一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法与流程

本发明涉及锂离子电池，尤其是涉及一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法。

背景技术：

1、在新能源消费市场，锂离子电池以其自身高能量密度的一些特点，迅速占据了3c数码类消费市场、新能源车市场以及储能等应用市场。但随着越来越高的能量密度要求，其自身的安全性问题也变得尤为突出。所以，如何提升锂离子电池安全是现阶段锂离子电池研究的一个重要方向。而正极集流体在隔膜失效后仍未弱化或者停止其集流功能是锂离子电池发生内部短路后造成热失控的一个重要因素。采用复合集流体来增加电芯的安全性就是现阶段的其中一个举措。

2、但是复合集流体存在着几个问题限制着其大规模应用，由于复合集流体夹层材料为低电导率的聚合物材料，导致在垂直方向上电导率低，两侧电流无法有效集流，故需要高电导率材料将两面的导电层连接起来。现阶段常用的方法是，使用两层金属箔材夹住复合集流体极耳进行焊接，再进行叠片或者卷绕将多层极片的极耳和外接极耳焊接在一起。这样就导致每层极片的复合集流体极耳都有两层金属箔材包裹，增加了极耳处厚度，同时也增加了终焊难度。另外，由于复合集流体中间层为高分子材料两边为金属导电层，该结构材料本身不利于传统的仅通过超声焊接将其粘连在一起，这为电芯的各层极片导电性能的一致性带来了挑战。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种锂离子电池的复合集流体极耳连接方法，该方法能够避免复合集流体在应用中复杂的流程，可同时避免焊接对电池的一致性影响问题，实现复合集流体在锂离子电池中的规模生产应用。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

3、一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法，包括n个极片、高电导率材料和外接极耳，每个所述极片上设有引出极耳，所述高导电率材料包括n+1个区域，具体包括以下步骤：

4、s1、将高导电率材料的第一区域铺设在设备平台上；

5、s2、将一个极片的引出极耳叠片在高导电率材料的第一区域上；

6、s3、将高导电率材料弯折并使第二区域叠设在前述极片的引出极耳上方；

7、以上述步骤s2-s3为一个周期，重复步骤s2-s3的动作进行叠片，叠片完成后得到高导电率材料与引出极耳交替间隔叠片的层叠极耳，层叠极耳的上端和下端均为高导电率材料，最后再将该层叠极耳与外接极耳连接。

8、作为优选，叠片完成后，对层叠极耳中的高导电率材料与引出极耳进行预焊。

9、作为优选，预焊完成后，裁切多余极耳长度，对预焊区域进行打孔，记为第一孔。

10、作为优选，所述外接极耳上设置有预留孔，所述预留孔与第一孔对应，并通过钉柱穿设预留孔和第一孔将层叠极耳与外接极耳连接。

11、作为优选，所述层叠极耳与外接极耳通过钉柱穿设后压铆固定。

12、作为优选，所述第一孔的数量至少为两个，且所述第一孔与所述预留孔的数量相同。

13、作为优选，所述第一孔及预留孔的孔径范围均为1mm-2mm。

14、作为优选，所述引出极耳连接的外接极耳为正极耳，所述高导电率材料为铝箔或者复合铝箔。

15、作为优选，所述引出极耳连接的外接极耳为负极极耳，所述高导电率材料为铜箔或者复合铜箔。

16、作为优选，所述步骤s3中，高导电率材料的弯折线与引出极耳的延伸方向平行。

17、与现有技术相比，本发明的优点在于：

18、1、通过本申请中的连接方法，在复合集流体叠片的过程中将高电导率材料薄膜与复合集流体的引出极耳同步叠片，然后将高电导率材料与复合集流体预焊形成预焊区域，在预焊区域进行打孔后与一个外接极耳铆接固定。使用该连接方法，不再需要提前使用金属箔材夹住引出极耳，金属箔材与复合集流体同步叠片后预焊，简化了外接极耳与复合集流体之间的连接步骤，有效提高生产效率及产品良率。

19、2、由于相邻两个引出极耳之间只设置一层金属箔材，可有效节约成本，同时避免焊接对电池的一致性影响问题，可实现复合集流体在锂离子电池中的规模生产应用。

20、3、由于高电导率材料的多个区域连续，提高了高电导率材料与复合集流体之间的连接强度，而且通过铆接的连接方式，还可以进一步提高引出极耳与外接极耳之间的连接强度以及连接良率。

技术特征：

1.一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法，其特征在于，包括n个极片、高电导率材料和外接极耳，每个所述极片上设有引出极耳，所述高导电率材料包括n+1个区域，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法，其特征在于，叠片完成后，对层叠极耳中的高导电率材料与引出极耳进行预焊。

3.根据权利要求2所述的一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法，其特征在于，预焊完成后，裁切多余极耳长度，对预焊区域进行打孔，记为第一孔。

4.根据权利要求3所述的一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法，其特征在于，所述外接极耳上设置有预留孔，所述预留孔与第一孔对应，并通过钉柱穿设预留孔和第一孔将层叠极耳与外接极耳连接。

5.根据权利要求4所述的一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法，其特征在于，所述层叠极耳与外接极耳通过钉柱穿设后压铆固定。

6.根据权利要求4所述的一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法，其特征在于，所述第一孔的数量至少为两个，且所述第一孔与所述预留孔的数量相同。

7.根据权利要求4所述的一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法，其特征在于，所述第一孔及预留孔的孔径范围均为1mm-2mm。

8.根据权利要求1所述的一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法，其特征在于，所述引出极耳连接的外接极耳为正极耳，所述高导电率材料为铝箔或者复合铝箔。

9.根据权利要求1所述的一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法，其特征在于，所述引出极耳连接的外接极耳为负极极耳，所述高导电率材料为铜箔或者复合铜箔。

10.根据权利要求1所述的一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法，其特征在于，所述步骤s3中，高导电率材料的弯折线与引出极耳的延伸方向平行。

技术总结本发明公开了一种高安全锂电池用复合集流体与外接极耳连接方法，包括N个极片、高电导率材料和外接极耳，每个极片上设有引出极耳，高导电率材料包括N+1个区域，包括以下步骤：S1、将高导电率材料的第一区域铺设在设备平台上；S2、将一个极片的引出极耳叠片在高导电率材料的第一区域上；S3、将高导电率材料弯折并使第二区域叠设在前述极片的引出极耳上方；重复步骤S2‑S3的动作进行叠片，叠片完成后得到高导电率材料与引出极耳交替间隔叠片的层叠极耳，最后再将该层叠极耳与外接极耳连接。本发明能够有效降低复合集流体两侧间的低电导率问题，同时降低传统复合集流体先在单片极耳上做集流体桥接的复杂流程，为复合集流体规模化应用提供条件。技术研发人员：林久,徐礼虎,张永龙,陈董亮,陈冠文受保护的技术使用者：浙江锋锂新能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14