一种电芯极耳的焊接方法、电芯和电池与流程

本发明涉及电池，尤其涉及一种电芯极耳的焊接方法、电芯和电池。

背景技术：

1、现有的软包电芯包括正极、隔膜203和负极，正极包括多片正极片201和多片正极耳，负极包括多片负极片202和多片负极耳，在软包电芯进行组装时，需要将多片的正极耳焊接在一起，多片负极耳焊接在一起。而在焊点和极片之间的连接处，便是由多张极耳1焊接而形成的如图1所示的塔形结构，在焊接时，由于极片和塔形区之间没有力进行约束，塔形区一侧的极片便会呈弧形，而在封装后，塔形区的极耳1便会被铝塑膜压成l型（如图2所示），由于塔形区靠近极片的极耳1长度不够，极片会受到拉扯，会出现极片褶皱现象，增加电池内阻；如果电芯在充放电过程中存在膨胀问题，在电芯膨胀过程中极片变形，极片与极耳1之间的拉扯力更大，极片受到的拉扯还会更加严重，极片拉扯导致极片褶皱，电芯的内阻会增加，出现电池析锂，如果拉扯较为严重，甚至会导致极耳断裂。

2、近年来，以硅为主要负极活性物质的锂离子电池技术以及愈发的成熟，但是由于硅本身的特性，使得在使用硅做负极材料时，负极的宏观膨胀会提高到40%以上，远高于石墨的膨胀，使用上述的方法焊接极耳，负极的较大膨胀会导致极片收到膨胀带来的拉扯力更大，拉扯力会导致负极片发生褶皱而出现内阻增大及析锂现象，严重的拉扯会导致极片的断裂。

技术实现思路

1、针对现有封装时因极耳长度不够和/或电池膨胀，存在极片拉扯，电芯内阻增加问题，本发明提供了一种电芯极耳的焊接方法、电芯和电池。

2、一方面，本发明提供了一种电芯极耳的焊接方法，包括以下步骤：

3、将极耳远离芯包主体的一端放置于焊接平台上，所述芯包主体靠近所述焊接平台所在平面的一面与所述焊接平台之间形成有高度差；将所述极耳远离芯包主体的一端进行焊接形成焊接区，焊接结束后将焊接区向靠近所述芯包主体的方向进行弯折，弯折部分为缓冲区；

4、所述高度差为l，l满足式1：l=0.6×h×λ×σ 式1；

5、其中，h为芯包主体的厚度；

6、λ为芯包主体中负极活性材料的膨胀率；

7、σ为芯包主体中所有负极片的总厚度在芯包主体厚度中的占比。

8、优选的，焊接结束后将焊接区向靠近所述芯包主体的方向进行弯折包括以下步骤，焊接结束后将焊接区向靠近所述芯包主体的方向进行弯折，弯折后所述焊接区的延伸方向与所述芯包主体连接有极耳的端面平行。

9、优选的，所述焊接区在所述芯包主体端面方向上的投影位于所述芯包主体的端面内。

10、优选的，所述缓冲区包括弯曲部分，所述弯曲部分的凹陷面到所述芯包主体的距离大于0。

11、优选的，h的范围为6mm~20mm；

12、和/或，λ的范围为50%~200%；

13、和/或，σ的范围为25%~65%。

14、优选的，l的范围为1mm~4mm。

15、优选的，将所述极耳远离所述芯包主体的一端进行焊接形成焊接区步骤中，包括将极耳远离所述芯包主体的一端与外接极耳进行焊接，所述外接极耳包括第一连接段和第二连接段，所述第一连接段与所述焊接区贴合焊接；

16、焊接结束后将焊接区向靠近所述芯包主体的方向进行弯折步骤中，包括将第一连接段向靠近所述芯包主体的方向进行弯折，弯折后所述第一连接段的延伸方向与所述芯包主体连接有极耳的端面平行，所述第二连接段自所述第一连接段的一端向远离芯包主体的方向延伸，所述第二连接段位于所述芯包主体中部的延长区域。

17、第二方面，本发明提供了一种电芯，包括层叠设置的正极片、负极片和隔膜，所述隔膜设置在所述正极片和所述负极片之间，所述正极片包括正极耳，所述负极片包括负极耳，所述正极耳和所述负极耳均包括焊接区和缓冲区，所述缓冲区设置在所述焊接区和芯包主体之间，所述缓冲区包括弯曲部分，所述弯曲部分的凹陷面与所述芯包主体之间的距离大于0，所述焊接区靠近所述芯包主体。

