[实用新型]具有激光焊接的内连接的电化电池

说明书

技术领域

符合本实用新型的实施例涉及电化电池，更具体地涉及由激光焊接提供的内部构件之间的高强度、低阻抗的电接触。

背景技术

在例如蓄电池的电化电池中，电流从蓄电池电极箔被载送至位于中心的端子。电极箔可与中心端子直接连接，或通过集流接片(tab)与中心端子连接。在某些传统能量输送装置中，在与中心端子连接处箔或接片的平面朝向很大程度上与电池纵轴一致。采用这样的连接，需要电池中有相当大的垂直空间。

已知的采用超声、电阻或其它的焊接方法来接合(join)电极接片的方案要求内部蓄电池构件(例如，接片)可以接触到焊砧、电极和激光束等。题为“CapAssembly For a High Current Capacity Energy Delivery Device(用于高电流容量能量输送装置的盖组件)”的美国专利申请No.12/135708中公开了现有接合技术的例子，该申请通过引用并入于此。

图1示出了市售的现有技术设计的锂离子蓄电池10。蓄电池10包括端子端(terminal end)20和非端子端(non-terminal end)30。图2中示出了移开了端子端20的蓄电池10。提供延伸接片40来将端子帽20电连接到蓄电池10的内部工作部分。更具体地，延伸接片40用作负端子50与位于垫圈70之下的负集流极接片60之间的通道。虽然延伸接片在该配置中是必需的，但它占去了电池的体积，否则可以用来提供更大的电池容量。正端子80电连接到电池10，其保持正电势。采用径向焊接将电极接片60连接到芯插件90，产生焊接痕94。

实用新型内容

本实用新型示例性实施方式提供一种用于电化电池的端帽插件，该端帽插件特别设计为允许激光能量透过到至少一个电极接片。该帽插件设计还实现限制圆形焊接路径以确保下面的电极接片之间无间隔地完全叠置的功能。在不存在内部间隙的情况下，激光产生的锁孔所形成的所有焊渣(spatter)被直接导出到电池外，因此减小了焊接电池内部构件时与自由金属颗粒相关的风险。

根据一示例方面，提供了一种电化电池，该电化电池具有金属罐(canister)、置于金属罐中的芯插件、以及具有背对芯插件的外表面的端帽插件。至少一个电极接片置于端帽插件和芯插件之间。该端帽插件、至少一个电极接片、以及芯插件通过外部激光束提供的焊缝实现电连接。该焊缝引起从端帽插件的外表面延伸至芯插件的被焊接构件的物理变形。

在任一前述实施方式中，端帽插件为电池的阴极电势与阳极电势之一。焊缝沿电化电池的纵向延伸，起始于端帽插件的凹陷中空区域。焊缝穿透端帽插件和至少一个电极接片。

在任一前述实施方式中，焊缝完全包含于端帽插件、至少一个电极接片和芯插件中。

在任一前述实施方式中，焊缝不穿过端帽插件、至少一个电极接片和芯插件之间的任何内部间隙。

在任一前述实施方式中，端帽围绕端帽插件，并且通过缝焊与金属罐相连。

在任一前述实施方式中，端帽与金属罐具有不同的电势。端帽插件可为正电势并含有铝。端帽插件可为负电势，并由选自包括铁、钢、镀镍钢、镍、不锈钢、铜以及铜合金的组的一种材料制成。

在任一前述实施方式中，在端帽插件周围设置有铆钉。端帽插件可以形成负极端子的一部分，铆钉可包括镀镍钢。在进一步的实施方式中，铆钉和芯插件被设置为单个整体部件或构件的形式。

在任一前述实施方式中，焊缝为锁孔焊缝。该焊缝可能形成如下圆形路径，其大约为至少一个电极接片宽度的一半，以使得到的焊缝完全限于包括端帽插件、至少一个电极接片和芯插件的材料的实体堆叠(solid stack)内。

在任一前述实施方式中，端帽插件为杯状，外部激光束在端帽插件的中空部中沿圆形路径移动。

在任一前述实施方式中，端帽插件涂覆有无孔、粘性聚合物的涂层。

本实用新型示例性实施例提供了一种帽设计，其较之现有技术占用的空间更小，从而在体积和重量方面更加高效。因此，更多量的活性物质可装入电化电池中。应当理解，上述多个特征可彼此结合地实施。

附图说明

根据以下结合附图的详细说明，将更加全面地理解和领会本实用新型的示例性实施例，在附图中：

图1为传统的电化电池设计；

图2为传统的移开了端子端后的电化电池；

图3A为对电极接片采用外部激光焊接的蓄电池设计的截面图；

图3B为采用密封帽的蓄电池设计的截面图；

图4为提供通过接片叠层并进入芯插件的焊缝的外部激光束焊点熔核的截面图；

图5A为根据本实用新型一个方面的具有插件的阴极帽的示意图；