二次電池用導(dǎo)電連接片及層狀復(fù)合金屬帶材的制作方法
【專利摘要】一種二次電池用導(dǎo)電連接片及層狀復(fù)合金屬帶材，該層狀復(fù)合金屬帶材由至少一個銅層和至少一個不銹鋼層組成，所述不銹鋼為鐵素體不銹鋼，銅層和不銹鋼層交替排列，相鄰層以面復(fù)合方式結(jié)合，所有不銹鋼層與整個復(fù)合金屬帶材的厚度比為10％～80％。該二次電池用導(dǎo)電連接片是由所述的層狀復(fù)合金屬帶材沖壓制成。該復(fù)合金屬帶材可在相當(dāng)大的程度上達(dá)到取代純鎳的目的。
【專利說明】二次電池用導(dǎo)電連接片及層狀復(fù)合金屬帶材
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及二次電池領(lǐng)域的導(dǎo)電連接片，更具體地說，涉及二次電池用導(dǎo)電 連接片，以及用于制備該導(dǎo)電連接片的層狀復(fù)合金屬帶材。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今社會對新能源的高度關(guān)注和重視，使得二次電池應(yīng)用獲得空前的發(fā)展機(jī)遇。 特別是鋰離子電池具有高能量密度高、循環(huán)壽命長、自放電率小、無記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等 突出優(yōu)勢，已成為二次電池的理想化學(xué)能源。鋰離子電池（簡稱鋰電）結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電連接 片主要包括電芯極耳、電池組合的連接片、電芯與電池線路保護(hù)板連接片、PTC過流保護(hù)元 件的引腳等，它們對材料的機(jī)械性能、導(dǎo)電性能、焊接性能及耐蝕性均有較高的綜合要求， 目前鋰電用導(dǎo)電連接片金屬材料主要包括鎳、銅、鍍鎳鋼、鍍鎳銅等，然而隨著動力電池成 為鋰電的主要發(fā)展趨勢及其對電池安全的迫切性要求，上述材料的應(yīng)用都存在較大的局限 性。
[0003] 純鎳導(dǎo)電連接片的問題主要表現(xiàn)于：1)導(dǎo)電性不太佳，直接影響到電池內(nèi)部的溫 升以及整體電池散熱能力，而采用加大純鎳導(dǎo)電連接片截面尺寸來提高導(dǎo)電性能則因增加 成本太高并不現(xiàn)實，因此無法滿足高倍率及動力電池等大容量應(yīng)用場合；2)釬焊性能不穩(wěn) 定，在同等條件下其釬焊強(qiáng)度較純銅低30%以上，容易虛焊，對電池質(zhì)量的穩(wěn)定性及實現(xiàn)自 動化生產(chǎn)非常不利；3)資源較稀缺導(dǎo)致材料成本偏高，雖然近幾年隨著世界經(jīng)濟(jì)不景氣鎳 價已下滑至較低程度，但本身鎳屬于資源稀缺金屬及解決開采冶煉鎳過程中對環(huán)境污染問 題的迫切必要性均會加劇未來鎳價上升的趨勢。
[0004] 純銅導(dǎo)電連接片雖然具有幾乎最高的導(dǎo)電性能（僅低于銀）和很好的釬焊性，然 而最大的應(yīng)用局限性在于其與鋼殼電池幾乎無法進(jìn)行電阻點焊。
[0005] 鍍鎳鋼帶（包括普通鍍鎳鋼帶與滲透式鍍鎳鋼帶）導(dǎo)電連接片由于主要基體層為 低碳鋼（較純鎳材電導(dǎo)率低），整體材料的導(dǎo)電能力較純鎳低，因此根本無法適用于高倍率 及動力電池要求。鍍鎳銅導(dǎo)電連接片雖然導(dǎo)電能力較純鎳提高了數(shù)倍，然而與純銅類似電 阻點焊十分困難，導(dǎo)致其與異質(zhì)部件的連接受到許多限制。另外，這兩種鍍覆材料均需要使 用和排放大量酸、堿等化學(xué)物質(zhì)而對環(huán)境污染十分嚴(yán)重，而且鍍覆鎳層厚度一般在〇. 3? 6 間，而且越厚的鍍鎳層與基體結(jié)合強(qiáng)度會越弱，而且表層多少都存在一定的孔隙率 (至少在2 %以上），存在覆鎳層易剝落（如加工過程中需要打彎成形或工作狀態(tài)需滑動摩 擦場合）而腐蝕基體的較大可能性。
[0006] 針對上述單一金屬或鍍鎳材料作為導(dǎo)電連接片所出現(xiàn)的問題，申請?zhí)枮?201320014375. 4的中國專利公開了一種組合電池連接片的方案，其步驟是先將導(dǎo)電性好但 焊接（鋼殼）性不好的材料如純銅片與導(dǎo)電性較差但焊接（鋼殼）性較好的材料如純鎳片 分別沖壓成型，然后將成型后的純銅片與鎳片進(jìn)行碰焊連接，最后再將已碰焊好的銅/鎳 片的鎳面與電池鋼殼點焊連接?？梢悦黠@看出，這樣的連接過程不但沖壓及焊接工作量大， 增加成本，而且銅與異質(zhì)材料的連接實質(zhì)為點接觸，即較大的接觸電阻對電池系統(tǒng)內(nèi)阻的 增加并不可忽視。
