高容量電池的製作方法

2023-07-10 20:48:31 2

專利名稱：高容量電池的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電池技術和超級電容技術領域，尤其涉及一種可大電流充、放電的高容量電池。
背景技術：
高容量大電流電池應用於可攜式高性能電動工具、數碼產品、電動汽車、儲能等領域時，目前，電池的正極極片和負極極片都是用薄膜或者箔狀材料，然後把正、負極片中間用隔離膜隔開按圓柱狀卷繞而成電芯，再裝入殼內，現有技術中，極耳與外界的導電是將極耳間接連接在頂蓋上導出，高容量大電流電池在大電流充、放電時將產生大量的熱。申請(專利)號:CN200810142440. 5，公開(公告)號:CN101651186,名稱一種電池極耳與蓋板的裝配方法的中國專利申請公開了一種電池極耳與蓋板的裝配方法，包括以下步驟a)將極耳引出裝置放置在電池卷芯的端部；b)將卷芯端部伸出的多個極耳與極耳引出裝置的導電層電接觸；c)用第二墊片將極耳壓緊在極耳引出裝置上；d)將電池蓋板放置在第二墊片的上表面，並將電池蓋板周邊與電池外殼密封。所述步驟b)後還包括以下步驟bl)將極耳壓彎後焊接在極耳引出裝置的導電層上。本實用新型將極耳焊接在極耳引出裝置上，並通過第二墊片機械接觸壓緊。該專利申請公開的電池，設置了極耳引出裝置和第二墊片等轉接部件，用轉接片轉接導出電力，同時將極耳剪切或者破斷，這樣在電池極耳與蓋板的裝配時，卷繞的過程中很難將極耳對齊，焊接位置不能控制，極耳和極柱連接不良好或者失效，電池在大電流充、放電過程中，外型會發生膨脹，電池溫度過高，影響使用電池壽命甚至導致安全事故的發生。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種高容量電池，能大電流充、放電並且外型不會發生膨脹，使用壽命長，裝配工藝簡單。本實用新型是通過以下技術方案來實現的 高容量電池，包括有一組以上的電芯、外殼、正極部件以及負極部件，電芯位於外殼內腔中，正極部件以及負極部件位於外殼的兩端；電芯包括多片正極片、隔離膜和負極片採用卷繞或疊加方式排列連接而成，隔離膜間隔於相鄰的正極片、負極片之間，每一片所述正極片均包括有正極極耳和正極集流體，每一片負極片均包括有負極極耳和負極集流體； 其中，正極部件包括有將外殼一埠密封的正極頂蓋以及安裝在正極頂蓋上的正極極柱， 負極部件包括有將外殼另一埠密封的負極頂蓋以及安裝在負極頂蓋上的負極極柱；正極極耳延伸出正極集流體的外部並位於正極頂蓋和正極集流體之間的間隙中，負極極耳延伸出負極集流體的外部並位於負極頂蓋和負極集流體之間的間隙中；所述負極頂蓋和正極頂蓋均採用金屬材料製成，正極極耳整形壓彎後與正極頂蓋焊接為一體，負極極耳整形壓彎後與負極頂蓋焊接為一體。在負極頂蓋和外殼之間設置有絕緣墊圈。[0008]所述正極頂蓋或負極頂蓋上設置有防爆裝置。 本實用新型的有益效果如下本實用新型提供一種高容量電池，能大電流充、放電並且外型不會發生膨脹，使用壽命長，裝配工藝簡單。本實用新型是通過以下技術方案來實現的電池，包括有一組以上的電芯、外殼、絕緣墊圈、正極以及負極；外殼的兩端分別由正極頂蓋和負極頂蓋密封，正極固定在正極頂蓋上，負極固定在負極頂蓋上。將極耳整形壓彎後焊接在正負極頂蓋並且保證電芯卷繞牢固，所述正負極頂蓋為金屬材料。本實用新型具有1.能大電流充、放電； 2.電池循環後外型不膨脹；3.帶有爆破功能；4.能量密度高；5.極片不變型；並且連接穩定、散熱好、接觸內阻小、電芯外型尺寸穩定等優點。

