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權 利 要 求 書
1、 一種軟包鋰電池極耳材料， 其特征在于，
所述極耳材料是以 SUS430不銹鋼帶、 銅帶、 鋁帶或鎳帶作為基底， 在所述基底一側的一端部先鍍覆一層鎳鍍層 , 在所述鎳鍍層上再鍍覆一 層錫鍍層， 或者直接在所述基底一側的一端部鍍覆一層錫鍍層;
其中, 所述鎳鍍層厚度為 0.5~2μηι; 所述錫鍍層的厚度為 3?10μηι。
2、 根據權利要求 1所述的一種軟包鋰電池極耳材料， 其特征在于， 所述碁底為 SU^430不銹鋼帶， 厚度為 0.03~0.10mm。
3、一種權利要求 1所述的軟包鋰電池極耳材料的電鍍方法，其特征在于， 包括：
S1 : 在所述基底一側的一端部先鍍覆一層鎳鍍層;
S2: 在所述鎳鍍層上再鍍覆一層錫鍍層， 包括以下步驟及工藝條件：
( 1 )鍍前表南預處理;：
( 2 ) 直流電鍍鎳鍍層，
其中， 鍍液包括：
NiS04-7H20 180~220g L,
NiCl2-6H20 40?60g/L，
烯丙基磺酸鈉 0.4~2g L,
丁炔二醇 0.4?0.5ml/L，
糖精 0.8?lg/L,
直流電鍍工藝參數：
'電流密度： 3~6A/dm2,
pH值： 」3.5~4·5，
溫度： 40?60°C，
陽極： 鎳板; 其中所述 pH值通過 HC1溶液以及 NaOH溶液調節(jié);
在鎳鍍層上再直流電鍍錫鍍層，
鍍液包括：
SnS04 40-55g/L,
H2 S04 60~80g/L,
β-萘酚 0.3?1.0g/L, ·
明膠 l~3g/L，
電鍍工藝參數：
電流密度： 0.3~0.8A/dm2,
溫度: 15~30°C ,
pH值： 3-5,
陽極： 錫板;
將鍍好的金屬帶材用蒸餾水沖洗干凈， 然后烘干;
將烘干的金屬帶材置于 120?200°C條件下保溫，以除去在電鍍過程中鍍層 中產生的氫。
4、根據權利要求 3所述的軟包鋰電池極耳材料的電鍍方法，其特征在于， 所述基底為 SUS430不銹鋼帶， 厚度為 0.03~0.10mm。
5、根據權利要求 3.所述的軟包鋰電池極耳材料的電鍍方法，其特征在于， 所述步驟： 在所述基底一側的一端部先鍍覆一層鎳鍍層， 具體以下步驟 及工藝條件：
( 1 )鍍前表面預處理;
( 2 )直流電鍍錫鍍, 其中，
鍍液包括：
SnS04 40~55g L,
H2 S04 60~80g/L, β-萘酚 0.3~1.0g/L，
明膠 l?3g/L，
電鍍工藝參數 ·.
