電極引出結構裝配工藝的製作方法
2023-07-10 06:50:06 1
專利名稱：電極引出結構裝配工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及電極弓丨出結構技術領域，尤其涉及一種電池或超級電容的電極弓I出結構裝配工藝。
背景技術：
電池或超級電容器作為儲能器件被廣泛應用於工業、能源、軍事等領域。其電極引出結構主要起到連接內部芯體與外部端蓋的作用。作為生產的關鍵環節，採用何種電極引出結構不僅對儲能器件的電阻有重要影響，對單體的穩定可靠性及壽命也至關重要。目前，常用的電極引出結構如圖1所示，包括與電池或超級電容的內部電芯電接觸的集流板02以及扣蓋在集流板02上的端蓋03，在集流板02的一側板面上凸設有柱狀的連接突起02-1，對應的在端蓋03的一端端面上開設有與所述連接突起02-1過盈配合的連接盲孔03-1，並在端蓋03的另一端端面上凸設有引出極柱03-2，端蓋03通過連接盲孔03-1與集流板02的連接突起02-1過盈插配而導電固連、並通過引出極柱03-2將電池或超級電容的電力引出，從而實現端蓋03和集流板02之間的固定連接，這種電極引出結構雖然連接可靠、結構緊湊，但是一般只能利用金屬的熱脹冷縮原理，通過熱裝或冷裝方式進行裝配。在使用過程中，若遇高溫或低溫，可能在端蓋和集流板之間發生連接鬆動，造成儲能器件性能突變，甚至失效，使儲能器件的性能存在諸多不確定性；其次，這種電極引出結構採用過盈配合，需要對連接部分的精度進行精確控制，增加了加工難度；另外，在裝配前，需對端蓋和集流板進行降溫或升溫預處理，影響了儲能器件的生產效率，增加了裝配成本。
發明內容
本發明的目的是提供一種工藝簡單、工序較短的電極引出結構裝配工藝。為了實現以 上目的，本發明的電極引出結構裝配工藝的技術方案如下:
一種電極引出結構裝配工藝，包括以下步驟:步驟一，將端蓋和集流板的其中一個上設置的定位突起壓入或敲入另一個設置的定位孔內，以使定位孔和定位突起過渡插配在一起，並在定位孔和定位突起外圍於端蓋和集流板端面結合位置處設有結合部；步驟二，在所述結合部上進行焊接、以將端蓋和集流板焊接固連成處於電芯端部的電極引出結構。所述電極引出結構的外周上設有向內凹陷的凹槽，並在所述步驟二之後，在電極引出結構的外周上套設絕緣密封套，所述絕緣密封套的上端具有搭設在端蓋背向集流板的端面上的定位翻沿、下端套設在電芯的外周上；再在絕緣密封套的外周上套設殼體；然後在所述殼體外周面上於所述凹槽的位置處向內擠壓或滾壓、以通過殼體上產生的變形褶皺在絕緣密封套上擠壓出嵌入所述凹槽內的定位褶皺，並在殼體上於端蓋背向集流板的一端加工出向內翻著的封口翻沿，所述封口翻沿將所述定位翻沿壓緊在端蓋的端面上。所述定位孔開設在端蓋的朝向集流板的端面上、並向遠離集流板的方向延伸，所述定位突起凸設在集流板的朝向端蓋的端面上，所述端蓋和集流板的相對端面於定位孔和定位突起以外的部分相互貼合，所述結合部處於端蓋和集流板相對端面上靠近邊沿的位置處。所述端蓋包括端蓋盤體、端蓋盤體於朝向集流板的一端端面上凸設的內端蓋突起和外端蓋突起，所述內端蓋突起為套管形狀，所述定位孔是由內端蓋突起和端蓋的端面圍成的開口朝向集流板的盲孔；外端蓋突起處於內端蓋突起的外圍，所述定位部處於外端蓋突起的端面和集流板的端面結合位置處。所述內端蓋突起處於端蓋盤體端面的中心位置處，且內、外端蓋突起和兩者間的端蓋盤體端面部分圍成環形的凹槽。所述端蓋包括端蓋盤體和端蓋盤體於朝向集流板的端面上凸設的端蓋突起，端蓋突起為套管形狀，所述定位孔是有端蓋突起的內壁和端蓋盤體的端面圍成的盲孔，所述結合部處於端蓋突起的端面和集流板的端面結合位置處。所述集流板包括板體和板體邊沿上凸設的朝向端蓋延伸的集流板突起，集流板突起為套管形狀，所述定位孔是由集流板突起和板體圍成的盲孔，所述定位突起處於端蓋朝向板體的端面上、並在端蓋上具有環繞於所述定位突起外圍的擋沿，所述定位部處於擋沿和集流板突起的相對端面位置處。