電池用導電連接片及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及電池領域的導電連接片，更具體地說，設及電池用導電連接片W及其 制備方法，該導電連接片可廣泛用于一次及二次電池領域，尤其是能滿足高倍率及動力電 池等大容量應用場合。
【背景技術】
[0002] 當今社會對新能源的高度關注和重視，使得電池特別是二次電池應用獲得空前的 發展機遇，其中高倍率及動力電池的應用和發展尤其得到關注和重視。W電動車、電動工 具為代表的眾多產品均會使用到由多個電池串并聯而組成的組合電池包，各電池間的連接 片目前大多為片狀金屬。W目前電動車用圓柱電池組為例，一般為上百個18650單體電池 通過較大面積的導電連接片進行并聯組合連接構成單組電池，然后多個單組電池再進行串 聯。然而隨著動力電池成為裡電的主要發展趨勢及其對電池安全的迫切性要求，傳統組合 電池導電連接片如純鑲難W滿足應用需要，急需設計新型導電連接片材料。
[0003] 目前傳統組合電池連接片所出現的問題主要在于點焊性與導電性難W兼顧；金屬 的導電性與導熱性均呈正比關系，即導電性非常好的金屬如銅與鋼殼電池在點焊時由于其 本身導熱能力很高，焊接過程所產生的能量難W聚集形成焊核。而如W純鑲作為導電連接 片，則由于其導電性不太佳，直接影響到電池內部的溫升W及整體電池散熱能力，而如采用 加大鑲截面尺寸來提高導電性能則不但因增加成本太高并不現實，而且加厚至0. 3mm W上 的鑲實踐證明很難焊接，無法滿足高倍率及動力電池等大容量應用場合。
[0004] 針對上述單一金屬作為導電連接片所出現的問題，國內外目前大多采用銅片為 主要基體，同時將容易（與鋼殼）焊接的金屬材料片焊至銅基體構成組合導電連接片， 最后再將連接片上的易（與鋼殼）焊接金屬片分別與多個電池鋼殼連接。例如申請號 201320014375. 4的中國實用新型專利公開了一種組合電池連接片的方案，其步驟是先將導 電性好但（與鋼殼）焊接性不好的材料如純銅片與導電性較差但（與鋼殼）焊接性較好的 材料的金屬片分別沖壓成型，然后將成型后的純銅片與易焊金屬片進行套焊（注；可用激 光焊、超聲焊等）連接，最后再將已焊在基體上易焊金屬片與電池鋼殼點焊連接。生產實踐 過程已證明，該樣的制備過程不但有兩個分別針對銅和易焊金屬的沖壓工序及每個電池至 少兩次焊接工序，導致生產效率低且成本高，而且銅與易焊金屬間的連接實質為點接觸，該 種銅與易焊金屬片間較大的接觸電阻對電池系統內阻的增加不可忽視。
[0005] 另外目前國內外也提出了數種采用復合金屬的解決方案，但同樣都存在一些應用 限制性。例如申請號為200920133019. 8的中國實用新型專利公開了一種用側面金屬制備 的導電連接片可替代純鑲片，但該種結構由其制備方法決定了異質金屬間的側面復合只能 是單向性（非雙向性），該使得其無法在復雜組合電池結構得到應用；該連接片長度和寬度 方向的電阻存在相當大的差異。又如，一種替代純鑲的層狀復合金屬結構的導電連接片，它 是由鐵素體不誘鋼和銅組成，該復合金屬可W是兩層或=層面復合結構，還可W是由鑲嵌 復合與面復合的組合結構。無論是何種結構，實踐證明上述該種金屬片其導電性還是不足 W滿足較大功率動力電池組合焊接要求，因為如果太低內阻（電阻率小于3. 0 y Q，(^!!!)時 該材料要焊接至鋼殼必須對金屬片進行開叉的同時還需打凸點，另外還要昂貴的特殊大功 率儲能焊機，否則無法焊上，而該樣均會明顯增加生產成本和設備成本且并不利于焊接的 穩定性。
【發明內容】
[0006] 鑒于現有技術存在的上述缺陷，本發明的目的是提供一種電池用導電連接片及其 制備方法，該導電連接片不但易于焊接，導電性好，能滿足高倍率及動力電池等大容量應用 場合，而且生產效率高，成本低。
[0007] 本發明的技術方案為；
[000引一種電池用導電連接片，該導電連接片為層狀復合金屬材質的導電連接片，導電 連接片上電阻點焊區域的背面成形有凹部，所述層狀復合金屬包括銅層和復合于銅層第一 面的第一耐蝕易焊金屬層，電阻點焊區域的正面（即與電池接觸實現焊接的表面）位于第 一耐蝕易焊金屬層。
[0009] 在上述的電池用導電連接片中，優選地，在非電阻點焊區域，銅層的厚度占總厚度 的 70%~95%。
[0010] 在上述的電池用導電連接片中，優選地，在電阻點焊區域，銅層與第一耐蝕易焊金 屬層的厚度比例不大于1:1。
[0011] 在上述的電池用導電連接片中，優選地，在電阻點焊區域，僅包括第一耐蝕易焊金 屬層，且電阻點焊區域的第一耐蝕易焊金屬層的厚度小于或等于非電阻點焊區域的第一耐 蝕易焊金屬層的厚度。
[0012] 在上述的電池用導電連接片中，優選地，所述銅層的第二面設置有第二耐蝕易焊 金屬層。