電流密度： 0.3?0.8A/dm2，
溫度： 15~30°C，
pH值： 3-5,
陽極： 錫板， '
( 3 )將鍍好的金屬帶材用蒸餾水沖洗， 然后烘干;
( 4 )將烘干的金屬帶材置于 120~200°C條件下保溫， 以除去在電鍍過程 中鍍層中產生的氨。
6、一種權利要求 1所述的軟包鋰電池極耳材料的應用方法，其特征在于， 包括：
在所述基材表面鍍覆鎳層， 在所述基體的一端部增鍍覆錫層;
將所述基材上未鍍覆有錫層的端部焊接在電池上, 使所述基材作為所述 電池的極耳材料;
將所述基材上鍍覆有錫層的端部激光焊接到待焊的金屬材^"上。
7、根據權利要求 6所述的軟包鋰電池極耳材料的應用方法，其特征在于， 所述激光焊接的工藝參數為：
激光波長： 0.8?1.06μηι;
激光輸出功率 5-20W;
激光輸出頻率 1000-5000HZ;
激光脈沖寬度 lOOnm;
激光照射時間 8~10ms。
一種軟包鋰電池極耳材料及其電鍍方法及應用 技術領域 本發(fā)明涉及鋰離子電池領域， 尤其涉及一種軟包鋰電池極耳材料及其電 耳的制備與焊接， 特別適用于一種超薄軟包鋰電池的正負極極耳的制備與焊 接， 該電池用于有源 RFID、 有源 IC卡、 音樂卡 Γ賀卡等產品。 背景技術 隨著科學技術的發(fā)展， 具有有源 RFID、 有源 IC卡得到了越來越廣泛的 研究， 一種超薄軟包鋰電池以其重量輕、 比能量 ¾、 絕緣性好、 成本低等優(yōu) 點成為有源 RFID、 有源 IC卡最適合的電源。
目前， 軟包鋰電池極耳包括用金屬鋁制作的正極極耳和用金屬鎳、 金屬 銅制作的負極極耳， 技術存在諸多問題， 將目前技術用作超薄軟包鋰電池中 會帶來進一步的問題： 1、 由于鋁的不可焊接性， 用金屬鋁制作的正極極耳需 要轉鎳， 然而轉鎳操作麻煩， 且人工成本增加并且轉鎳后的極耳易¾焊且易 折斷。 2、 在普通的軟包鋰電池中用鎳帶做負極極耳， 但鎳的價格昂貴， 對于 降低生產成本不利。 3、 極耳的焊接通常采用超聲波焊接或者激光焊， 然而這 些焊接方法產生的熱量會對軟包鋰電池產生的防漏性能產生較大影響， 特別 對于這種超薄軟包鋰電池破壞更大， 首先， 焊接產生的熱量會破壞鋁塑膜， 造成電池短路; 其次， 焊接產生的熱量會通過極耳傳入電池內部， 使電池發(fā) 生漏液、 鼓脹、 甚至將金屬鋰熔融， 嚴重損害軟包鋰電池的使用壽命和電池 性能。 . 對于以上問題， 本領域技術人員提出了各種解決方法。 中國專利 CN101414673A中提到， 在鋁極耳的一端部上設有鍍鎳層， 使 極耳可以直接和保護電路進行焊接， 減少極耳的彎折次數， 也不會造成脫焊。 但是鋁上鍍鎳的各種方法均有不同的問題， 用電鍍和化學鍍的方法在鋁帶兩 側上鍍鎳， 會造成鋁帶韌性變差 并且超薄軟包鋰錳電池的極耳材料需要用 很薄的材料制成， 若用電鍍或化學鍍的方法制備出的鋁帶 ¾鎳作為板耳材料, 十分容易造成極耳斷裂， 降低產品合格率和使用壽命; 若用磁控濺射或真空 蒸鍍的方法制備鋁帶鍍鎳， 則制備極耳材料的成本較高， 對降低電池的生產 成本不利。 中國專利 CN101162778A中提到， 在銅基體房表面覆設有錫鎳合金層， 代替鎳極耳作為負極極耳， 該發(fā)明極耳材料可以代替鎳極耳， 降低生產成本。 但是銅也具有比較高的成本， 對降低成本也不利， 同時也不能滿足超薄軟包 鋰電池與待焊材料的焊接。 并且， 以上所述的進行改進后的以鋁、 銅作為材料的極耳還有一個問題： 由于其導熱性好， 在焊接的過程中產生的熱量會在極耳上迅速傳導， 熱量過 大會破壞鋁塑膜的絕緣層和極耳膠， 過長時的加熱也會將電池負極的金屬鋰 熔融， 損害的使用壽命和電池性能。 