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1、10申请公布号CN104183811A43申请公布日20141203CN104183811A21申请号201310198328422申请日20130524H01M2/26200601B23K20/1020060171申请人上海空间电源研究所地址200245上海市闵行区东川路2965号72发明人徐冬梅冷书林贾鑫王琳李琳琳章俊74专利代理机构上海航天局专利中心31107代理人冯和纯54发明名称一种空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法57摘要本发明涉及空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法。所要解决的技术问题是提供一种空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法，其特征在于将极耳整形固化后的电堆以及电池。
2、盖放置于工装中，将极耳置于极柱上并在极耳上放置保护垫片，接着将极耳与极柱通过超声波一次性焊接的方式进行连接；其中，所述超声波一次性焊接的振幅为25M72M、触发压力为15PSI80PSI、焊接压力为15PSI80PSI、焊接能量为100J2000J。此外，提供了一种利用上述空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法制造的锂离子蓄电池。采用该方法制备的锂离子蓄电池具有内阻小、一致性高、倍率性能高、性能稳定等特点。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页10申请公布号CN104183811ACN104183811A1。
3、/1页21一种空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法，其特征在于将极耳整形固化后的电堆以及电池盖放置于工装中，将极耳置于极柱上并在极耳上放置保护垫片，接着将极耳与极柱通过超声波一次性焊接的方式进行连接；其中，所述超声波一次性焊接的振幅为25M72M、触发压力为15PSI80PSI、焊接压力为15PSI80PSI、焊接能量为100J2000J。2根据权利要求1所述的空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法，其特征在于所述超声波一次性焊接的振幅为50M72M、触发压力为45PSI70PSI、焊接压力为45PSI70PSI、焊接能量为500J1300J。3根据权利要求1或2所述的空间用锂离子蓄电池极耳。
4、与极柱的连接方法，其特征在于所述极耳的材料为铝、铜中的任意一种。4根据权利要求1或2所述的空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法，其特征在于所述极柱的材料为铝、铜、镍中的任意一种。5根据权利要求1或2所述的空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法，其特征在于所述极耳的单层厚度为0009MM0025MM。6根据权利要求1或2所述的空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法，其特征在于所述极耳的层数为70120层。7根据权利要求1或2所述的空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法，其特征在于所述极柱厚度为1MM3MM。8根据权利要求1或2所述的空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法，其特征在于所述保护垫片。
5、材料为铝、铜、镍中的任意一种。9根据权利要求1或2所述的空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法，其特征在于所述保护垫片的厚度为005MM05MM。10一种锂离子蓄电池，其特征在于，其是利用上述空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法制造的锂离子蓄电池。权利要求书CN104183811A1/3页3一种空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法技术领域0001本发明涉及空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法以及通过该方法制造的锂离子蓄电池，特别涉及一种空间用锂离子蓄电池多层超薄极耳与极柱的连接方法以及通过该方法制造的空间用锂离子蓄电池。背景技术0002锂离子蓄电池比能量高、工作温度范围宽、自放电率低、循。
6、环寿命长、无记忆效应、安全性好，在空间领域取得了高速发展，是未来地球低轨道卫星、地球同步轨道卫星、空间站、深空探测飞行器等贮能电源的最佳选择。锂离子蓄电池的性能优劣也成为决定航天型号任务成败的重要因素之一。0003传统的锂离子蓄电池极耳与极柱连接时采用铆接的方式。铆接方式具有设备简单，加工容易的特点。但是由于接触电阻较大，长期使用后的氧化、腐蚀等作用还会进一步提高接触电阻，影响蓄电池的使用性能、循环寿命和安全性。同时，在铆接过程中产生金属屑有可能进入电堆内部，造成电池的短路和微短路，降低蓄电池的可靠性。发明内容0004为了解决由传统铆接方式带来的上述问题，本发明人进行了大量实验，对此进行了深入。