[0013] 在上述的電池用導電連接片中，優選地，電阻點焊區域設置有助焊縫，W進一步提 升導電連接片的焊接性能。
[0014] 在上述的電池用導電連接片中，優選地，所述耐蝕易焊金屬為鑲或不誘鋼。
[0015] 在上述的電池用導電連接片中，優選地，第一耐蝕易焊金屬層與銅層、和/或第二 耐蝕易焊金屬層與銅層的復合為物理冶金鍵合。
[0016] 上述電池用導電連接片的一種制備方法包括W下步驟：
[0017] S1、制備銅基層狀復合金屬帶材；
[0018] S2、對銅基層狀復合金屬帶材進行選擇性蝕刻，成形所述凹部；
[0019] S3、對蝕刻后的銅基層狀復合金屬帶材沖壓定型，制得導電連接片。
[0020] 在上述的電池用導電連接片的制備方法中，優選地，采用軸制復合、噴射沉積和熱 噴涂=種工藝中的一種制備所述銅基層狀復合金屬帶材。
[0021] 根據本發明，在一些方案中，所述第二耐蝕易焊金屬層采用軸制復合工藝設置于 所述銅層的第二面，該軸制復合具體是在上述蝕刻步驟前進行；而在另一些方案中，所述第 二耐蝕易焊金屬層采用鍛覆工藝設置于所述銅層的第二面，該鍛覆具體是在上述蝕刻步驟 后進行。
[0022] 我們已知，純銅是除貴金屬銀之外導電性最佳的金屬材料，但純銅與鋼殼之間幾 乎無法進行點焊；電池連接用金屬材料中又w選擇純鑲、不誘鋼為主，該兩種材料不但耐蝕 性好，而且它們與鋼殼之間均可獲得較可靠的電阻點焊效果，其中電阻率是鑲8~10倍的 不誘鋼焊接性更好；金屬的導電性與點焊性較難W兼顧。綜合該些理論與實踐已證實的結 果，本發明巧妙地提出全新結構的導電連接片及其制備方法，可W從根本上解決現有其它 技術方案的缺陷。其主要設計原理如下：
[0023] 1)非電阻點焊區域位置無需考慮其點焊性，可W在保證其具有一定耐蝕性前提下 (即在表面覆蓋有耐蝕層）盡可能提高其導電性（即提高銅層厚度的比例）。根據層狀復 合金屬電阻弓
【主權項】
1. 一種電池用導電連接片，其特征在于：所述導電連接片為層狀復合金屬材質的導電 連接片，導電連接片上電阻點焊區域巧）的背面成形有凹部（3)，所述層狀復合金屬包括銅 層（1)和復合于銅層第一面的第一耐蝕易焊金屬層（2)，電阻點焊區域（5)的正面位于第一 耐蝕易焊金屬層。
2. 根據權利要求1所述的電池用導電連接片，其特征在于；在非電阻點焊區域化），銅 層的厚度占總厚度的70 %~95 %。
3. 根據權利要求1所述的電池用導電連接片，其特征在于：在電阻點焊區域巧），銅層 與第一耐蝕易焊金屬層的厚度比例不大于1 ;1。
4. 根據權利要求1所述的電池用導電連接片，其特征在于：在電阻點焊區域（5)僅包 括第一耐蝕易焊金屬層，且電阻點焊區域的第一耐蝕易焊金屬層的厚度小于或等于非電阻 點焊區域的第一耐蝕易焊金屬層的厚度。
5. 根據權利要求1所述的電池用導電連接片，其特征在于：所述銅層的第二面設置有 第二耐蝕易焊金屬層；和/或電阻點焊區域設置有助焊縫（4)。
6. 根據權利要求1所述的電池用導電連接片，其特征在于：所述耐蝕易焊金屬為鑲或 不誘鋼。
7. 根據權利要求1-6中任意一項所述的電池用導電連接片，其特征在于：第一耐蝕易 焊金屬層與銅層、和/或第二耐蝕易焊金屬層與銅層的復合為物理冶金鍵合。
8. 權利要求1-7中任意一項電池用導電連接片的制備方法，其特征在于包括W下步 驟： 51、 制備銅基層狀復合金屬帶材； 52、 對銅基層狀復合金屬帶材進行選擇性蝕刻，成形所述凹部； 53、 對蝕刻后的銅基層狀復合金屬帶材沖壓定型，制得導電連接片。
9. 根據權利要求8所述的電池用導電連接片的制備方法，其特征在于：采用軸制復合、 噴射沉積和熱噴涂=種工藝中的一種制備所述銅基層狀復合金屬帶材。
10. 根據權利要求8所述的電池用導電連接片的制備方法，其特征在于；所述第二耐蝕 易焊金屬層采用軸制復合工藝或鍛覆工藝設置于所述銅層的第二面。
【專利摘要】本發明涉及電池用導電連接片及其制備方法，該導電連接片為層狀復合金屬材質的導電連接片，導電連接片上電阻點焊區域的背面成形有凹部，所述層狀復合金屬包括銅層和復合于銅層第一面的第一耐蝕易焊金屬層，電阻點焊區域的正面位于第一耐蝕易焊金屬層。該制備方法包括以下步驟：S1、制備銅基層狀復合金屬帶材；S2、對銅基層狀復合金屬帶材進行選擇性蝕刻，成形所述凹部；S3、對蝕刻后的銅基層狀復合金屬帶材沖壓定型，制得導電連接片。該導電連接片不但易于焊接，導電性好，能滿足高倍率及動力電池等大容量應用場合，而且生產效率高，成本低。
【IPC分類】H01M4-58, H01M2-20, H01R43-16
【公開號】CN104638265
【申請號】CN201510047642
【發明人】徐卓輝, 孫康林
【申請人】徐卓輝, 孫康林
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月29日