專利名稱：一種全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池，尤其是指一種全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
動(dòng)力電池組系統(tǒng)往往涉及幾百伏的電壓，因此在裝配時(shí)需要做到每節(jié)單體電池之間互相絕緣，以避免高壓直接加載到極柱與殼體間帶來(lái)的安全隱患。因?yàn)闃O柱與殼體之間存在游離態(tài)的電解液，高壓加載到殼體上會(huì)導(dǎo)致電解液被電離從而引起電解液分解產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致電池氣脹，嚴(yán)重者會(huì)瞬間電弧擊穿引發(fā)起火爆炸的危險(xiǎn)。但是金屬殼電池單體絕緣處理工藝復(fù)雜、成本較高并且存在失效風(fēng)險(xiǎn)，所以若是能夠隔絕電解液與殼體，也就是電池殼體如果實(shí)現(xiàn)“零”電壓，就可以大大提高電池組系統(tǒng)的安全性。 傳統(tǒng)的金屬殼電池在蓋板上同時(shí)具有注液口和安全閥，并且注液口直接在金屬蓋板上沖出小孔徑圓孔，這樣注液時(shí)必然造成電解液與蓋板接觸。而且為了控制注液時(shí)間往往采用加壓注液或抽真空注液的方式，造成電解液在電池上部空腔積聚，導(dǎo)致電解液浸潤(rùn)到蓋板間隙內(nèi)，這樣就會(huì)使得殼體與極柱通過(guò)電解液導(dǎo)通，造成正極一電解液一殼體一電解液一負(fù)極的三電位。當(dāng)使用鋁作為殼體材質(zhì)時(shí)還可能引發(fā)電化學(xué)腐蝕。并且因?yàn)榻饘贇んw帶有虛電，所以組成模塊時(shí)必須將每個(gè)單體電池之間充分做好絕緣處理，避免串聯(lián)電池組產(chǎn)生的高壓直接將電解液電離。同時(shí)殼體極柱的絕緣阻抗也因?yàn)殡娊庖簩?dǎo)通而大大降低，這些都將顯著影響電池組的安全性，也大大限制了金屬殼電池的應(yīng)用。傳統(tǒng)的軟包裝電池因?yàn)橥鈿ぐ蹭X塑膜的尼龍層具有極好的絕緣性和裝配性，但是軟包裝電池的鋁塑膜封口是采用熱封技術(shù)，其密封性難以達(dá)到3年以上的使用需求，也不能滿足長(zhǎng)時(shí)間，大電流，在惡劣條件下使用的需求。金屬殼電池的極柱連接方式一般采用的是螺紋連接方式，該機(jī)械連接方式通過(guò)螺母旋緊極柱壓緊跨接片，其具有良好的裝配性，但是電池組在組裝過(guò)程中扭矩控制繁瑣，而且需要使用彈墊、平墊或防松螺母等額外附件，如此也增加了整個(gè)系統(tǒng)的重量。采用極柱螺紋連接的方式在復(fù)雜的工況可能導(dǎo)致螺母/跨接片接觸面變得松動(dòng)或腐蝕而引起內(nèi)阻增大從而導(dǎo)致電池不一致，影響系統(tǒng)循環(huán)壽命。因此開發(fā)焊接一體化的電池組裝方式也是近來(lái)的研究重點(diǎn)，但是對(duì)于動(dòng)力電池來(lái)講，因?yàn)樾枰箅娏鞒浞烹?，所以一般跨接片厚度都超過(guò)1mm，電動(dòng)自行車領(lǐng)域使用的電池組的電阻電焊的連接方式難以滿足焊接厚板跨接片的需求，而采用其他焊接方式諸如超聲焊或激光焊接都面臨銅、鋁焊接的難度。傳統(tǒng)的蓋板設(shè)計(jì)集中在極柱密封，如專利申請(qǐng)201010212781. 2公開了動(dòng)力鋰電池頂蓋電極柱密封連接及制造裝配方法，設(shè)計(jì)帶錐面的電極柱和密封墊圈，利用錐面作用使密封圈在徑向產(chǎn)生彈性變形，在鎖緊螺母鎖緊時(shí)達(dá)到極柱密封的目的，但此種方式并不能解決金屬殼電池帶電的問(wèn)題。專利200920116889. 