圖1是本實用新型高容量電池的整體結構分解示意圖；圖2是本實用新型高容量電池的極片與頂蓋連接結構示意圖；圖3是本實用新型高容量電池的負極部件結構示意圖；圖4是本實用新型高容量電池的正極部件結構示意圖。附圖標記說明1、負極頂蓋，2、絕緣墊圈，3、電芯，4、外殼，5、正極頂蓋，6、防爆裝置，11、焊接槽， 12、負極極柱。
具體實施方式
本實用新型公開了一種高容量電池，請見圖1至圖4，包括有一組以上的電芯3、外殼4、正極部件以及負極部件，電芯3位於外殼4內腔中，正極部件以及負極部件位於外殼4 的兩端；電芯3包括多片正極片、隔離膜和負極片採用卷繞或疊加方式排列連接而成，隔離膜間隔於相鄰的正極片、負極片之間，每一片所述正極片均包括有正極極耳和正極集流體， 每一片負極片均包括有負極極耳和負極集流體；其中，正極部件包括有將外殼一埠密封的正極頂蓋5以及安裝在正極頂蓋5上的正極極柱，負極部件包括有將外殼另一埠密封的負極頂蓋1以及安裝在負極頂蓋1上的負極極柱12 ；正極極耳延伸出正極集流體的外部並位於正極頂蓋5和正極集流體之間的間隙中，負極極耳延伸出負極集流體的外部並位於負極頂蓋1和負極集流體之間的間隙中；所述負極頂蓋和正極頂蓋均採用金屬材料製成， 正極極耳整形壓彎後與正極頂蓋5焊接為一體，負極極耳整形壓彎後與負極頂蓋1焊接為一體。在負極頂蓋1和外殼4之間設置有絕緣墊圈2。所述正極頂蓋5或負極頂蓋1上設置有防爆裝置6。
以下結合附圖對實施例進行進一步說明。本實施例中，如圖1，高容量電池整體採用圓柱狀結構，外殼4為圓柱面結構的鋁殼，電芯3為圓柱體結構的實心體；絕緣墊圈2為圓環圈狀。負極頂蓋1和正極頂蓋5的表面具有金屬電鍍材料層，所述金屬電鍍材料層的厚度尺寸範圍4至8μπι，採用易焊接、防氧化金屬材料，如鎳、錫。如圖2、3，負極極柱12位於負極頂蓋1中部，呈朝外部凸出的小圓柱狀結構；負極極柱12的外側壁設置有外螺紋，或者負極極柱12具有設置了內螺紋的中空通孔；負極極柱 12的內端與負極頂蓋1中部連接，負極極柱12與負極頂蓋1 一體成型。負極頂蓋1設置有多道焊接槽11，呈線性放射狀從負極頂蓋1中部向外部延伸，為凹槽結構；所述焊接槽11的槽底厚度小於負極頂蓋1的厚度；焊接槽11的槽底厚度尺寸為 0. 1至3mm ；負極頂蓋1的內表面為平面或者具有與焊接槽11的槽底相對應的凸面，所述焊接槽11的凹槽內腔屬於焊接區域並塗有易焊接材料。如圖4，正極部件採用和負極部件相同的結構。絕緣墊圈2套住負極頂蓋1的邊緣，負極頂蓋1內表面頂住外殼4的滾槽作支撐點，外表面與外殼4的翻邊鉚接固定，所述外殼4採用金屬材料製成；絕緣墊圈2採用塑料或其它高分子材料製成；所述正極頂蓋5通過連續焊接方式固定在外殼上。上述高容量電池的裝配方法，其中，包括以下步驟①將電芯卷繞牢固放置在外殼內腔中；②將絕緣墊圈放置在負極頂蓋和外殼之間，並固定；③將正極極耳整形壓彎與正極頂蓋接觸，將負極極耳整形壓彎後與負極頂蓋接觸；④從正極頂蓋的外部進行焊接，正極頂蓋的熔融材料以及焊接材料將正極頂蓋與正極極耳連接為一體，正極頂蓋與正極極耳導通；從負極頂蓋的外部進行焊接，負極頂蓋的熔融材料以及焊接材料將負極頂蓋與負極極耳連接為一體，負極頂蓋與負極極耳導通。上述步驟4中，採用雷射焊接或超聲焊接或分子擴散焊接或電阻焊接方式將正極頂蓋與正極極耳、負極頂蓋與負極極耳焊接為一體；焊接位置為負極頂蓋或正極頂蓋的焊接槽部位；焊接時，焊接槽的槽底材料發生融解，冷卻後與正極極耳或負極極耳緊固為一體。上述所列具體實現方式為非限制性的，對本領域的技術人員來說，在不偏離本實用新型範圍內，進行的各種改進和變化，均屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.