端面焊的圓柱型鋰電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種端面焊的圓柱型鋰電池，屬于化學(xué)電源【技術(shù)領(lǐng)域】。包括外殼及包覆于外殼內(nèi)的電芯，電芯的中心有芯棒，電芯兩端外露的正、負(fù)極骨架表面為平面結(jié)構(gòu)，并在正極骨架表面焊接正極集流體，在負(fù)極骨架表面焊接負(fù)極集流體，正極集流體和負(fù)極集流體表面焊接的負(fù)極導(dǎo)電極耳表面分別焊接有正極導(dǎo)電極耳和負(fù)極導(dǎo)電極耳，正極導(dǎo)電極耳外側(cè)端面與負(fù)極導(dǎo)電極耳外側(cè)端面分別焊接連接一個(gè)端蓋導(dǎo)電盤，外殼前后兩個(gè)開口端分別焊接連接一個(gè)端蓋蓋板，端蓋蓋板將端蓋導(dǎo)電盤封裝于外殼內(nèi)。其優(yōu)點(diǎn)在于：該產(chǎn)品制造簡便，集流效果好，使鋰動(dòng)力電池的性能得到很大提高，同時(shí)該電池也有助于高功率、超高容量圓柱鋰動(dòng)力電池裝配的自動(dòng)化生產(chǎn)。
【專利說明】端面焊的圓柱型鋰電池
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種鋰電池結(jié)構(gòu)，具體地說是一種端面焊的圓柱型鋰電池，屬于化學(xué)電源【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著無繩電動(dòng)工具、無繩家電、電動(dòng)汽車和風(fēng)、光電力的發(fā)展，對(duì)動(dòng)力型、儲(chǔ)能型的電池特別是對(duì)鋰動(dòng)力電池的需求越來越大。鋰電池大容量高功率性能越來越受到關(guān)注。一直以來，由于集流問題，鋰電行業(yè)普遍都認(rèn)為低容量常規(guī)電池采用小圓柱型工藝生產(chǎn)，高容量或高功率的電池采用方形迭片工藝生產(chǎn)。
[0004]眾所周知，鋰電池極片的正、負(fù)極骨架是銅箔和鋁箔，厚度都只有20微米左右，對(duì)如此薄的金屬箔業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為是無法采用端面焊工藝的。所以迄今為止，一般圓柱型鋰電池均采用單極耳集流，動(dòng)力型的鋰電池采用多極耳集流，隨后高功率、超高容量的鋰動(dòng)力電池，又出現(xiàn)了方形迭片式工藝。鋰動(dòng)力電池迭片工藝雖然解決了一些問題，但其工藝復(fù)雜，極片沖切斷面較多，易刺穿隔膜造成短路，或產(chǎn)生負(fù)反應(yīng)，機(jī)械化不容易實(shí)現(xiàn)，設(shè)備投資大，生產(chǎn)效率低。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行裝配時(shí)，不管是圓柱形的還是方形的，都是采用單極耳或多極耳集流方式，不僅效率低，而且電池品質(zhì)也不高。因此不論是多極耳方式還是采用迭片式的集流方式高功率性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)及不上端面焊的集流效果。端面焊技術(shù)雖然在鎳氫電池、鎳鎘電池等常用動(dòng)力型電池上也有應(yīng)用，但其工藝和集流體都無法直接應(yīng)用在鋰動(dòng)力電池領(lǐng)域。最關(guān)鍵的制約因素一是電池的極片正、負(fù)極非常薄的銅箔和鋁箔骨架無法處理，二是沒有適合于鋰電池端面焊的集流體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)上述問題，提供一種端面焊的圓柱型鋰電池，該電池制造簡便，集流效果好，使鋰動(dòng)力電池的性能得到很大提高，同時(shí)該電池也有助于高功率、超高容量圓柱鋰動(dòng)力電池裝配的自動(dòng)化生產(chǎn)，其采用的技術(shù)方案如下:
