[发明专利]电池引线、使用该电池引线的电池组件和组合电池

说明书

本发明涉及重量降低且电阻率低的电池引线，并且涉及使用该电池引线的电池组件和组合电池。

近年来，便携式电子装置广泛流行。因此需要更轻且小型化的电池组件作为电源。至于二次电池，迄今主要使用铅电池、镍-镉电池和镍氢电池。尺寸小且重量轻的锂离子电池近来广泛用作电源，特别是用作便携式电话的电源。然而，为了增加用户方便，需要进一步降低电池组件的尺寸和重量。

例如，用于便携式电话的电池组件通常由电池、具有电保护功能的电路板(此后称为“保护电路板”)、在电池和保护电路板之间或电池之间连接的金属引线(此后简单地称为“引线”)、输入输出端子、和容纳这些部件的树脂外壳构成。

已对各个不同部件进行研究以降低电池组件的尺寸和重量。因此，也希望降低引线的重量。然而，受组装电池组件的工艺限制而阻碍了降低引线重量的有效方法研究。因为引线在电池组件中占有极小体积而不必降低其尺寸。

进行电池组件组装的工艺包括：把电池、保护电路和其它部件与引线电连接，然后把已连接的部件插入由树脂制成的外壳中。引线与其它部件的连接通常由点焊(电阻焊)完成，点焊对电池或其它部件几乎没有热影响并且比钎焊有明显更高的工作效率。

至于构成引线的材料，通常使用镍，它能几乎没有缺陷地、相当均匀地点焊。对镍引线进行点焊以连接电池部件，由此以低成本提供高可靠性的电池组件。

然而，从通过电流能力的观点出发，镍未必是最佳材料。从导电率的观点出发，铜的性能比镍好。然而，铜引线的缺陷在于：它不能均匀地点焊并且所产生的接点强度或稳定性降低，在电池或保护电路方面存在一些不满意之处。

连接铜引线的另一方法是钎焊，钎焊通常用于电路中的印制电路板。然而，当钎焊用于电池组件的组装时，与点焊相比，除制造成本或导致热缺陷之外，钎焊会极大降低工作效率。钎焊的缺陷还在于：钎焊到电池或其它部件的引线由于这些部件而几乎不能进行清洁，剩下会导致麻烦的焊球。

至于具有好的点焊性能的其它材料，已知铁和不锈钢。然而，这些金属的导电率比镍低，因此很少用作引线材料。

另一方面，铝的导电率比铜低，并且类似于铜，点焊性能差。铝在其表面上形成有致密的氧化物层，因此有高的接触电阻。所以，铝没有作为引线材料的性能，很少如此使用。

本发明的目的是提供重量和电阻率减小、并且在点焊到其它部件时有良好可靠性的电池引线，该电池引线能替代镍。

本发明的电池引线包括铝或铝合金制成的带状引线主体和设在引线主体的一端或两端处的除铝或铝合金之外的金属制成的连接体，连接体与电池或其它部件连接。

在本发明中，由下面等式表示的系数α小于6.9：

α=(R₁×V₁/100+R₂×V₂/100)×(S₁×V₁/100+S₂×V₂/100)/8.9，其中R₁是引线主体的电阻率(μΩ·cm)；V₁是整个引线中引线主体的体积比率(％)；S₁是构成引线主体的金属比重；R₂是连接体的电阻率(μΩ·cm)；V₂是整个引线中连接体的体积比率(％)；以及S₂是连接体的比重。

在本发明中，连接体由镍、铁和不锈钢构成的组中选择的至少一种制成。

在本发明中，当引线主体由铝制成并且连接体由镍制成时，整个引线中铝的体积比率是1％或更多。当引线主体由铝制成并且连接体由铁制成时，整个引线中铝的体积比率是17％或更多。当引线主体由铝制成并且连接体由不锈钢制成时，整个引线中铝的体积比率是76％或更多。当引线主体由铝镁硅合金制成并且连接体由镍制成时，整个引线中铝镁硅合金的体积比率是1％或更多。

在本发明中，引线主体和连接体之间的接点涂覆有绝缘件。

根据本发明的电池组件或组合电池包括上述引线。

在铝合金用作引线主体材料的情况下，由于不同的合金有不同的电阻率和比重，依据各种合金的性能使用上述系数α就能计算铝合金的最佳体积比率。

上述引线包括镍、铁或不锈钢制成的连接体，并且具有好的点焊性能。根据本发明，能够提供在电池组件中具有高导电率、尺寸和重量减小、点焊性能好且可靠性高的电池引线或引线结构。

在附图中：

图1是说明根据本发明电池引线的一个实施例的示意图；