[发明专利]锂-二硫化铁电池正极极耳的连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学电源技术领域，特别涉及锂-二硫化铁电池正极极耳的连接方法。

背景技术

随着电子技术的高速发展，尤其是数码相机、掌上游戏机、各种电动游戏机的出现，对电池的需求程度越来越高。传统的高功率和高容量电池（例如，碱性电池）已经难以满足需要。因此，需要一种能够持续进行高功率放电的电池。由于锂电池不但具有能量密度高、电压高、工作温度范围宽、寿命长等优点，而且其自放电率低，储存寿命长，储存性能好，放电电压平稳，安全性能优良，因此已受到越来越多人的关注。

在锂电池中，常规的锂-二硫化铁电池是以二硫化铁（FeS₂）为正极活性物质、金属锂（Li）为负极活性物质并以有机电解液为电解液的一次电池。该一次电池的电压可以达到1.5V，因此可以替代现在常用的碱性电池而作为普通消费电子设备的便携能源进行使用。此外，该一次电池还具有比能量大、容量高、工作温度范围宽、储存时间长等优点，与目前市场上广泛使用的碱性一次电池具有互换性，因此其作为新一代的高功率电池，正越来越受到人们的欢迎。

在制作锂-二硫化铁电池的过程中，首先，将FeS₂粉末与导电剂、粘结剂等混合后进行搅拌制成浆料，并将该浆料涂覆在正极导电基材上，然后对正极进行烘干、辊压、分切处理得到正极极片；然后，选择特定尺寸的金属锂或其合金铂带作为负极极片；接着，将正极极耳连接到正极极片上以形成正极结构，将负极极耳连接到负极极片上以形成负极结构；接下来，将正极结构、负极结构和隔膜卷绕在一起形成电池芯；然后，将电池芯放入电池壳体中，将正极极耳连接到正极上盖组合体上，将负极极耳连接到电池钢壳上。最后，注入有机电解液，封口、清洗后进行预放电得到锂-二硫化铁电池。

目前，电池生产者一般采取紧接触法来连接正极上盖组合体与正极极耳。但是，采用紧接触法制造的电池会存在以下不足：第一，如果正极极耳与正极极片间存在间隙，电池内的接触电阻会增加；第二，外部剧烈振动或者电池跌落会影响电池的内电阻；第三，在存放过程中，电池的集电极表面会形成钝化膜，使电池接触电阻迅速增大。

为了解决采用紧接触法带来的问题，部分电池生产者还采用电阻焊接的方式来连接正极上盖组合体与正极极耳。采用电阻焊接时，焊接设备在瞬间会产生很大的脉冲电流，进而在焊接处产生高温。高温使得焊接处的正极极耳的金属被熔化，由于焊接处的压力较大，会使得熔化的金属四处飞溅，飞溅的高温金属很有可能将电池的隔膜烧穿，从而导致电池内部正极和负极直接导通造成电池内部短路。此外，由于正极极耳通常采用铝带，在电阻焊接方式下，如果焊接部位存在铝的话，很容易出现焊接不上或者焊接强度低的情况。

因此，需要一种新的连接方法来连接正极上盖组合体与正极极耳，以解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种锂-二硫化铁电池正极极耳的连接方法，所述锂-二硫化铁电池包括位于电池正极端的防爆组合体，所述防爆组合体与所述正极极耳的材料均为铝，所述方法包括采用激光焊接工艺将所述正极极耳连接到所述防爆组合体，所述激光焊接工艺形成的焊点的直径为0.2~2mm，所述激光焊接工艺在所述防爆组合体中形成的熔池深度为0.02~0.12mm。

优选地，所述激光焊接工艺过程中采用氩气或氮气进行气体保护。

优选地，所述正极极耳的厚度为0.05~0.3mm，所述防爆组合体的厚度为0.2~0.4mm。

优选地，所述激光焊接工艺所采用的光斑直径为0.2~2mm。

优选地，所述激光焊接工艺中激光焊接机焊接时的输出功率是2000~4500W。

优选地，所述激光焊接工艺采用的焊接时间为1~4ms。

优选地，所述激光焊接工艺中所采用的激光焊接机的出光频率为1Hz。

优选地，在进行所述激光焊接工艺之前，对所述防爆组合体进行预处理，以去除所述防爆组合体表面的油污和金属氧化物。

优选地，在所述预处理过程中，采用光斑直径为2~5mm的激光，激光焊接机的输出功率为2000~5000W，激光的滞留时间为0.2~1.0s。

优选地，在进行所述激光焊接工艺时，对所述正极极耳施加压力，所述压力为1~25kg/cm²。