所述端蓋突起與板面之間具有間隙。所述定位突起為柱狀的實體或套管狀的套體。本發明中電極弓I出結構採用了過渡插配加焊接的方式，定位突起插入定位孔內一般採用壓入或敲入即可，不需要對端蓋和集流板進行降溫或升溫的預處理，節省了裝配時間，提高了生產效率，降低了成本；其次，採用過渡插配的電極引出結構，若其中端蓋或集流板的缺陷對儲能器件性能有較大影響，還可對其進行拆換以達到標準要求；再者，焊接可增加集流板和端蓋的導電接觸面積，減小接觸電阻，從而有利於降低儲能器件的內阻；另外，高溫或低溫環境對焊接效果基本無影響，從而增加了電極引出結構的可靠穩定性，有利於延長儲能器件的使用壽命。
圖1是現有技術中電極引出結構的結構示意 圖2是本發明儲能器件實施例1的結構示意 圖3是圖2中電極引出結構的結構示意 圖4是本發明儲能器件實施例2中電極引出結構的結構示意 圖5是本發明儲能器件實施例3中電極引出結構的結構示意 圖6是本發明儲能器件實施例4中電極引出結構的結構示意圖。
具體實施例方式本發明的電極引出結構裝配工藝的實施例:電極引出結構的裝配工藝由以下步驟組成:步驟一，將端蓋和集流板的其中一個上設置的定位突起壓入或敲入另一個設置的定位孔內，以使定位孔和定位突起過渡插配在一起，並在定位孔和定位突起外圍於端蓋和集流板端面結合位置處設有結合部；
步驟二，在所述結合部上進行焊接、以將端蓋和集流板焊接固連成處於電芯端部的電極引出結構。
步驟三在電極引出結構的外周上套設絕緣密封套，所述絕緣密封套的上端具有搭設在端蓋背向集流板的端面上的定位翻沿、下端套設在電芯的外周上；
步驟四，在絕緣密封套的外周上套設殼體；
步驟五，在所述殼體外周面上於所述凹槽的位置處向內擠壓或滾壓、以通過殼體上產生的變形褶皺在絕緣密封套上擠壓出嵌入所述凹槽內的定位褶皺，並在殼體上於端蓋背向集流板的一端加工出向內翻著的封口翻沿，所述封口翻沿將所述定位翻沿壓緊在端蓋的端面上。通過以上裝配工藝可得到如下的儲能器件，儲能器件的實施例1:如圖2和圖3所示，該儲能器件包括端蓋1、上集流板2、柱狀的電芯3、下集流板4、殼體5、絕緣密封套6，在儲能器件的上端具有由端蓋I和上集流板2構成的電極引出結構以及由電極引出結構、絕緣密封套6和殼體5構成的絕緣密封結構。其中，端蓋I包括圓盤狀的端蓋盤體1-1、端蓋盤體1-1下端面上於中心位置處凸設的內端蓋突起1-2、端蓋盤體1-1的下端面上於邊沿位置處凸設的外端蓋突起1-3，內、外端蓋突起1-3均是與端蓋盤體1-1同軸分布的套管形狀，且內端蓋突起1-2和端蓋盤體1-1中心位置處的下端面圍城盲孔狀的定位孔，內端蓋突起1-2的外周面、外端蓋突起1-3的內周面和端蓋盤體1-1的下端面於兩者之間的部分圍城圓環形的凹坑。上集流板2包括園板狀的板體2-1、在板體2-1上端面上於中心位置處凸設有定位突起2-2，該定位突起2-2也是中空的套管形狀的。定位突起2-2過渡插配在上述定位孔內，而外定位突起2-2的下端面貼合壓緊在板體2-1的上端面邊沿位置處，以在外定位突起2-2的下端面和板體2-1的上端面邊沿位置處形成端蓋I和集流板結合的結合部，並通過在該結合部上進行焊接、以將端蓋I和集流板焊裝固連在一起。端蓋I的外周面上開設有沿周向延伸的凹槽，並將絕緣密封套6套設在電極引出結構的外周上，以通過絕緣密封套6將電極引出結構和殼體5隔開，絕緣密封套6的上端具有搭設在端蓋I上端面邊沿位置處的向內翻著的定位翻沿6-1、下端套設在電芯3上端的外周面上。殼體5的上端開口處設有向內翻著的封口翻沿5-1，封口翻沿5-1將定位翻沿6-1壓緊在端蓋I的上端面邊沿位置處，而且在殼體5上滾壓加工有處於上述凹槽位置處的變形褶皺5-2，變形褶皺5-2向殼體5的內部陷入、並將絕緣密封套6的對應部分壓入上述凹槽內，以在絕緣密封套6的對應位置處擠壓加工出定位褶皺6-2，也就是絕緣密封套6上的定位褶皺6-2被殼體5上的變形褶皺5-2壓入上述凹槽內，以通過所述封口翻沿5-1和變形褶皺5-2在軸向上對端蓋I進行定位，保證端蓋I裝配和使用的可靠性。