目前， 對極耳材料的主要研究方向都集中在極耳的材料選用和焊接方法， 對焊接時產生的熱量對電池的影響還很少有研究。 發(fā)明內容 本發(fā)明實施例第一目的在于提供一種軟包鋰電池極耳材料， 本極耳材料 具有較低的生產成本、 良好的焊接性以及合適的導熱性。 本發(fā)明實施例第一目的在于提供一種軟包鋰電池極耳材料電鍍方法， 操 作簡便且不會對電池內部產生破壞。 本發(fā)明實施例第一目的在于提供一種軟包鋰電池極耳材料應用方法， 極 耳的焊接效果好， 且悍接過程中不會對電池內部產生破壞。 本發(fā)明實施例還提供一種軟包鋰電池極耳材料， 所述極耳材料是以 SUS430不銹鋼帶、 銅帶、 鋁帶或鎳帶作為基底， 在所述基威一側的一端部先後覆一羞鎳鍍層， 在所述鎳鍍層上再鍍 層錫鍍層， 或者直接在所述基底一側的一端部鍍覆一層錫鍍層;
其中， 所述鎳鍍層厚度為 0.5?2μιη; 所述錫鍍層的厚度為 3~10μ??。 可選地， 所述基底為 SUS430不銹鋼帶， 厚度為 0.03~0.10mm。 本發(fā)明實施例還提供一種軟包鋰電池極耳材料電鍍方法， 包括： S1: 在所述基底一側的一端部先鍍覆一層鎳鍍層;
： S2: 在所述鎳鍍層上再鍍覆一層錫鍍層， &括以下步 *及工藝條件:
( 1 )鍍前表面預處理;
( 2 )直流電鍍鎳鍍層，
其中 ,· 鍍液包括：
NiS04-7H20 180?220g/L,
NiCl2-6H20 40?60g/L，
烯丙基磺酸鈉 0.4~2g/L,
丁炔二醇 0.4~0.5ml/L,
糖精 0.8?lg/L，
直流電鍍工藝參數：
電流密度： 3~6A/dm2,
pH值： 3·5?4.5，
溫度： 40~60°C，
陽極： 鎳板;
其中所述 pH值通過 HC1溶液以及 NaOH溶液調節(jié);
在鎳鍍層上再直流電鍍錫鍍層， 鍍液包括：
SnS04 40?55g/L，
H2 S04 60~80g/L,
β-蔡酚 0.3-1. Og/L,
明膠 l~3g/L,
電鍍工藝參數：
電流密度： 0.3?0.8A/dm2，
溫度: 15~30°C ,
pH值： 3-5,
陽極： 錫板;
將鍍好的金屬帶材用蒸餾水沖洗干凈， 然后烘干;
將烘干的金屬帶材置于 120~200°C條件下保溫，以除去在電鍍過程中鍍層 中產生的氫。
.可選地， 所述基底為 SUS430不銹鋼帶， 厚度為 0.03?0.10mm。
可選地， 所述步驟： 在所述基底一側的一端部先鍍覆一層鎳鍍層， 具體 以下步驟及工藝條件：
( 1 )鍍前表面預處理;
( 2 )直流電鍍錫鍍， 其中， 鍍液包括：
SnS04 40~55g/L, ' 、
H2 SO4 60~80g/L， β-萘酚' 0.3?1.0g/L， 明膠 l~3g/L, ' 電鍍工藝參數：
電流密度： 0.3?0.8A/dm2,
溫度： 15?30°C， pH值： 3-5,
陽極： 錫板，
( 3 )將鍍好的金屬帶材用蒸餾水沖洗， 然后烘干;
( 4 )將供干的金屬帶材置于 120~200°C條件下保溫， 以除去在電鍍過程 中鍍層中產生的氫。 本發(fā)明實施例還提供一種軟包鋰電池極耳材料應用方法， 包括： 在所述基材表面鍍覆鎳層， 在所述基體的一端部增鍍覆錫層; 將所述基材上未鍍覆有錫層的端部焊接在電池上， 使所述基材作為所述 電池的極耳材料; 將所述基材上鍍覆有錫層的端部激光焊接到待焊的金屬材料上。