[0007]目前國內(nèi)外也提出了數(shù)種采用復(fù)合金屬的解決方案，同樣都存在一些應(yīng)用限制 性。例如申請?zhí)枮?00510008602. 2的中國專利公開了一種替代純鎳的至少五層結(jié)構(gòu)的層 狀復(fù)合金屬，它包括表層為鎳，中間層則由不銹鋼和銅組成，但該材料由于復(fù)合層數(shù)過多制 造工序成本較高，再加上表面的鎳層也增加了材料成本。又例如日本Neomax公司所開發(fā)的 一種由SUS304奧氏體不銹鋼與銅所組成的復(fù)合金屬，但奧氏體過高的強(qiáng)度使該復(fù)合金屬 材料的柔韌性與純鎳差異過大，導(dǎo)致其在替代軟態(tài)純鎳導(dǎo)電連接片的應(yīng)用場合大受限制。 實用新型內(nèi)容
[0008] 本實用新型的目的是提供一種二次電池用導(dǎo)電連接片及用于制備該導(dǎo)電連接片 的層狀復(fù)合金屬帶材，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)缺陷。
[0009] 本實用新型的技術(shù)方案為：
[0010] 一種層狀復(fù)合金屬帶材，它由至少一個銅層和至少一個不銹鋼層組成，所述不銹 鋼為鐵素體不銹鋼，銅層和不銹鋼層交替排列，相鄰層以面復(fù)合方式結(jié)合，所有不銹鋼層與 整個復(fù)合金屬帶材的厚度比為10%?80%，例如15%、18%、20%、25%、28%、30%、35%、 38%、40%、45%、48%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、78% 等。
[0011] 根據(jù)本實用新型，在一些方案中，上述的層狀復(fù)合金屬帶材共兩層，其中一層為銅 層，另一層為不銹鋼層。即，該層狀復(fù)合金屬帶材為不銹鋼-銅兩層結(jié)構(gòu)。
[0012] 根據(jù)本實用新型，還有一些方案中，上述的層狀復(fù)合金屬帶材共三層，中間層為不 銹鋼層，其余兩層為銅層。即，該層狀復(fù)合金屬帶材為銅-不銹鋼-銅三層結(jié)構(gòu)。
[0013] 根據(jù)本實用新型，在另外一些方案中，該層狀復(fù)合金屬帶材共三層，中間層為銅 層，其余兩層為不銹鋼層。即，該層狀復(fù)合金屬帶材為不銹鋼-銅-不銹鋼三層結(jié)構(gòu)。
[0014] 在上述的另外一些方案中，優(yōu)選地，一個不銹鋼層的表面設(shè)置有槽，槽中鑲嵌復(fù)合 有銅帶，所有不銹鋼層與整個復(fù)合金屬帶材的厚度比為20%?80%，該銅帶與其所在不銹 鋼層的厚度比為40%?80%。
[0015] 本實用新型提供的二次電池用導(dǎo)電連接片是由上述任意一項所述的層狀復(fù)合金 屬帶材沖壓制成。
[0016] 根據(jù)本實用新型，在一些方案中，該導(dǎo)電連接片具有主體和帶孔極耳，主體為不銹 鋼-銅-不銹鋼三層結(jié)構(gòu)，帶孔極耳為銅-不銹鋼-銅-不銹鋼四層結(jié)構(gòu)，主體和極耳的厚 度相等。
[0017] 表1列出了純鎳與其它非鎳單一金屬性能價格對比。
[0018] 表1純鎳與其它非鎳單一金屬件能與價格比較
[0019]
【權(quán)利要求】
1. 一種層狀復(fù)合金屬帶材，其特征在于：該層狀復(fù)合金屬帶材由至少一個銅層和至少 一個不銹鋼層組成，所述不銹鋼為鐵素體不銹鋼，銅層和不銹鋼層交替排列，相鄰層以面復(fù) 合方式結(jié)合，所有不銹鋼層與整個復(fù)合金屬帶材的厚度比為10%?80%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀復(fù)合金屬帶材，其特征在于：該層狀復(fù)合金屬帶材共兩 層，一層為銅層，另一層為不銹鋼層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀復(fù)合金屬帶材，其特征在于：該層狀復(fù)合金屬帶材共三 層，中間層為不銹鋼層，其余兩層為銅層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀復(fù)合金屬帶材，其特征在于：該層狀復(fù)合金屬帶材共三 層，中間層為銅層，其余兩層為不銹鋼層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的層狀復(fù)合金屬帶材，其特征在于：一個不銹鋼層的表面設(shè)置 有槽，槽中鑲嵌復(fù)合有銅帶，所有不銹鋼層與整個復(fù)合金屬帶材的厚度比為20%?80%， 該銅帶與其所在不銹鋼層的厚度比為40 %?80 %。
6. -種二次電池用導(dǎo)電連接片，其特征在于：該導(dǎo)電連接片由權(quán)利要求1?5中任意 一項所述的層狀復(fù)合金屬帶材沖壓制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池用導(dǎo)電連接片，其特征在于：該導(dǎo)電連接片具有主 體和帶孔極耳，主體為不銹鋼-銅-不銹鋼三層結(jié)構(gòu)，帶孔極耳為銅-不銹鋼-銅-不銹鋼 四層結(jié)構(gòu)，主體和極耳的厚度相等。
【文檔編號】B32B15/01GK204144371SQ201420482612
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】徐卓輝 申請人:深圳市中金嶺南科技有限公司