在儲能器件的底部位置處，下集流板4焊接導電固連在電芯3的下端面上，而殼體5的下端為包裹下集流板4和電芯3下端表面的盲端殼體5，殼體5的下端與下集流板4導電連通在一起，以通過端蓋I和殼體5來形成儲能器件的正、負外接電極。本發明中電極引出結構採用了過渡插配加焊接的方式，定位突起2-2插入定位孔內一般採用壓入或敲入即可，不需要對端蓋I和集流板進行降溫或升溫的預處理，節省了裝配時間，提高了生產效率，降低了成本；其次，採用過渡插配的電極引出結構，若其中端蓋I或集流板的缺陷對儲能器件性能有較大影響，還可對其進行拆換以達到標準要求；再者，焊接可增加集流板和端蓋I的導電接觸面積，減小接觸電阻，從而有利於降低儲能器件的內阻；另外，高溫或低溫環境對焊接效果基本無影響，從而增加了電極引出結構的可靠穩定性，有利於延長儲能器件的使用壽命。
儲能器件的實施例2:如圖4所示，本實施例與實施例1的區別在於，端蓋21由端蓋盤體21-1和端蓋盤體21-1下端面上凸設的端蓋21突起構成,端蓋21突起為套管形狀，端蓋21突起的內壁和端蓋盤體21-1的下端面於端蓋21突起以內的部分圍城了定位孔，而上集流板22的板體22-1上端面上凸設的集流板突起也是套管形狀，上集流板突起22-2過渡插裝在定位孔內，並通過端蓋21突起的環端面和集流板板體22-1的上端面貼合部位形成端蓋21和上集流板22的結合部，通過在該結合部的焊接將端蓋21和上集流板22焊裝固定在一起，同時上集流板突起22-2和端蓋突起21-4之間的過渡插配會在端蓋21和上集流板22連接過程中起到預定位的作用，保證了端蓋21和上集流板22的可靠連接。儲能器件的實施例3:如圖5所示，本實施例與實施例1的區別在於，上集流板32由板體32-1和板體32-1上邊沿上凸設的集流板突起32-2構成，集流板突起32_2為套管形狀，該集流板突起32-2的內周面和板體32-1於集流板突起內的部分圍成盲孔狀的定位孔，而端蓋31由端蓋盤體31-1和端蓋盤體31-1的下端面上凸設的端蓋突起31-4構成的，端蓋突起31-4為實心柱狀的，端蓋突起31-4過渡插裝在所述定位孔上端，在端蓋盤體31-1的下端面上具有環繞在端蓋突起31-4周圍的擋沿，該擋沿擋止在集流板突起的上端，以使端蓋突起31-4的下端面和集流板板體32-1的上端面之間具有間隙，也就是使得端蓋突起31-4的下端面和定位孔的孔底之間具有間隙。同時，在集流板突起32-2的環端面與擋沿擋止配合部位形成端蓋31和集流板的結合部，通過在該結合部的焊接將端蓋31和上集流板32焊裝固定在一起。儲能器件的實施例4:如圖6所示，本實施例與實施例1的區別在於，該端蓋I的下端面於中心位置處開設有向上陷入端蓋41內的盲孔狀的定位孔，而上集流板42是由板體42-1和板體42-1中心位置處凸設的定位突起42-2構成，其中定位突起42_2為套管形狀的，且定位突起42-2過渡插裝在定位孔內，而在端蓋41的下端面和上集流板42的上端面於邊沿位置處形成端蓋41和上集流板42的結合部，通過在結合部進行焊接將端蓋41和上集流板42固連在一起。在上述實施例中，上、下集流板和端蓋均為圓盤狀的，以適應現有市場上大多數儲能器件為圓柱狀的情況，在其他實施例中，上、下集流板和端蓋也可以是稜柱狀的，以適用於稜柱狀的儲能器件。在上述實施例中，儲能電池的裝配工藝不但包括電極引出結構的裝配工藝，而且還具有電極密封結構的裝配工藝，在其他實施例中，在不考慮電極密封結構，或者在電極密封結構採用現有技術的情況下，所述電極引出結構的裝配工藝也可以是由如下步驟構成的:
步驟一，將端蓋和集流板的其中一個上設置的定位突起壓入或敲入另一個設置的定位孔內，以使定位孔和定位突起過渡插配在一起，並在定位孔和定位突起外圍於端蓋和集流板端面結合位置處設有結合部；