4公開了一種防爆全密封的鋰電池殼體，電池極柱由壓縮密封件與電池上蓋密封連接為一體，電池極柱中心設(shè)置有注液孔，電池下蓋設(shè)有防爆泄壓機(jī)構(gòu)，該蓋板將注液口放置于極柱上，在注液初期電解液不會(huì)接觸蓋板，但是隨著電解液注入量逐漸增大，電池內(nèi)部壓強(qiáng)增大，電解液會(huì)填充到蓋板空隙處，并且在蓋板內(nèi)部并不具備密封墊將蓋板與電解液隔離。以上列舉的專利主要都是針對(duì)電池極柱密封方面，并未涉及電池內(nèi)部的全密封，對(duì)金屬殼鋰離子電池而言，仍然存在殼體絕緣阻抗低的安全隱患，而且由于使用極柱螺紋連接增加了電池高度，可能引起螺紋連接的內(nèi)阻大、循環(huán)差的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，通過(guò)改變傳統(tǒng)注液口設(shè)計(jì)方式，增加注液口密封層將注液部件與蓋板分隔開；使用密封墊隔離電解液與蓋板；使用全密封襯套隔絕電解液與殼體的接觸，使電池內(nèi)部實(shí)現(xiàn)全密封，極大提高電池安 全性；另外采用導(dǎo)電鋁作為極柱和跨接片，采用激光焊接工藝連接形成電池組，降低電池組內(nèi)阻，提高電池組一致性和循環(huán)使用壽命。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其包含電芯；全密封蓋板，其設(shè)置在所述電芯頂部并與所述電芯連接；全密封襯套，其具有一頂部敞口，所述電芯由該頂部敞口處套入所述全密封襯套內(nèi)，即所述全密封襯套完全包覆電芯底部和四周；殼體，其具有一頂部開口，所述包覆有全密封襯套的電芯由該頂部開口處套入所述殼體內(nèi)，所述殼體與所述全密封蓋板之間通過(guò)焊接連接；其中，所述全密封蓋板包含分別通過(guò)鉚接固定在全密封蓋板頂面兩側(cè)的極柱，以作為鋰離子電池的正極和負(fù)極；固定設(shè)置在所述兩個(gè)極柱之間且垂直貫穿蓋板的注液部件，其與蓋板之間通過(guò)鉚接連接，在所述蓋板和注液部件之間設(shè)置有注液口密封層；插入設(shè)置在所述注液部件內(nèi)且與該注液部件固定連接的安全閥；通過(guò)鉚接固定在所述蓋板底面的密封墊；所述極柱采用導(dǎo)電鋁材料通過(guò)焊接一體化成型，該極柱上設(shè)置有極柱平階和極柱插口 ；所述極柱插口的厚度與采用導(dǎo)電鋁材料制成的跨接片厚度相同，用于插入并定位該跨接片；所述極柱平階用于對(duì)齊跨接片；采用激光焊接工藝焊接極柱平階與跨接片之間的焊縫，使跨接片和極柱之間固定連接；所述全密封襯套的頂部敞口側(cè)邊與所述密封墊之間密封連接。在所述極柱上通過(guò)鉚接或焊接設(shè)置信號(hào)采樣端子，或者通過(guò)在極柱上預(yù)留安裝孔安裝信號(hào)采樣端子。在所述極柱和蓋板之間設(shè)置有極柱絕緣層，該極柱絕緣層通過(guò)注塑形成在蓋板的頂面和底面上。所述注液部件具有一注液內(nèi)腔，在所述注液內(nèi)腔的上方開設(shè)有注液口，該注液口的內(nèi)壁上設(shè)置有內(nèi)螺紋；所述注液口密封層設(shè)置在所述注液口外部周圍和蓋板之間，該注液口密封層通過(guò)注塑形成在蓋板上。所述安全閥的外壁上設(shè)置有與注液口的內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋，所述安全閥插入注液口內(nèi)且通過(guò)螺紋與注液部件之間實(shí)現(xiàn)固定連接；在所述安全閥和注液口之間設(shè)置有密封圈；所述安全閥的中心開設(shè)有泄壓通孔，在所述泄壓通孔的內(nèi)部或外部通過(guò)焊接或鉚接的方式固定設(shè)置有防爆膜。