7、研究，发现通过对参数进行了优化的超声波一次性焊接，能够代替传统铆接方式，改善接触电阻较大、一致性较差等问题。此外，通过该方法，还能够对超薄多层的极耳进行一次性焊接。0005本发明解决技术问题所采用的技术方案是一种空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法，其特征在于将极耳整形固化后的电堆以及电池盖放置于工装中，将极耳置于极柱上并在极耳上放置保护垫片，接着将极耳与极柱通过超声波一次性焊接的方式进行连接；其中，所述超声波一次性焊接的振幅为25M72M、触发压力为15PSI80PSI、焊接压力为15PSI80PSI、焊接能量为100J2000J。0006在本发明的空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法中。
8、，优选超声波一次性焊接的振幅为50M72M、触发压力为45PSI70PSI、焊接压力为45PSI70PSI、焊接能量为500J1300J。0007所述极耳的材料可以为铝、铜中的任意一种。0008所述极柱的材料可以为铝、铜、镍中的任意一种。0009所述极耳的单层厚度可以为0009MM0025MM。0010所述极耳的层数可以为70120层。0011所述极柱厚度可以为1MM3MM。0012所述保护垫片材料可以为铝、铜、镍中的任意一种。0013所述保护垫片的厚度可以为005MM05MM。说明书CN104183811A2/3页40014本发明还提供了一种利用上述空间用锂离子蓄电池极耳与极柱的连接方法制造。
9、的锂离子蓄电池。0015采用该方法制备的锂离子蓄电池具有内阻小、一致性高、倍率性能高、性能稳定等特点。附图说明0016图1为本发明的空间用锂离子蓄电池极耳与极柱连接方法的示意图。0017图2为采用本发明制成的锂离子蓄电池结构示意图。0018图3为采用本发明的锂离子蓄电池的不同倍率放电曲线。具体实施方式0019下面参照附图对本发明进行更加具体的说明。0020在本发明的空间用锂离子蓄电池多层超薄极耳与极柱的连接方法中，极耳与极柱连接方式通过超声波一次性焊接的方式进行连接。对于超声波焊接的设备没有特别限定，只要是能够实现超声波焊接功能的设备即可。为了方便进行焊接，可以根据不同产品型号设计相应的适合的。
10、工装。该工装只要是能够实现固定电堆和电池盖的效果即可，没有特别限定。0021本文中所述的超声波一次性焊接是指通过进行一次超声波焊接将多层超薄极耳与极柱之间焊接起来的意思。0022关于超声波一次性焊接，参数主要包括振幅、接触发压力、焊接压力和焊接能量。本发明人研究发现，上述参数设置对于一次性焊接效果有重要的影响，而且各参数之间存在相互依存的关系。其中，接触发压力、焊接压力的设置可以相同也可以不同，但是其范围是大致相同的。通过反复研究，本发明人发现通过将参数设置在下述范围，能够实现良好的一次性焊接振幅为25M72M，接触发压力为15PSI80PSI，焊接压力为15PSI80PSI，焊接能量为100。
11、J2000J。0023本发明所采用的极耳材料为在锂离子蓄电池中通常使用的极耳材料即可，可列举出铝、铜。另外，单层极耳厚度较薄，为0009MM0025MM，极耳层数可以多为70120层。0024本发明所采用的极柱材料为在锂离子蓄电池中通常使用的极柱材料即可，可列举出铝、铜、镍。另外，极柱厚度根据各厂家选择不同而不同，通常例如为1MM3MM。0025保护垫片材料优选为铝、铜、镍的其中一种。保护垫片厚度优选为005MM05MM。此外，垫片材料一般与极柱材料相同。另外，垫片越薄，焊核越易形成，但是薄的垫片焊接后表面容易产生裂纹，厚垫片焊接后的表面状态较好，但是焊核较难形成，故需综合表面状态以及焊核的能。
12、否形成来选择合适的垫片厚度。0026图1为本发明采用的极耳与极柱连接方法的示意图。0027在本发明的新型空间用锂离子蓄电池多层超薄极耳与极柱的连接方法中，所述的超声波一次性焊接例如可以按照下述步骤进行（1）调节超声波焊接设备的参数；（2）将极耳1整形固化后的电堆2、以及电池盖3放置于工装中，极耳1置于极柱4上；（3）将工装放置于焊接平台上，固定工装位置；（4）将相应的保护垫片5放置于极耳上；（5）按照设置好的参数进行焊接。说明书CN104183811A3/3页50028图2为采用本发明制成的锂离子蓄电池结构示意图。0029采用本发明的空间用锂离子蓄电池极耳与极柱连接方法制成空间用锂离子蓄电池。。
13、具体方法例如为将多层超薄极耳与极柱连接后的电堆表面贴上聚酰亚胺绝缘压敏胶带，采用锂盐有机溶液作为电解液，在干燥房中组装成空间用锂离子蓄电池。其结构示意图如图2所示。0030采用上述连接方式制成的空间用锂离子蓄电池单体内阻为0507M，仅为铆接单体内阻的1/31/2。0031图3为采用本发明的锂离子蓄电池的不同倍率放电曲线。0032图3的测试结果表明，采用该方法制备的空间用锂离子蓄电池，1C放电时单体放电容量相对于02C放电容量只减少042。0033测试结果显示，采用该方法制备的空间用锂离子蓄电池具有内阻小、倍率性能高等特点。说明书CN104183811A1/2页6图1图2说明书附图CN104183811A2/2页7图3说明书附图CN104183811A。