步驟二，在所述結合部上進行焊接、以將端蓋和集流板焊接固連成處於電芯端部的電極引出結構。
權利要求
1.一種電極引出結構裝配工藝，其特徵在於，包括以下步驟:步驟一，將端蓋和集流板的其中一個上設置的定位突起壓入或敲入另一個設置的定位孔內，以使定位孔和定位突起過渡插配在一起，並在定位孔和定位突起外圍於端蓋和集流板端面結合位置處設有結合部；步驟二，在所述結合部上進行焊接、以將端蓋和集流板焊接固連成處於電芯端部的電極引出結構。
2.根據權利要求1所述的電極引出結構裝配工藝，其特徵在於，所述電極引出結構的外周上設有向內凹陷的凹槽，並在所述步驟二之後，在電極引出結構的外周上套設絕緣密封套，所述絕緣密封套的上端具有搭設在端蓋背向集流板的端面上的定位翻沿、下端套設在電芯的外周上；再在絕緣密封套的外周上套設殼體；然後在所述殼體外周面上於所述凹槽的位置處向內擠壓或滾壓、以通過殼體上產生的變形褶皺在絕緣密封套上擠壓出嵌入所述凹槽內的定位裙皺，並在殼體上於端蓋背向集流板的一端加工出向內翻著的封口翻沿，所述封口翻沿將所述定位翻沿壓緊在端蓋的端面上。
3.根據權利要求1所述的電極引出結構裝配工藝，其特徵在於，所述定位孔開設在端蓋的朝向集流板的端面上、並向遠離集流板的方向延伸，所述定位突起凸設在集流板的朝向端蓋的端面上，所述端蓋和集流板的相對端面於定位孔和定位突起以外的部分相互貼合，所述結合部處於端蓋和集流板相對端面上靠近邊沿的位置處。
4.根據權利要求1所述的電極引出結構裝配工藝，其特徵在於，所述端蓋包括端蓋盤體、端蓋盤體於朝向集流板的一端端面上凸設的內端蓋突起和外端蓋突起,所述內端蓋突起為套管形狀，所述定位孔是由內端蓋突起和端蓋的端面圍成的開口朝向集流板的盲孔；外端蓋突起處於內端蓋突起的外圍，所述定位部處於外端蓋突起的端面和集流板的端面結合位置處。
5.根據權利要求4所述的電極引出結構裝配工藝，其特徵在於，所述內端蓋突起處於端蓋盤體端面的中心位置處，且內、外端蓋突起和兩者間的端蓋盤體端面部分圍成環形的凹槽。
6.根據權利要求1所述的電極引出結構裝配工藝，其特徵在於，所述端蓋包括端蓋盤體和端蓋盤體於朝向集流板的端面上凸設的端蓋突起，端蓋突起為套管形狀，所述定位孔是有端蓋突起的內壁和端蓋盤體的端面圍成的盲孔，所述結合部處於端蓋突起的端面和集流板的端面結合位置處。
7.根據權利要求1所述的電極引出結構裝配工藝，其特徵在於，所述集流板包括板體和板體邊沿上凸設的朝向端蓋延伸的集流板突起，集流板突起為套管形狀，所述定位孔是由集流板突起和板體圍成的盲孔，所述定位突起處於端蓋朝向板體的端面上、並在端蓋上具有環繞於所述定位突起外圍的擋沿，所述定位部處於擋沿和集流板突起的相對端面位置處。
8.根據權利要求7所述的電極引出結構裝配工藝，其特徵在於，所述端蓋突起與板面之間具有間隙。
9.根據權利要求1至8中任意一項所述的電極引出結構裝配工藝，其特徵在於，所述定位突起為柱狀的實體或套管狀的套體。
全文摘要
本發明公開了一種電極引出結構裝配工藝，該電極引出結構裝配工藝採用了過渡插配加焊接的方式，定位突起插入定位孔內一般採用壓入或敲入即可，不需要對端蓋和集流板進行降溫或升溫的預處理，節省了裝配時間，提高了生產效率，降低了成本；其次，採用過渡插配的電極引出結構，若其中端蓋或集流板的缺陷對儲能器件性能有較大影響，還可對其進行拆換以達到標準要求；再者，焊接可增加集流板和端蓋的導電接觸面積，減小接觸電阻，從而有利於降低儲能器件的內阻；另外，高溫或低溫環境對焊接效果基本無影響，從而增加了電極引出結構的可靠穩定性，有利於延長儲能器件的使用壽命。
文檔編號H01M2/20GK103178231SQ20131010302
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月28日 優先權日2013年3月28日
發明者宋旭升, 孫哲, 聶丹丹, 徐梅, 張穎, 孫慧勇 申請人:凱邁嘉華(洛陽)新能源有限公司