所述密封墊的厚度為4 5mm，采用聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯的絕緣材料制成；該密封墊鉚接固定在所述全密封蓋板的底面，并壓緊所述注液口密封層和注塑形成在全密封蓋板底面上的極柱絕緣層；所述密封墊在其與注液口密封層的接觸部位，以及在其與極柱絕緣層的接觸部位均設(shè)置有相匹配密封墊臺(tái)階；所述密封墊的中間開設(shè)有密封墊注液口，其與所述注液內(nèi)腔密封匹配且通過(guò)鉚接連接；該密封墊注液口的高度高于密封墊的厚度，并且高于注液內(nèi)腔的深度；所述密封墊的底部?jī)啥诉€設(shè)置有若干密封墊插槽。所述蓋板還包含通過(guò)鉚接固定在密封墊底部的連接片，所述連接片露出蓋板的兩側(cè)部分彎折成與所述蓋板垂直，該連接片與所述電芯通過(guò)焊接連接以實(shí)現(xiàn)蓋板和電芯的連接；在所述連接片和密封墊之間還設(shè)置有定位塊。所述電芯的頂部外側(cè)上安裝有防振扣環(huán)，其通過(guò)所述密封墊上的密封墊插槽定位，并采用扣環(huán)卡扣鎖緊。所述全密封襯套采用注塑或吸塑成型的工藝一體成型，厚度為0. I 0. 2mm，采用聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯的絕緣材料制成；該全密封襯套的頂部敞口側(cè)邊與所述密封墊之間采用熱封、熱壓或超焊等工藝進(jìn)行全密封連接。所述殼體采用鋁材質(zhì)、不銹鋼材質(zhì)、鎂材質(zhì)、鈦合金材質(zhì)或上述各金屬材質(zhì)的復(fù)合 材質(zhì)制成。綜上所述，本發(fā)明所提供的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其電池內(nèi)部實(shí)現(xiàn)全密封，使得注液時(shí)電解液無(wú)法與殼體或蓋板發(fā)生接觸，也就增大了殼體的絕緣阻抗，提高了電池的安全性。I、在蓋板和注液部件之間設(shè)置注液口密封層，并通過(guò)采用密封墊實(shí)現(xiàn)蓋板全密封；進(jìn)一步通過(guò)全密封襯套與密封墊的熱封或超焊實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部的全密封，提高了金屬殼體電池的安全性。2、采用易焊的導(dǎo)電鋁作為極柱和跨接片，避免了傳統(tǒng)技術(shù)中銅、鋁焊接難的問(wèn)題，采用激光焊接的連接方式形成電池組，有利于降低電池組內(nèi)阻，提升電池組各單體的一致性，延長(zhǎng)電池組使用壽命。3、安全閥與注液部件同口設(shè)置，節(jié)省了蓋板上的空間，降低了成本，并且安全閥可以方便拆卸有利于閉口化成排出廢氣，從而簡(jiǎn)化了工藝步驟。


圖I為本發(fā)明的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明中的全密封蓋板的頂面結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明中的全密封蓋板的底面結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明中的全密封蓋板的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明中的極柱的結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明中的密封墊的頂面結(jié)構(gòu)示意 圖7為本發(fā)明中的密封墊的底面結(jié)構(gòu)示意 圖8為本發(fā)明中的注液部件和安全閥的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖9為本發(fā)明中的電芯及全密封襯套的裝配示意 圖10為本發(fā)明中的防振扣環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合圖I 圖10，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