可選地， 所述激光加熱焊接-的工藝參數為： 激光波長： 0.8~1.06μπι; 激光輸出功率： 5?20W; 激光輸出頻率： 1000~5000HZ; 激光脈沖寬度： lOOnm; 激光照射時間： 8?10ms。 由上可見， 應用本發(fā)明實施例的技術方案， 本發(fā)明所設計出的獨特的鎳、 錫雙層膜或錫單層膜構造在應用到激光焊接方面可以產生特別和良好的應用 效果。 因為錫的熔點較低， 只需要較低的熱量就可以將鍍覆雙層膜的極耳與 待焊金屬結合在一起， 如果不采用鍍錫極耳， 其基體材料與被焊接金屬的熔 點不同， 就要采用電阻焊或超聲波或氬弧焊等焊接方式， 而這幾種焊接方式 的焊接時間都較長， 高熱量會通過極耳傳導對電池形成必然的傷害， 有熱傳 導的發(fā)生對軟包鋰錳電池的防漏性能產生影響， 特別對于超薄軟包鋰電池破 壞更大。 所以發(fā)明人通過多次測試實驗發(fā)現采用本發(fā)明的極耳材料， 在對應 于極耳材料鍍有鎳、 錫雙層膜或錫單層膜的一端部的未鍍膜一側進行激光照 射， 讓極耳材料與待焊金屬結合在一起， 能達到焊接牢固、 不會對電池內部 產生破壞以及成本低的良好效果。 附圖說明 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解， 構成本申請的一部 分， 并不構成對本發(fā)明的不當限定， 在附圖中： 圖 1為本發(fā)明實施例 1中極耳材料雙層膜結構示意圖; 圖 2為本發(fā)明賣施例 中極耳材料采用鎳帶為基底的結構示意圖; 附圖 標 i己說明：
1為： 基底， 2為： 鎳鍍層， 3為： 錫鍍層， 4為： 鎳帶基底， 3: 錫鍍層。 具體實施方式 下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發(fā)明， 在此本發(fā)明的示意 性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明， 但并不作為對本發(fā)明的限定。
實施例 1 : 本發(fā)明的目的是通過下述方式實現。 本實施例提供的正負極極耳材料為： 主要用于有源 RFID、 有源 IC卡的 超薄型一次軟包鋰電池， 本實施例正負極材料以金屬帶材(如： SUS430不銹 鋼帶、 銅帶、 鋁帶或鎳帶) 為基底， 在基底的一側的端頂部鍍覆有雙層膜結 構， 底層為鎳鍍層， 表層錫鍍層; 或者直接在基底的一側的端頂部鍍覆錫鍍 層。 鎳鍍層厚度 0.5?2μιη; 錫鍍層的厚度為 3?10μη:ι。 本發(fā)明基底優(yōu)選厚度為 0.03~0.i0mni戽的 SUS430不銹鋼帶。 這是由于 不銹鋼帶與鋁帶相比， 不銹鋼帶具有較好的親和力， 在不銹鋼帶上可以直接 電鍍鎳、 錫等金屬， 省去了轉鎳的工序; 與鎳帶、 銅帶相比， 430不銹鋼帶的 價格只有鎳帶的十分之一左右， 只有銅帶價格的四分之一左右， 使用不銹鋼 帶可以在很大程度上降低超薄型軟包鋰電池的生產成本。 本發(fā)明底層的鎳鍍層采用直流電鍍的工藝制備而成。 鎳鍍層的厚度為 0.5~2μηι。 鎳鍍層可以提高極耳的強韌性和耐腐蝕能力， 使極耳材料不易被折 斷， 且鎳鍍層與鋼帶還有很好的結合力， 使極耳在焊接之后不易脫落。 鎳鍍 層的厚度特選在 0.5到 2μηι的范圍內， 在鎳鍍層小于 0.5μπι的情況下， 過薄 的鍍層對材料的耐腐蝕能力、 強韌性沒有明顯提高; 在鎳鍍層大于 2μιη的情 況下， 會使得生產成本比較高， 此外， 鍍層太厚會導致內應力增加， 不利于 在其之上鍍其他鍍層的性能要求。 本發(fā)明的表層為錫鍍層， 采用直流電鍍工藝制備而成。 表層為厚度為 3~10μηι。 錫鍍層可以使得超薄軟包鋰電池極耳的焊接性能有較大的提高, 同 時錫鍍層還可以提高極耳材料的韌性。 