一種端面焊的圓柱型鋰電池，包括外殼及包覆于外殼內(nèi)的電芯，電芯的中心有沿軸向方向設(shè)置的芯棒，電芯兩端外露的正、負(fù)極骨架表面為平面結(jié)構(gòu)，并在正極骨架表面焊接正極集流體，在負(fù)極骨架表面焊接負(fù)極集流體，正極集流體和負(fù)極集流體表面分別焊接有正極導(dǎo)電極耳和負(fù)極導(dǎo)電極耳，正極導(dǎo)電極耳外側(cè)端面與負(fù)極導(dǎo)電極耳外側(cè)端面分別焊接連接一個(gè)端蓋導(dǎo)電盤，外殼前后兩個(gè)開口端分別焊接連接一個(gè)端蓋蓋板，端蓋蓋板將端蓋導(dǎo)電盤封裝于外殼內(nèi)，在其中一個(gè)端蓋蓋板表面固定有正極螺桿，在另一個(gè)端蓋蓋板表面固定有負(fù)極螺桿。
[0007]所述正極螺桿上開設(shè)有注液孔，注液孔內(nèi)端溝通電芯內(nèi)腔，并在注液孔內(nèi)設(shè)置鋼球；負(fù)極螺桿端部設(shè)有安全閥孔。
[0008]所述正極集流體包括導(dǎo)流盤，所述導(dǎo)流盤上開設(shè)有中心孔，所述導(dǎo)流盤表面徑向設(shè)有至少設(shè)置有焊接凹槽，所述焊接凹槽將導(dǎo)流盤表面均分為三個(gè)以上象限，其中一個(gè)象限中設(shè)有正極導(dǎo)電極耳，所述正極導(dǎo)電極耳與導(dǎo)流盤一體連接，其余象限中開設(shè)有導(dǎo)液孔。
[0009]所述導(dǎo)流盤表面徑向設(shè)有四個(gè)焊接凹槽，所述焊接凹槽將導(dǎo)流盤表面均分為四個(gè)象限，其中一個(gè)象限中設(shè)有正極導(dǎo)電極耳，所述正極導(dǎo)電極耳與導(dǎo)流盤一體連接，其余三個(gè)象限中開設(shè)有導(dǎo)液孔。
[0010]所述導(dǎo)液孔呈等腰直角三角形狀，且三角形的直角定點(diǎn)指向?qū)Я鞅P中心。
[0011]所述外殼內(nèi)腔兩端分別設(shè)有一個(gè)用于限制電芯軸向竄動(dòng)的壓接密封圈。
[0012]所述外殼兩端分別設(shè)有電池槽，且所述兩個(gè)電池槽的凹部分別壓緊于正極集流體、負(fù)極集流體上。
[0013]所述端蓋蓋板內(nèi)側(cè)面設(shè)有端蓋下絕緣墊，端蓋蓋板外側(cè)面設(shè)有端蓋上絕緣墊。
[0014]所述負(fù)極螺桿、正極螺桿分別通過螺母圈固定于對(duì)應(yīng)的端蓋蓋板上。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明產(chǎn)品制造簡便，集流效果好，使鋰動(dòng)力電池的性能得到很大提高，同時(shí)該電池也有助于高功率、超高容量圓柱鋰動(dòng)力電池裝配的自動(dòng)化生產(chǎn)；此外本產(chǎn)品采用螺栓作導(dǎo)電柱，在需要將動(dòng)力電池組合使用時(shí)，省略了組合焊工序，同時(shí)還能適應(yīng)大電流充放電的需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為正極集流體或負(fù)極集流體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的端面焊的圓柱型鋰電池作進(jìn)一步的說明。
[0018]圖廣圖3中，包括端蓋導(dǎo)電盤1、端蓋下絕緣墊2、端蓋蓋板3、端蓋上絕緣墊4、螺母圈5、正極螺桿6、注液孔7、正極導(dǎo)電極耳8、壓接密封圈9、鋼球10、外殼11、電芯12、芯棒13、正極集流體14、導(dǎo)流盤14-1、凹槽14-2、中心孔14_3、導(dǎo)液孔14_4、負(fù)極螺桿15、安全閥孔16、負(fù)極導(dǎo)電極耳17、負(fù)極集流體18、電池槽19等。