如圖I所示，為本發(fā)明提供的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖。該鋰離子電池包含電芯；全密封蓋板1，其設(shè)置在所述電芯頂部并與所述電芯連接；全密封襯套2，其具有一頂部敞口，所述電芯由該頂部敞口處套入所述全密封襯套2內(nèi)，即所述全密封襯套2完全包覆電芯底部和四周(請(qǐng)參見圖9);殼體9，其具有一頂部開口，所述包覆有全密封襯套2的電芯由該頂部開口處套入所述殼體9內(nèi)，所述殼體9與所述全密封蓋板之間通過(guò)焊接連接。 如圖2、圖3和圖4所示，所述全密封蓋板I (以下簡(jiǎn)稱蓋板I)包含分別固定設(shè)置在蓋板I頂面兩側(cè)極柱3，以作為鋰離子電池的正極和負(fù)極；固定設(shè)置在所述兩個(gè)極柱3之間且垂直貫穿蓋板I的注液部件4，在所述蓋板I和注液部件4之間設(shè)置有注液口密封層41 ;插入設(shè)置在所述注液部件4內(nèi)且與該注液部件4固定連接的安全閥5;固定設(shè)置在所述蓋板I底面的密封墊6。如圖2、圖4和圖5所示，所述極柱3采用易焊導(dǎo)電鋁材料通過(guò)焊接一體化成型，其通過(guò)鉚釘34連接固定在蓋板I的頂面兩側(cè)。所述極柱3上設(shè)置有極柱平階31和極柱插口32 ;該極柱插口 32的厚度與同樣采用易焊導(dǎo)電鋁材料制成的跨接片厚度相同，用于插入并定位該跨接片；所述極柱平階31用于對(duì)齊跨接片；采用激光焊接工藝焊接極柱平階31與跨接片之間的焊縫，實(shí)現(xiàn)跨接片和極柱3之間的固定連接，從而實(shí)現(xiàn)若干節(jié)鋰離子電池之間的連接而形成電池組，能提高單節(jié)鋰離子電池的體積比能量，有效避免常用的負(fù)極銅與鋁焊接難的問(wèn)題。并且，由于采用上述結(jié)構(gòu)的極柱，在制造過(guò)程中能夠加大跨接片的厚度以實(shí)現(xiàn)大電流流通，避免傳統(tǒng)電阻點(diǎn)焊只能通過(guò)小電流的連接方式。在連接若干節(jié)鋰離子電池時(shí)采用焊接一體化的連接方式，可以顯著降低電池組內(nèi)阻，提高并增強(qiáng)電池組循環(huán)一致性，延長(zhǎng)電池組系統(tǒng)的使用壽命。進(jìn)一步，在所述極柱3上通過(guò)鉚接或焊接設(shè)置信號(hào)采樣端子33，或者通過(guò)在極柱3上預(yù)留安裝孔來(lái)安裝該信號(hào)采樣端子33，當(dāng)若干節(jié)鋰離子電池連接成電池組后，所述信號(hào)采樣端子33作為采集每節(jié)鋰離子電池的電壓數(shù)據(jù)的連接線接口，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組中的每節(jié)單體電池的信號(hào)采集。另外，在所述極柱3和蓋板I之間還設(shè)置有極柱絕緣層11，該極柱絕緣層11通過(guò)注塑形成在蓋板I的頂面和底面上(如圖4所示)。如圖4和圖8所示，所述注液部件4與蓋板I之間通過(guò)鉚接連接。所述注液部件4具有一注液內(nèi)腔42,該注液內(nèi)腔42具有大的注液孔徑,有利于向電芯內(nèi)注液時(shí)電解液能快速通暢的流入電芯；在所述注液內(nèi)腔42的上方開設(shè)有注液口 43。所述注液口密封層41設(shè)置在所述注液口 43外部周圍和蓋板I之間，該注液口密封層41通過(guò)上下一體注塑形成在蓋板I上，利用該注液口密封層41分隔開注液部件4和蓋板I,避免向電芯內(nèi)注液時(shí)電解液浸潤(rùn)到蓋板I。