若錫鍍層小于 3μπι, 極耳在與極片的 焊接時， 不能產生足夠的結合力， 使超薄型鋰軟包電池在使用過程中， 極耳 容易脫落， 影響超薄型鋰軟包電池的成品率和 '正常使用壽命， 進而影響有源 RFID、 有源 IC卡的使用壽命; 若錫鍍層大于 ΙΟμπι, 過厚的錫鍍層會使生產 升本較高， 同時， 錫鍍層過厚還會增加超薄型鋰軟包電池的厚度， 使其無法 在有源 IC卡中使用。 本發(fā)明所設計出的獨特的鎳、 錫雙層膜或錫單層膜構造在應用到激光焊 接方面可以產生特別和良 的應用效果。 因為錫的熔點較低， 只需要較低的 熱量就可以將鍍覆雙層膜的極耳與待焊金屬結合在一起， 如果木采用鍍錫極 耳， 其基體材料與被焊接金屬的熔點不同， 就要采用電阻焊或超聲波或氬弧 焊等焊接方式， 而這幾種焊接方式的烊接時間都較長， 高熱量會通過極耳傳 導對電池形成必然的傷害， 有熱傳導的發(fā)生對軟包鋰錳電池的防漏性能產生 影響， 特別對于超薄軟包鋰電池破壞更大。 所以發(fā)明人通過多次測試實驗發(fā) 現采用奪發(fā)明的極耳材料， 在對應于極耳材料鍍有鎳、 錫雙層膜或錫單層膜 的一端部的未鍍膜一側進行激光照射， 讓極耳材料與待焊金屬結合在一起， 能達到焊接牢固、 不會對電池內部產生破壞以及成本低的良好效果。 實施例 1:
對 0.45mm厚軟包鋰電池與超薄型線路板進行焊接。
本實施例極耳材料是在厚度為 0.05mm的 SUS430不銹鋼帶基底 1一側的 一端部先鍍覆一層鎳鍍層 2， 在鎳鍍層 2上再鍍覆一層錫鍍層 3, 鎳鍍層 2厚 度為 Ιμπι; 錫鍍層 3的厚度為 5μηι。 其具體制備過程如下:
(1)鍍前表面預處理： 為了使鍍層與基底結合良好， 在電鍍前對上述鋼帶進行如下的表面預處 理'。 由于所用鋼帶的表面已比較平整， 鍍鎳前不需要磨光和機械拋光, 直接 進行除油處理。 本例采用化學高溫除油方法。
除油液由以下材料組成：
NaOH, 70g/L;
Na2CO, 40g/L;
Na3P04, 25g/L;
Na2Si03， Og/L; 除油液溫度： 80°C ; 除油時間： 3 min; 除油完全后， 用蒸餾水將試樣表面沖洗干凈， 再放入活化劑中進行活化; 活化劑組成：; 3vol%HCl;
活化時間： lmin。
(2)直流電鍍鎳鍍層
鍍液由以下材料組成：
NiS04-7H20: 200g/L;
NiCl2-6H20: 50g/L;
H3BO3 : 30g/L;
烯丙基磺酸鈉, lg/L;
丁炔二醇， 0.5ml L;
糖精， 0.9g/L; ： ' 直流電鍍工藝參數：
電流密度： 5A/dm2; ' pH值： 4;
溫度： 50°C ;
陽極： 鎳板;
電鍍時間： lmin;
鍍層厚度： Ιμπι
pH值通過 HC1溶液和 NaOH溶液調節(jié)。
(3)直流電鍍錫鍍層
鍍液包括：
SnS04 ： Og/L;
H2 S04: 70g/L; β-萘酚： 0.7g/L;
. 明膠： 2g/L;
電鍍工藝參數：
電流密度： 0.5A/dm2;
溫度： 25 °C;
pH值： 4;
陽極： 錫板;
鍍層厚度： 5μηι
(4)將鍍好的鋼帶用蒸條水沖洗， 然后供干;
(5)將鍍好的鋼帶置于 120?200°C條件下保溫， 以除去在電鍍過程中鍍層 中產生的氫。
(6)激光焊接：
激光波長： 1.06μηι; 激光輸出功率： 20W;
激光輸出頻率： 2000ΗΖ; 激光脈沖寬度; lOOnm;
激光照射時間： 10ms。
實施例 2
0.45mm厚軟包鋰電池與超薄型線路板的焊接;
本實施例極耳材料是在厚度為 0.05mm的鎳帶基底 4一側的一端部鍍覆一 層錫鍍層 3; 錫鍍層 3的厚度為 3~10μηι。 其電鍍和激光焊接處理條件和步驟 同實施例 1 , 只是無直流電鍍鎳鍍層這一步驟。
對上述的實施的性能測試結果如下： 按照下述方式制作出樣品， 作為比較例。 比較例 1：