18、优选的，所述正极耳还包括外接正极耳，所述负极耳包括外接负极耳，所述外接正极耳和所述外接负极耳均包括第一连接段和第二连接段，所述第一连接段与所述焊接区贴合并焊接，所述第二连接段自所述第一连接段的一端向远离芯包主体的方向延伸，所述第二连接段位于所述芯包主体中部的延长区域。

19、第三方面，本发明提供了一种电芯，其特征在于，所述电芯包括极耳，所述极耳由上述所述的电芯极耳的焊接方法制备得到。

20、第四方面，本发明提供了一种电池，其特征在于，包括上述所述的电芯。

21、本申请提供的电芯极耳的焊接方法，将极耳远离芯包主体的一端放置于焊接平台上，所述芯包主体靠近所述焊接平台所在平面的一面与所述焊接平台之间形成有高度差；在焊接平台与芯包主体之间的极耳为预留极耳，为后续壳体与电芯封装、极片膨胀褶皱提供足够的极耳缓冲长度，防止因极片拉扯导致极片褶皱、极片断裂，能够大幅度改善极片断裂、极片褶皱现象，有效降低电芯内阻。

技术特征：

1.一种电芯极耳的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电芯极耳的焊接方法，其特征在于，焊接结束后将焊接区向靠近所述芯包主体的方向进行弯折包括以下步骤，焊接结束后将焊接区向靠近所述芯包主体的方向进行弯折，弯折后所述焊接区的延伸方向与所述芯包主体连接有极耳的端面平行。

3.根据权利要求2所述的电芯极耳的焊接方法，其特征在于，所述焊接区在所述芯包主体端面方向上的投影位于所述芯包主体的端面内。

4.根据权利要求1所述的电芯极耳的焊接方法，其特征在于，所述缓冲区包括弯曲部分，所述弯曲部分的凹陷面到所述芯包主体的距离大于0。

5.根据权利要求1所述的电芯极耳的焊接方法，其特征在于，h的范围为6~20mm；

6.根据权利要求1所述的电芯极耳的焊接方法，其特征在于，将所述极耳远离所述芯包主体的一端进行焊接形成焊接区步骤中，包括将极耳远离所述芯包主体的一端与外接极耳进行焊接，所述外接极耳包括第一连接段和第二连接段，所述第一连接段与所述焊接区贴合焊接；

7.一种电芯，其特征在于，包括层叠设置的正极片、负极片和隔膜，所述隔膜设置在所述正极片和所述负极片之间，所述正极片包括正极耳，所述负极片包括负极耳，所述正极耳和所述负极耳均包括焊接区和缓冲区，所述缓冲区设置在所述焊接区和芯包主体之间，所述缓冲区包括弯曲部分，所述弯曲部分的凹陷面与所述芯包主体之间的距离大于0，所述焊接区靠近所述芯包主体。

8.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述正极耳还包括外接正极耳，所述负极耳包括外接负极耳，所述外接正极耳和所述外接负极耳均包括第一连接段和第二连接段，所述第一连接段与所述焊接区贴合并焊接，所述第二连接段自所述第一连接段的一端向远离芯包主体的方向延伸，所述第二连接段位于所述芯包主体中部的延长区域。

9.一种电芯，其特征在于，所述电芯包括极耳，所述极耳由权利要求1-6任意一项所述的电芯极耳的焊接方法制备得到。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求7-8任意一项所述的电芯或权利要求9所述的电芯。

技术总结本发明提供了一种电芯极耳的焊接方法、电芯和电池。电芯极耳的焊接方法包括以下步骤：在第一方向上，将极耳远离芯包主体的一端放置于焊接平台上，所述芯包主体靠近所述焊接平台所在平面的一面与所述焊接平台之间形成有高度差；将所述极耳远离芯包主体的一端进行焊接形成焊接区，焊接结束后将焊接区向靠近所述芯包主体的方向进行弯折，弯折部分为缓冲区；高度差为L，L满足式1：L=0.6×H×λ×σ 式1；其中，H为芯包主体的厚度；λ为芯包主体中负极活性材料的膨胀率，σ为芯包主体中所有负极片的总厚度在芯包主体厚度中的占比。本申请提供的电芯极耳的焊接方法，能够大幅度改善极片断裂、极片褶皱现象，有效降低电芯内阻。技术研发人员：张琦晨,梁达,张斌,郭夕锋,刘舜受保护的技术使用者：江苏固芯能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25