所述注液口 43的內(nèi)壁上設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述安全閥5的外壁上設(shè)置有與注液口 43的內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋。如圖8所示，所述安全閥5插入注液口 43內(nèi)且通過(guò)螺紋與注液部件4之間實(shí)現(xiàn)固定連接。所述安全閥5和注液口 43之間進(jìn)一步采用密封圈進(jìn)行密封。所述安全閥5的中心還開設(shè)有泄壓通孔，在所述泄壓通孔的內(nèi)部或外部通過(guò)焊接或鉚接的方式固定設(shè)置有防爆膜51，用以拆卸安全閥5以實(shí)現(xiàn)閉口化成。如圖4、圖6和圖7所示，所述密封墊6的厚度優(yōu)選為4 5_，以達(dá)到匹配合適的熱封機(jī)壓頭或超焊設(shè)備焊頭；該密封墊6優(yōu)選采用PP (聚丙烯)、PE (聚乙烯)或PTFE (聚四氟乙烯)等優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度耐腐蝕的絕緣材料。所述密封墊6利用鉚釘34固定連接在所述蓋板I的底面上，其壓緊所述注液口密封層41和注塑形成在蓋板I底面上的極柱絕緣層11，以起到注液后隔絕電解液擴(kuò)散到蓋板I上的作用，使蓋板I具有全密封性能。所述密封墊6在其與注液口密封層41的接觸部位，以及在其與極柱絕緣層11的接觸部位均設(shè)置有相匹配密封墊臺(tái)階61 (如圖7所示)，以增強(qiáng)密封墊6與注液口密封層41、以及極柱絕緣層11之間的密封效果。所述密封墊6的中間開設(shè)有密封墊注液口 62，其與所述注液內(nèi)腔42密封匹配且通過(guò)鉚接連接；所述密封墊注液口 62的高度高于密封墊6的厚度，并且高于注液內(nèi)腔42的深度，以增加電解液回流至蓋板I上的流通路徑。所述密封墊6的底部?jī)啥诉€設(shè)置有若干密封墊插槽63。如圖I、圖9和圖10所示，所述電芯的頂部外側(cè)上還安裝有防振扣環(huán)7，其通過(guò)所述密封墊6上的密封墊插槽63定位，并使用扣環(huán)卡扣71鎖緊，用以保護(hù)電芯并起到抗振和絕緣的功效，使電芯在振動(dòng)過(guò)程中降低垂直方向的振動(dòng)位移，增強(qiáng)電芯的抗振性。如圖3和圖4所示，所述蓋板I還包含通過(guò)鉚釘34固定連接在密封墊6底部的連接片8，將所述連接片8露出蓋板I的兩側(cè)部分彎折成與所述蓋板I垂直，并將所述連接片 8與所述電芯通過(guò)焊接連接以實(shí)現(xiàn)蓋板I和電芯的連接。在所述連接片8和密封墊6之間還設(shè)置有定位塊81，由于所述密封墊6具有一定厚度，當(dāng)其與蓋板I底面的極柱絕緣層11咬合密封后，通過(guò)定位塊81壓實(shí)，并且填滿密封墊6內(nèi)部使鉚接后連接片8不會(huì)產(chǎn)生變形。具體如圖4所示，所述極柱3，極柱絕緣層11，蓋板1，密封墊6，定位塊81和連接片8采用雙鉚釘34實(shí)現(xiàn)鉚接連接。如圖9所示，所述全密封襯套2采用注塑或吸塑成型的工藝一體成型，該全密封襯套2除了具有一個(gè)頂部敞口用于放入電芯外，其余部位完全密封，該全密封襯套2的厚度優(yōu)選為0. I 0. 2mm,材質(zhì)與所述密封墊6相同，即優(yōu)選采用PP、PE或PTFE等優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度耐腐蝕的絕緣材料。所述電芯頂部通過(guò)連接片8與蓋板I完成焊接并安裝防振扣環(huán)7后，由全密封襯套2的頂部敞口處放入直至該全密封襯套2完全包覆電芯的底部和四周。