[0019]如圖1、圖2所示，本發(fā)明是一種端面焊的圓柱型鋰電池，包括外殼11及包覆于外殼11內(nèi)的電芯12，芯棒13沿長度方向設(shè)置于所述電芯12的回轉(zhuǎn)中心，所述電芯12兩端外露的正、負(fù)極骨架表面為平面結(jié)構(gòu)，并在正極骨架表面焊接正極集流體14，在負(fù)極骨架表面焊接負(fù)極集流體18，所述正極集流體14表面焊接的正極導(dǎo)電極耳8外側(cè)端面與負(fù)極集流體18表面焊接的負(fù)極導(dǎo)電極耳17外側(cè)端面分別焊接連接一個(gè)端蓋導(dǎo)電盤1，在所述外殼11前后兩個(gè)開口端分別焊接連接一個(gè)端蓋蓋板3，所述端蓋蓋板3將端蓋導(dǎo)電盤I封裝于外殼11內(nèi)，在其中一個(gè)端蓋蓋板3表面固定有正極螺桿6，所述正極螺桿6上開設(shè)有注液孔，注液孔內(nèi)端溝通電芯12內(nèi)腔，并在注液孔內(nèi)設(shè)置一鋼球10 ;在另一個(gè)端蓋蓋板3表面固定有負(fù)極螺桿15，并在負(fù)極螺桿15端部設(shè)有安全閥孔16。
[0020]如圖3所示，所述正極集流體14包括導(dǎo)流盤14-1，所述導(dǎo)流盤14_1上開設(shè)有中心孔14-3，導(dǎo)流盤14-1表面徑向設(shè)有四個(gè)焊接凹槽14-2，所述焊接凹槽14_2將導(dǎo)流盤14_1表面均分為四個(gè)象限，其中一個(gè)象限中設(shè)有正極導(dǎo)電極耳8，所述正極導(dǎo)電極耳8與導(dǎo)流盤14-1 一體連接,其余三個(gè)象限中開設(shè)有導(dǎo)液孔14-4。負(fù)極集流體18結(jié)構(gòu)與上述正極集流體14相同，其與正極集流體14的區(qū)別在于當(dāng)集流體用于電池負(fù)極時(shí)，集流體中的導(dǎo)電極耳命名為負(fù)極導(dǎo)電極耳17。
[0021]所述導(dǎo)液孔14-4呈等腰直角三角形狀，且三角形的直角定點(diǎn)指向?qū)Я鞅P14-1中心。
[0022]為防止電芯12在外殼11內(nèi)產(chǎn)生軸向竄動(dòng)，可以采用多種方式來實(shí)現(xiàn)上述目的，其中一種是如圖2所示的結(jié)構(gòu)，在外殼11內(nèi)腔兩端分別設(shè)有一個(gè)用于限制電芯12軸向竄動(dòng)的壓接密封圈9。
[0023]本發(fā)明還示出了另外一種結(jié)構(gòu)形式，如圖1所示，在外殼11兩端分別設(shè)有電池槽19，且所述兩個(gè)電池槽19的凹部分別壓緊于正極集流體14、負(fù)極集流體18上。
[0024]所述端蓋蓋板3內(nèi)側(cè)面設(shè)有端蓋下絕緣墊2，端蓋蓋板3外側(cè)面設(shè)有端蓋上絕緣墊4。
[0025]所述負(fù)極螺桿15、正極螺桿6分別通過螺母圈5固定于對(duì)應(yīng)的端蓋蓋板3上。
[0026]本發(fā)明產(chǎn)品在生產(chǎn)制造過程中主要采用如下工藝步驟:卷繞電芯12，然后采用超聲波揉平電芯正、負(fù)極外露的留白端面，然后整形成與電芯12直徑相同并保證表面平整，這樣就可以與正極集流體14、負(fù)極集流體18充分接觸，便于兩個(gè)集流體的焊接；將上述半成品兩端纏上絕緣膠帶后裝入外殼11里。然后分別對(duì)正、負(fù)極進(jìn)行操作，對(duì)于負(fù)極端:為了防止電芯12在外殼11內(nèi)發(fā)產(chǎn)生軸向竄動(dòng)，在外殼11內(nèi)部兩端分別加壓緊密封圈9或者在外殼11上對(duì)應(yīng)于電芯12兩端分別搟處電池槽19，將端蓋導(dǎo)電盤I焊接于負(fù)極導(dǎo)電極耳17上，并設(shè)置端蓋下絕緣墊2，然后安裝端蓋蓋板3，并焊接好封口，隨后依次套螺桿絕緣圈，加端蓋上絕緣墊4，上螺母圈5，；正極端的工序步驟包含上述負(fù)極端的全部工序，并在上螺母圈5后，對(duì)電池進(jìn)行烘干、抽真空、注液。
[0027]本發(fā)明產(chǎn)品制造簡便，集流效果好，使鋰動(dòng)力電池的性能得到很大提高，同時(shí)該電池也有助于高功率、超高容量圓柱鋰動(dòng)力電池裝配的自動(dòng)化生產(chǎn)；此外本產(chǎn)品采用螺栓作導(dǎo)電柱，在需要將動(dòng)力電池組合使用時(shí)，省略了組合焊工序，同時(shí)還能適應(yīng)大電流充放電的需要。