高容量電池，包括有一組以上的電芯(3)、外殼(4)、正極部件以及負極部件，電芯 (3)位於外殼⑷內腔中，正極部件以及負極部件位於外殼⑷的兩端；電芯(3)包括多片正極片、隔離膜和負極片採用卷繞或疊加方式排列連接而成，隔離膜間隔於相鄰的正極片、 負極片之間，每一片所述正極片均包括有正極極耳和正極集流體，每一片負極片均包括有負極極耳和負極集流體；其特徵在於正極部件包括有將外殼一埠密封的正極頂蓋(5) 以及安裝在正極頂蓋(5)上的正極極柱，負極部件包括有將外殼另一埠密封的負極頂蓋 (1)以及安裝在負極頂蓋(1)上的負極極柱(12)；正極極耳延伸出正極集流體的外部並位於正極頂蓋(5)和正極集流體之間的間隙中，負極極耳延伸出負極集流體的外部並位於負極頂蓋(1)和負極集流體之間的間隙中；所述負極頂蓋和正極頂蓋均採用金屬材料製成， 正極極耳整形壓彎後與正極頂蓋(5)焊接為一體，負極極耳整形壓彎後與負極頂蓋(1)焊接為一體。
2.如權利要求1所述的高容量電池，其特徵在於在所述負極頂蓋(1)和外殼(4)之間設置有絕緣墊圈(2)。
3.如權利要求1所述的高容量電池，其特徵在於所述正極頂蓋(5)或負極頂蓋(1)上設置有防爆裝置(6)。
4.如權利要求3所述的高容量電池，其特徵在於整體採用圓柱狀結構，外殼(4)為圓柱面結構的鋁殼，電芯(3)為圓柱體結構的實心體；絕緣墊圈(2)為圓環圈狀。
5.如權利要求1至4中任一項所述的高容量電池，其特徵在於所述負極頂蓋(1)和正極頂蓋(5)的表面具有金屬電鍍材料層。
6.如權利要求5所述的高容量電池，其特徵在於所述金屬電鍍材料層的厚度尺寸範圍4 至 8μπι。
7.如權利要求1至4中任一項所述的高容量電池，其特徵在於所述負極極柱(12)位於負極頂蓋(1)中部，呈朝外部凸出的小圓柱狀結構；負極極柱(12)的外側壁設置有外螺紋，或者負極極柱(12)具有設置了內螺紋的中空通孔；負極極柱(12)的內端與負極頂蓋 (1)中部連接，負極極柱(12)與負極頂蓋(1) 一體成型。
8.如權利要求7所述的高容量電池，其特徵在於所述負極頂蓋(1)設置有多道焊接槽(11)，呈線性放射狀從負極頂蓋(1)中部向外部延伸，為凹槽結構；所述焊接槽(11)的槽底厚度小於負極頂蓋(1)的厚度；焊接槽(11)的槽底厚度尺寸為0. 1至3mm ；負極頂蓋 (1)的內表面為平面或者具有與焊接槽(11)的槽底相對應的凸面，所述焊接槽(11)的凹槽內腔屬於焊接區域並塗有易焊接材料。
9.如權利要求8所述的高容量電池，其特徵在於所述正極部件採用和負極部件相同的結構。
10.如權利要求5所述的高容量電池，其特徵在於所述絕緣墊圈(2)套住負極頂蓋 (1)的邊緣，負極頂蓋⑴內表面頂住外殼⑷的滾槽作支撐點，外表面與外殼⑷的翻邊鉚接固定，所述外殼(4)採用金屬材料製成；絕緣墊圈(2)採用塑料或高分子材料製成；所述正極頂蓋(5)通過連續焊接方式固定在外殼上。
專利摘要本實用新型提供一種高容量電池，能大電流充、放電並且外型不會發生膨脹，使用壽命長，裝配工藝簡單。高容量電池包括有一組以上的電芯、外殼、正極部件以及負極部件，電芯位於外殼內腔中，正極部件以及負極部件位於外殼的兩端；正極部件包括有將外殼一埠密封的正極頂蓋以及安裝在正極頂蓋上的正極極柱，負極部件包括有將外殼另一埠密封的負極頂蓋以及安裝在負極頂蓋上的負極極柱；負極頂蓋和正極頂蓋均採用金屬材料製成，正極極耳整形壓彎後與正極頂蓋焊接為一體，負極極耳整形壓彎後與負極頂蓋焊接為一體，在負極頂蓋和外殼之間設置有絕緣墊圈，正極頂蓋或負極頂蓋上設置有防爆裝置。
文檔編號H01M2/16GK202167559SQ20112023483
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月5日 優先權日2011年7月5日
發明者張兵, 彭宇, 汪源, 郝金權, 魏銀倉 申請人:珠海銀通新能源有限公司