所述全密封襯套2的頂部敞口側(cè)邊與所述密封墊6之間采用熱封、熱壓或超焊等工藝進(jìn)行連接，壓頭或焊頭軌跡重疊，以此保證全密封襯套2與密封墊6實(shí)現(xiàn)完全密封，使得整個(gè)電芯內(nèi)部達(dá)到全密封；即該鋰離子電池在注液過(guò)程和使用過(guò)程中都不會(huì)發(fā)生電解液接觸到金屬殼體9，從而實(shí)現(xiàn)金屬殼體9保證“零”電壓，并且避免了因電解液導(dǎo)通而引起的殼體腐蝕，增加了絕緣阻抗，大大提高了安全性。所述殼體9為金屬殼體，其優(yōu)選采用輕質(zhì)導(dǎo)熱鋁材質(zhì)、不銹鋼材質(zhì)、鎂材質(zhì)、鈦合金材質(zhì)或上述各金屬材質(zhì)的復(fù)合材質(zhì)制成。由于本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)電解液與金屬殼體9之間的完全隔絕，因此能夠避免金屬殼體9被腐蝕。以下詳細(xì)描述本發(fā)明所提供的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池的裝配過(guò)程。首先，在蓋板I上注塑形成極柱絕緣層11和注液口密封層41 ;將焊接一體化成型的極柱3、注液部件4、密封墊6、連接片8和定位塊81通過(guò)鉚釘34鉚接固定在蓋板I上，所述密封墊6的密封墊注液口 62與注液部件4的注液內(nèi)腔42密封匹配，并且通過(guò)密封墊臺(tái)階61增強(qiáng)密封墊6與注液口密封層41、以及極柱絕緣層11之間的密封效果，以實(shí)現(xiàn)蓋板I全密封。隨后先將所述連接片8露出蓋板I的兩側(cè)部分彎折成與所述蓋板I垂直，再通過(guò)焊接連接片8與電芯實(shí)現(xiàn)全密封蓋板I和電芯之間的連接，并且利用密封墊插槽63定位防振扣環(huán)7，以在所述電芯的頂部外側(cè)上安裝防振扣環(huán)7以降低電池振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。然后使用全密封襯套2包覆整個(gè)電芯底部和四周，并且將全密封襯套2的頂部敞口側(cè)邊與密封墊6之間通過(guò)熱封或超焊實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部完全密封。進(jìn)一步將殼體9套設(shè)在包覆了全密封襯套2的電芯外部,并通過(guò)焊接連接殼體9和蓋板I。接著通過(guò)注液部件4的注液口 43向電芯內(nèi)注射電解液，完成后旋緊安全閥5進(jìn)行化成，待化成結(jié)束后打開安全閥5排出電池內(nèi)部產(chǎn)生的廢氣，從而完成單體鋰離子電池的裝配和制造。接著通過(guò)在極柱3上定位并焊接跨接片，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)單體鋰離子電池的連接，從而形成電池組。綜上所述，本發(fā)明所提供的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其電池內(nèi)部實(shí)現(xiàn)全密封，使得注液時(shí)電解液無(wú)法與殼體或蓋板發(fā)生接觸，也就增大了殼體的絕緣阻抗，提高了電池的安全性。本發(fā)明具有以下有益效果。I、在蓋板和注液部件之間設(shè)置注液口密封層，并通過(guò)采用密封墊實(shí)現(xiàn)蓋板全密封；進(jìn)一步通過(guò)全密封襯套與密封墊的熱封或超焊實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部的全密封，提高了金屬殼 體電池的安全性。2、采用易焊的導(dǎo)電鋁作為極柱和跨接片，避免了傳統(tǒng)技術(shù)中銅、鋁焊接難的問(wèn)題，采用激光焊接的連接方式形成電池組，有利于降低電池組內(nèi)阻，提升電池組各單體的一致性，延長(zhǎng)電池組使用壽命。