[发明专利]一种软包动力锂离子电池正极复合极耳结构的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池技术领域，具体涉及一种软包动力锂离子电池正极复合极耳结构的制备方法。

背景技术

21世纪来，由于资源短缺、环境污染，迫使各国努力寻找新的绿色、环保、可持续发展的能源。上世纪90年代出现的锂离子二次电池，由于清洁环保、能量密度高、循环寿命长、工作电压高等优点，使其成为最受瞩目的动力电源之一。极耳作为动力电池的核心材料之一，不仅直接决定单电池的使用寿命，而且对PACK组装后电池的一致性及内阻有重要影响。性能优异的极耳对提高动力电池及电池组寿命的综合性能具有重要的作用。铝及铝合金具有密度小、延展性和韧性好、易于加工等优良性能，广泛作为锂离子电池的极耳。目前锂离子电池正极普遍采用全铝材质极耳，电芯PACK连接件则普遍采用了高纯铜导体，全铝极耳在电池PACK组装过程中由于存在铝铜熔点差异，容易使铜铝焊接产生焊接不牢、虚焊及焊接参数调整频繁的问题，从而影响成品率及生产效率，另外全铝极耳容易在空气中形成氧化铝，导致接触内阻过大，对电芯的一致性和寿命产生了较大影响。

一个申请号为CN200810236321.6的专利公布了一种极耳，该极耳在铝导体上进行了局部镀镍处理；一个申请号为CN200810143389.X的专利公布了一种极耳，该极耳在铝基体层的表面复合了一层较薄金属。这两种种方法制备的极耳成本低廉，同时对防止空气对铝的氧化有着较好作用。但是由于铝及铝合金本身易受腐蚀和不耐磨性，同时由于其熔点（660.4 ℃）与铜连接件（1083℃）相差较大，上述专利制备的极耳及目前普遍采用的纯极耳产品均无法解决激光焊接时焊接强度较低、接触内阻较大等问题，这对动力电池的寿命构成了较大影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述问题，提供了一种软包动力锂离子电池正极复合极耳结构的制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种软包动力锂离子电池正极复合极耳的制备方法，包括以下步骤：

1）将厚度为10-30mm的铜基材和厚度为20-50mm的铝基材分别进行加热，加热温度分别为900-950℃和500-580℃，并保温3-20分钟后均冷却到20-50℃；然后铜基材用质量百分比5-10%的HF进行酸洗，铝基材用铝制品清洗剂进行洗涤；洗涤后的铜基材和铝基材在100-120℃下烘烤1-2h；加热是为了消除铜和铝的应力，清洗可以去除铜基材和铝基材表面氧化膜和杂质等。

2）将步骤1）烘烤后的铜基材和铝基材进行复合轧制，轧制后得到厚度为0.1-30mm的复合基材带；铜和铝的比例为1:1-3；得到的复合基材带一边是铜带，一边是铝带，铜铝通过物理复合连接在一起，从而实现同一极耳具备两种材料，便于后续的焊接操作。虽然铝及铝合金具有密度小、延展性和韧性好、易于加工等优良性能，但是其与铜材料的电芯PACK连接件的焊接不牢，本方案通过在铝基材上复合铜基材，使得能够很容易的将复合极耳与电芯PACK连接件进行焊接，达到了本发明所提到的目前的极耳存在的问题。

3）将步骤2）的复合基材带按照宽度进行等分分切，分切宽度为500-1500mm,然后将分切后的复合基材带进行镀层处理，得到复合镀层带；

4）将步骤3）所制得的复合镀层带进行清洗，清洗过程依次为碱液清洗、酸液中和清洗和去离子水清洗，且清洗过程中超声振动；

5）将步骤4）中清洗后的复合镀层带进行二次分切，分切后的宽度为10-120mm，得到单片复合镀层带；

6）将步骤5）得到的单片复合镀层带进行局部镀层，并在单片复合镀层带的双面的未镀层处贴上极耳胶，然后进行热复合后得到锂离子电池正极复合极耳，热复合的温度为180-200℃。

作为优选，所述步骤2）复合轧制后得到的复合基材带，一半是铜基材带，一半是铝基材带，铜基材带和铝基材带的连接处相互交叉复合连接而成。铜基材带和铝基材带通过相互交叉复合连接具有较高的连接强度，从而保证了极耳上既有铝端，也有铜端，铜端能够很好的与电芯PACK连接件进行焊接。

作为优选，铜基材和铝基材的纯度均≥99.99%。

作为优选，所述步骤3）中的镀层处理采用化学镀或直流电镀，直流电镀的输出电压18-50V，电流为5-10A/dm²。

作为优选，所述步骤3）中镀层金属为纯度大于99.9%的金属镍或镍锡合金层中的一种，镀层的厚度为1-20微米，镍锡合金层中镍锡的比例为3:22。

作为优选，所述镀层金属选择为纯度大于99.99%的金属镍，镀层厚度为3-10微米。