選用厚度為 0.05mm的 430不銹鋼 作為極耳，與超薄型線路板釆用激光 進行焊接。 為達到合適的悍接強度， 通過實驗得到較好激光焊接工藝如下： 激光波長： Ι.Ο?μηι; 激光輸出功率 ： 37W;
激光輸出頻率： 2000ΗΖ; 激光脈沖寬度; 100ns;
激光照射時間: 16ms。
比較例 2:
選用厚度為 0.05mm的鋁極耳， 與超薄型線路板采用激光進行焊接。 為達 到合適的焊接強度， 通過實驗得到較好激光焊接工藝如下：
激光波長： 1.06μπι; 激光輸出功率 ： 35W; 激光輸出頻率： 2000ΗΖ; 激光脈沖寬度; 100ns;
激光照射時間： 15ms。
比較例 3:
選用厚度為 0.05mm的銅極耳， 與超薄型線路板采用激光進行焊接。 為達 到合適的焊接強度， 通過實驗得到較好激光焊接工藝如下： 激光波長： 1.06μπι; 激光輸出功率'： 33W;
激光輸出頻率： 2000ΗΖ; 激光脈沖寬度; 100ns;
. 激光照射時間： 15ms。
第一： 激光焊接功率、 時間比較 ― 對實施例 1和比較例 1、 2、 3激光焊接的功率、 時間進行比較， 見表 1。 表 1: 焊接功率、 時間比較表 功率 時間 實施例 2 20w 10ms 比較例 1 37w 16ms 比較例 2 35w 15ms 比較例 3 33w 15ms 通過上述評定可以看出， 本發(fā)明的實施例在激光焊接時所用功率和時間 均為最低， 因此產生的熱量要明顯小于其他極耳材料在激光焊接時產生的熱 量。
第二： ，與超薄型線路板垾接的成品率比較 對實施例 1和比較例 1、 2、 3各制備 200個樣品， 對樣品成品率進行比 較， 見表 2。
成品標準： 焊接后線路板無穿孔， 且極耳與線路板緊密結合。 結合力需 0.2kgf以上， 結合力用拉力計進行測試。 表 2 成品率比較表
第三： 與超薄型線路板的焊接結合力測試比較 對實施例 1和比較例 1、 2、 3各制備 200個成品， 對每個樣品進行結合 力測試， 計算每種方式的結合力平均值， 見表 3。
表 3 結合力比較表 項目 結合力 (Kgf) 實施例 2 ;' ■■ 2.27 比較例 1 ― 0.59 比較例 2 0.89 比較例 3 0.81 由上可見， 本發(fā)明所設計出的鎳、 錫雙層膜或錫單層膜的獨特構造， 應 用到激光焊接方面可以產生特別和良好的應用效果。 因為錫的熔點較低， 只 需要較低的熱量就可以將鍍覆雙層膜的極耳與待焊金屬結合在一起， 如果不 采用鍍錫極耳， 其基體材料與被焊接金屬的熔點不同， 就要采用電阻焊或超 聲波或氬弧焊等焊接方式， 而這幾種烊接方式的焊接時間都較長， 高熱量會 通過極耳傳導對電池形成必然的傷害， 有熱傳導的發(fā)生對軟包鋰錳電池的防 漏性能產生影響， 特別對于超薄軟包鋰電池破壞更大。 經過發(fā)明人通過多次 測試實驗發(fā)現采用本發(fā)明的極耳材料， 在對應于極耳材料鍍有鎳、 錫雙層膜 或錫單層膜的一端部的未鍍膜一側進行激光照射， 讓極耳材料與待焊金屬結 合在一起， 能達到焊接牢固、 不會對電池內部產生破壞以及成本低的良好效
'果。 以上對本發(fā)明實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹. 本文中應用了 明只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理; 同時， 對于本領域的一般技術人 員， 依據本發(fā)明實施例， 在具體實施方式以及應用范圍上均會有改變之處， 綜上所述， 本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。