3、安全閥與注液部件同口設(shè)置，節(jié)省了蓋板上的空間，降低了成本，并且安全閥可以方便拆卸有利于閉口化成排出廢氣，從而簡(jiǎn)化了工藝步驟。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其特征在于，包含 電芯； 全密封蓋板(1)，其設(shè)置在所述電芯頂部并與所述電芯連接； 全密封襯套(2)，其具有一頂部敞口，所述電芯由該頂部敞口處套入所述全密封襯套(2)內(nèi)，即所述全密封襯套(2)完全包覆電芯底部和四周； 殼體(9)，其具有一頂部開口，所述包覆有全密封襯套(2)的電芯由該頂部開口處套入所述殼體(9)內(nèi)，所述殼體(9)與所述全密封蓋板之間通過(guò)焊接連接； 其中，所述全密封蓋板(I)包含 分別通過(guò)鉚接固定在全密封蓋板(I)頂面兩側(cè)的極柱(3)，以作為鋰離子電池的正極和負(fù)極； 固定設(shè)置在所述兩個(gè)極柱(3)之間且垂直貫穿蓋板(I)的注液部件(4)，其與蓋板(I)之間通過(guò)鉚接連接，在所述蓋板(I)和注液部件(4)之間設(shè)置有注液口密封層(41)； 插入設(shè)置在所述注液部件(4)內(nèi)且與該注液部件(4)固定連接的安全閥(5)； 通過(guò)鉚接固定在所述蓋板(I)底面的密封墊(6);所述全密封襯套(2)的頂部敞口側(cè)邊與所述密封墊(6)之間密封連接； 所述極柱(3)采用導(dǎo)電鋁材料通過(guò)焊接一體化成型，該極柱(3)上設(shè)置有極柱平階(31)和極柱插口(32)； 所述極柱插口( 32 )的厚度與采用導(dǎo)電鋁材料制成的跨接片厚度相同，用于插入并定位該跨接片； 所述極柱平階(31)用于對(duì)齊跨接片； 采用激光焊接工藝焊接極柱平階(31)與跨接片之間的焊縫，使跨接片和極柱(3)之間固定連接。
2.如權(quán)利要求I所述的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其特征在于，在所述極柱(3)上通過(guò)鉚接或焊接設(shè)置信號(hào)采樣端子(33)，或者通過(guò)在極柱(3)上預(yù)留安裝孔安裝信號(hào)采樣端子(33)。
3.如權(quán)利要求2所述的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其特征在于，在所述極柱(3 )和蓋板(I)之間設(shè)置有極柱絕緣層(11)，該極柱絕緣層(11)通過(guò)注塑形成在蓋板(I)的頂面和底面上。
4.如權(quán)利要求3所述的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其特征在于，所述注液部件(4)具有一注液內(nèi)腔(42)，在所述注液內(nèi)腔(42)的上方開設(shè)有注液口(43)，該注液口(43)的內(nèi)壁上設(shè)置有內(nèi)螺紋； 所述注液口密封層(41)設(shè)置在所述注液口(43)外部周圍和蓋板(I)之間，該注液口密封層(41)通過(guò)注塑形成在蓋板(I)上。
5.如權(quán)利要求4所述的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其特征在于，所述安全閥(5)的外壁上設(shè)置有與注液口(43)的內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋，所述安全閥(5)插入注液口(43)內(nèi)且通過(guò)螺紋與注液部件(4)之間實(shí)現(xiàn)固定連接； 在所述安全閥(5)和注液口(43)之間設(shè)置有密封圈； 所述安全閥(5)的中心開設(shè)有泄壓通孔，在所述泄壓通孔的內(nèi)部或外部通過(guò)焊接或鉚接的方式固定設(shè)置有防爆膜(51)。