【權(quán)利要求】
1.一種端面焊的圓柱型鋰電池,包括外殼(11)及包覆于外殼(11)內(nèi)的電芯(12),電芯(12)的中心有沿軸向方向設(shè)置的芯棒(13)，其特征是:所述電芯(12)兩端外露的正、負(fù)極骨架表面為平面結(jié)構(gòu)，并在正極骨架表面焊接正極集流體(14)，在負(fù)極骨架表面焊接負(fù)極集流體(18)，所述正極集流體(14)和負(fù)極集流體(18)表面分別焊接有正極導(dǎo)電極耳(8)和負(fù)極導(dǎo)電極耳(17)，正極導(dǎo)電極耳(8)外側(cè)端面與負(fù)極導(dǎo)電極耳(17)外側(cè)端面分別焊接連接一個(gè)端蓋導(dǎo)電盤(I)，所述外殼(11)前后兩個(gè)開口端分別焊接連接一個(gè)端蓋蓋板(3 )，所述端蓋蓋板(3)將端蓋導(dǎo)電盤(I)封裝于外殼(11)內(nèi)，在其中一個(gè)端蓋蓋板(3)表面固定有正極螺桿(6)，在另一個(gè)端蓋蓋板(3)表面固定有負(fù)極螺桿(15)。
2.按照權(quán)利要求1所述的端面焊的圓柱型鋰電池，其特征是:所述正極螺桿(6)上開設(shè)有注液孔，注液孔內(nèi)端溝通電芯(12)內(nèi)腔，并在注液孔內(nèi)設(shè)置鋼球(10);負(fù)極螺桿(15)端部設(shè)有安全閥孔(16)。
3.按照權(quán)利要求1所述的端面焊的圓柱型鋰電池，其特征是:所述正極集流體(14)包括導(dǎo)流盤(14-1 )，所述導(dǎo)流盤(14-1)上開設(shè)有中心孔(14-3 )，所述導(dǎo)流盤(14-1)表面徑向設(shè)有至少設(shè)置有焊接凹槽(14-2)，所述焊接凹槽(14-2)將導(dǎo)流盤(14-1)表面均分為三個(gè)以上象限，其中一個(gè)象限中設(shè)有正極導(dǎo)電極耳(8)，所述正極導(dǎo)電極耳(8)與導(dǎo)流盤(14-1)一體連接，其余象限中開設(shè)有導(dǎo)液孔(14-4 )。
4.按照權(quán)利要求1所述的端面焊的圓柱型鋰電池，其特征是:所述導(dǎo)流盤(14-1)表面徑向設(shè)有四個(gè)焊接凹槽(14-2)，所述焊接凹槽(14-2)將導(dǎo)流盤(14-1)表面均分為四個(gè)象限，其中一個(gè)象限中設(shè)有正極導(dǎo)電極耳(8)，所述正極導(dǎo)電極耳(8)與導(dǎo)流盤(14-1) 一體連接，其余三個(gè)象限中開設(shè)有導(dǎo)液孔(14-4)。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的端面焊的圓柱型鋰電池，其特征是:所述導(dǎo)液孔(14-4)呈等腰直角三角形狀，且三角形的直角定點(diǎn)指向?qū)Я鞅P(14-1)中心。
6.按照權(quán)利要求5所述的端面焊的圓柱型鋰電池，其特征是:所述外殼(11)內(nèi)腔兩端分別設(shè)有一個(gè)用于限制電芯(12)軸向竄動(dòng)的壓接密封圈(9)。
7.按照權(quán)利要求5所述的端面焊的圓柱型鋰電池，其特征是:所述外殼(11)兩端分別設(shè)有電池槽(19)，且所述兩個(gè)電池槽(19)的凹部分別壓緊于正極集流體(14)、負(fù)極集流體(18)上。
8.按照權(quán)利要求1所述的端面焊的圓柱型鋰電池，其特征是:所述端蓋蓋板(3)內(nèi)側(cè)面設(shè)有端蓋下絕緣墊(2 )，端蓋蓋板(3 )外側(cè)面設(shè)有端蓋上絕緣墊(4 )。
9.按照權(quán)利要求1所述的端面焊的圓柱型鋰電池，其特征是:所述負(fù)極螺桿(15)、正極螺桿(6)分別通過螺母圈(5)固定于對(duì)應(yīng)的端蓋蓋板(3)上。
【文檔編號(hào)】H01M2/04GK103730623SQ201310702071
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】周培榮 申請(qǐng)人:周培榮