蚀金属材料包裹镍带表面，制作成“三明治”结构的耐腐蚀汇流条，有效避免易腐蚀的镍带与盐水电解液接触，极大地提高了汇流条的使用寿命，从而提升电池的循环性能。
30.具体操作如下，取1个厚度
×
宽度
×
长度为0.3
×
35
×
150mm的镍带，去2个厚度
×
宽度
×
长度为0.15
×
45
×
160mm的304不锈钢带，将304不锈钢带与镍带依次堆叠，镍带置于中间位置，然后，采用激光焊接技术将304不锈钢带四周点焊密封，制作成类似“三明治”结构的水系离子电池耐腐蚀汇流条，有效避免易腐蚀的镍带与盐水电解液接触，从而极大地提高了汇流条的使用寿命。
31.如图3-4所示，一种水系离子电池，包括如上述的一种水系离子电池极耳用耐腐蚀的汇流条，还包括多个小电芯组合成的一个大电芯，通过极耳与汇流条一体焊接，以达到水系离子电池大电芯极耳一次汇流焊接成形。
32.传统的水系离子电池极耳汇流焊接方式是先将单组小电芯焊接，然后再将多个单组小电芯一起焊接的复杂汇流焊接工序和结构进行水系离子电池极耳汇流焊接，本实施例是将多个小电芯组合成一个大电芯，实现极耳与汇流条一体焊接，达到水系离子电池大电芯极耳一次汇流焊接成形，通过极耳汇流焊接结构的设计，不仅很大程度上减少极耳汇流焊接工序和提升的汇流焊接的效率，也节约镍带汇流条的用量。
33.大电芯制备过程如下：通过叠片工艺制备水系离子电池大电芯，具体叠片顺序为：正极
→
隔膜
→
负极
→
隔膜
→
正极
→……→
隔膜
→
正极，正极极耳集于一侧，负极极耳集于另一侧。
34.极耳与汇流条一体焊接过程如下：将设计的耐腐蚀汇流条替代原镍带汇流条放在多组极耳上置于专用模具中一起固定，然后用激光焊接机进行激光焊接，实现极耳与汇流条一体焊接，达到水系离子电池大电芯极耳一次汇流焊接成形。
35.具体操作如下，用自动叠片机按照叠片工艺制备水系离子电池大电芯，具体叠片顺序为：正极
→
隔膜
→
负极
→
隔膜
→
正极
→……→
隔膜
→
正极，正极极耳集于一侧，负极极耳集于另一侧，其中大电芯中正极片数量为51片正极，50片负极，隔膜102片，汇流条2个；将本实用新型设计的水系离子电池耐腐蚀汇流条替代原镍带汇流条放在多组极耳上，一起置于专用模具中固定，然后用激光焊接机进行激光焊接，实现极耳与汇流条一体焊接，达到水
系离子电池大电芯极耳一次汇流焊接成形。而传统的水系离子电池极耳汇流焊接方式是先将自动叠片机叠好的单组小电芯焊接（11片正极，10片负极，隔膜22片，汇流条2个），然后再将5个单组小电芯一起汇流焊接组合成一个大电芯（55片正极，50片负极，隔膜110片，汇流条10个），传统的汇流焊接结构不仅焊接工艺复杂，而且还多用电极极片和镍带汇流条，因此，使用本实用新型进行汇流焊接不仅很大程度上减少极耳汇流焊接工序和提升的汇流焊接的效率，也节约镍带汇流条的用量。
36.虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。