6.如權(quán)利要求4所述的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其特征在于，所述密封墊(6)的厚度為4 5mm，采用聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯的絕緣材料制成； 所述密封墊(6)鉚接固定在所述全密封蓋板(I)的底面，并壓緊所述注液口密封層(41)和注塑形成在全密封蓋板(I)底面上的極柱絕緣層(11); 所述密封墊(6)在其與注液口密封層(41)的接觸部位，以及在其與極柱絕緣層(11)的接觸部位均設(shè)置有相匹配密封墊臺(tái)階(61)； 所述密封墊(6)的中間開設(shè)有密封墊注液口(62)，其與所述注液內(nèi)腔(42)密封匹配且通過(guò)鉚接連接；該密封墊注液口(62)的高度高于密封墊(6)的厚度，并且高于注液內(nèi)腔(42)的深度； 所述密封墊(6 )的底部?jī)啥诉€設(shè)置有若干密封墊插槽(63 )。
7.如權(quán)利要求6所述的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其特征在于，所述蓋板(I)還包含通過(guò)鉚接固定在密封墊(6 )底部的連接片(8 )，所述連接片(8 )露出蓋板(I)的兩側(cè)部分彎折成與所述蓋板(I)垂直，該連接片(8)與所述電芯通過(guò)焊接連接以實(shí)現(xiàn)蓋板(I)和電芯的連接； 在所述連接片(8 )和密封墊(6 )之間還設(shè)置有定位塊(81)。
8.如權(quán)利要求6所述的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其特征在于，所述電芯的頂部外側(cè)上安裝有防振扣環(huán)(7 )，其通過(guò)所述密封墊(6 )上的密封墊插槽(63 )定位，并采用扣環(huán)卡扣(71)鎖緊。
9.如權(quán)利要求6所述的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其特征在于，所述全密封襯套(2)采用注塑或吸塑成型的工藝一體成型，厚度為0. I 0. 2mm，采用聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯的絕緣材料制成； 該全密封襯套(2)的頂部敞口側(cè)邊與所述密封墊(6)之間采用熱封、熱壓或超焊等工藝進(jìn)行全密封連接。
10.如權(quán)利要求I所述的全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其特征在于，所述殼體(9)采用鋁材質(zhì)、不銹鋼材質(zhì)、鎂材質(zhì)、鈦合金材質(zhì)或上述各金屬材質(zhì)的復(fù)合材質(zhì)制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全密封耐腐蝕的焊接一體化鋰離子電池，其包含電芯；全密封蓋板，其設(shè)置在所述電芯頂部并與所述電芯連接；全密封襯套，其具有一頂部敞口，所述電芯由該頂部敞口處套入所述全密封襯套內(nèi)，即所述全密封襯套完全包覆電芯底部和四周；殼體，其具有一頂部開口，所述包覆有全密封襯套的電芯由該頂部開口處套入所述殼體內(nèi)，所述殼體與所述全密封蓋板之間通過(guò)焊接連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部全密封，使得注液時(shí)電解液無(wú)法與殼體或蓋板發(fā)生接觸，也就增大了殼體的絕緣阻抗，提高了電池的安全性。
文檔編號(hào)H01M2/08GK102738507SQ201210257218
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者侯敏, 劉思, 曹輝, 王東, 趙文鵬 申請(qǐng)人:上海航天電源技術(shù)有限責(zé)任公司