[实用新型]低接触电阻锂离子电池正负极极片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子电池，特别是涉及低接触电阻锂离子电池正负极极片，适用于低内阻、大功率特性的动力锂离子电池。

背景技术

集大容量、高稳定性、轻便、环保于一身的二次能源锂离子电池，不仅在世界能源不断出现危机的今天扮演着极其重要的角色，而且可以满足人们现代绿色环保生活的需求。锂离子电池已在电动自行车、电动摩托车、电动汽车、矿灯和国防装备等重要领域不断得到了应用。目前，世界各国的汽车制造厂商纷纷研究开发全电动汽车，全电动汽车的蓬勃发展，有力地促进了动力锂离子电池的技术发展。我国已将全电动汽车的发展列入国家重大开发项目，而大容量、高功率动力锂离子电池作为最有潜力与全电动汽车配套使用的动力能源已经成为我国重点攻关的化学电源之一。

用于全电动汽车的大容量、高功率动力锂离子电池要求电池能够瞬间或连续输出足够大的驱动电流。动力锂离子电池要实现大倍率放电，就要求它的内阻要尽量小。一方面，电池内阻小，可以高倍率充放电；另一方面，电池内阻小，在高倍率充放电时，不会在电池内部产生高温，而致使电池性能下降。

锂离子电池内阻由电极在电化学反应时所表现的极化内阻和欧姆电阻组成，极化内阻与欧姆内阻之和为电池的总内阻。电池极化电阻是指电化学反应时由极化引起的电阻，包括电化学极化和浓差极化内阻引起的电阻；电化学极化内阻是由电化学反应体系的性质决定的，电池体系和结构确定后，其活化极化内阻就确定了。浓差极化内阻是由反应离子浓度变化引起的，只要有电化学反应存在，反应离子的浓度就在变化，因而，浓差极化内阻的数值是处于变化状态，不容易控制和改变。

欧姆内阻则由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成，其中电极材料、电解液、隔膜电阻值均由这些材料本身的导电性能所决定。各部分零件的接触电阻主要包括正极集流体与正极极耳、负极集流体与负极极耳、正负极极耳与正负极极柱之间的接触电阻。由于集流体电阻非常微小，影响电池内阻的关键点是极耳与极片及极柱焊接点的接触内阻，接触电阻是锂离子电池的主要内阻之一。

卷绕型锂离子电池的极芯由正极极片(在涂覆有正极活性物质的正极集流体上焊接有正极极耳)、负极极片(在涂覆有负极活性物质的负极集流体上焊接有负极极耳)、隔膜卷绕而成.目前，业界的极耳焊接方法通常是使用超声焊将正极极耳焊接在正极集流体上、将负极极耳焊接负极集流体上，焊接点均为单个焊点.为了改善电池大倍率放电困难的问题，常用的方法是通过增大极耳的截面积、焊接多条极耳等结构来降低电池内阻.但是，当锂离子电池用于电动车辆等动力系统时，剧烈的颠簸，会导致电芯强烈震动，严重时，造成极耳与集流体的焊点松动，形成虚焊，引起接触不良而增大接触内阻；同时，单个焊点的焊接面积小，很难有效地降低电池极耳焊接处的接触内阻.电池在大电流充放电时，如果极耳与集流体之间的接触内阻较大时，会产生高温，致使电池性能下降，处于不安全的工作状态.

发明内容

本实用新型的目的是提出一种低接触电阻锂离子电池正负极极片。

本实用新型的低接触电阻锂离子电池正负极极片，包括由正极极耳焊接在正极集流体上形成的正极极片，由负极极耳焊接在负极集流体上形成的负极极片，其特征是正极极耳有m个，每个正极极耳与正极集流体间具有n个超声焊接点，m≥2，n≥2，负极极耳有q个，每个负极极耳与负极集流体间具有p个超声焊接点，q≥2，p≥2。

每个正极极耳与正极集流体之间n个焊点的总接触内阻R等于n个焊点处内阻R1、R2、R3、...、Rn的并联值，即：

1/R＝1/R1+1/R2+1/R3...+1/Rn

当R1、R2、R3、...Rn相等时，R＝R1/n，即仅为一个焊点内阻的n分之一。所以，焊接点增多，可以有效地降低接触内阻。

同理，每个负极极耳与负极集流体之间焊接点增多，也可以有效地降低接触内阻。

本实用新型的低接触电阻锂离子电池正负极极片，其正极极耳与正极集流体之间以及负极极耳与负极集流体之间均采用多点焊接，由此可增加极耳与集流体之间的焊接面积，保证焊接强度和可靠性，可有效地降低电池极片的接触内阻和焊点稳定性。这样，在电池大电流充放电过程中，电流密度可较均匀分布，在极耳与集流体之间不会因接触内阻过大而产生高温，这有利于提高电池的安全性和循环寿命。正极集流体为铝箔，正极极耳为铝或铝合金。负极集流体为铜箔，负极极耳为铜、铜合金、镀铜、镍、镍合金或镀镍。

本实用新型具有以下优点：