一種電化學器件的製作方法

2023-06-02 09:48:26 1

本發明涉及一種電化學器件，屬於鋰電池技術領域。

背景技術：

目前由於鋰電池具有能量密度高、功率密度高、循環使用次數多等優點，在智慧型手機、穿戴設備、電動自行車和新能源汽車等設備上得到廣泛的應用，成為解決能源危機和環境汙染等全球性問題的關鍵。隨著電動汽車技術的日益完善，電動汽車和混合動力車離人們的日常生活越來越近，存在著巨大的商機，同時電動汽車對為其提供能量的鋰離子電池的性能提出了更高的要求。

目前市場上廣泛使用的硬殼鋰電池，殼體與蓋板的焊接廣泛採用雷射焊接等焊接方法。現有的封裝方法容易造成焊縫凹凸不平、外形醜陋等問題，密封性較差，使用技術過程中較易磨損，造成鋰電池漏液，會有嚴重的安全隱患。現有技術中極耳與極柱的連接主要有：超聲波焊接、雷射焊接、電阻熱熔焊接、鉚接、螺栓連接等。其中超聲波焊接、雷射焊接、電阻熱熔焊接能夠將極耳和極柱金屬融合在一起。可以說，極耳與極柱的連接是動力電池一個很致命的環節，影響著動力電池的可靠性和安全性，最終對動力電池的市場前景和新能源汽車的推廣起到重要作用。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：注液孔開在蓋板上，注液不方便。

本發明的目的是提供一種注液孔開在極柱中間的電化學器件。

本發明的技術方案具體為：

一種電化學器件，包括外殼，外殼包括蓋板與上端開口的殼體，外殼內設有電芯，在外殼與電芯之間為電解液，所述殼體上部固定蓋板，蓋板上設有兩個通孔，每個通孔內固定一個焊接電芯的極柱，極柱軸向上設有通透的階梯孔，該階梯孔用於注電解液；極柱為兩個，一個正極，一個為負極。

外殼的材質為鋁，其內、外表面均為三氧化鋁保護層，保護層的厚度為0.1-1.0μm。

蓋板採用凸臺結構，與極柱配合的部分向外凸出，極柱的阻擋部置於凸出部內側。

所述的轉接片與電芯的極耳焊接連接。

蓋板與極柱之間通過密封釘焊接密封。

蓋板設有連通外界的安全孔，安全孔外側的蓋板焊接安全閥。

上述所有焊接為攪拌摩擦焊焊接。

相對於現有技術，本發明的技術效果為，本發明將注液孔開在極柱中間，避免在蓋板上開孔，注液完成採用螺紋密封，使電池注液更加安全，並採用階梯孔的形式，避免注液過程中發生洩漏。

附圖說明

圖1是本發明的示意圖。

圖2為轉接片與電極連接的示意圖。

圖3為轉接片與電芯焊接的示意圖。

圖4為轉接片的示意圖。

圖5為蓋板5的示意圖。

圖6為極柱的示意圖。

圖7為密封墊片、密封墊與蓋板連接的示意圖。

具體實施方式

一種電化學器件，包括外殼，外殼包括蓋板5與上端開口的殼體9，外殼內設有電芯4，在外殼與電芯4之間為電解液，殼體9上部固定蓋板5，蓋板5上設有兩個通孔，每個通孔內固定一個焊接電芯4的極柱2，極柱軸向上設有通透的階梯孔，該階梯孔用於注電解液。

極柱2為兩個，一個正極，一個為負極。

外殼的材質為鋁，其內、外表面均為緻密三氧化鋁保護層，其厚度為0.1-1.0μm，保護層由蓋板5與殼體9進行陽極氧化形成。

蓋板5採用凸臺結構，與極柱2配合的部分向外凸出，極柱2的阻擋部置於凸出部內側，使這樣能提高殼體內部空間。

所述的轉接片與電芯的極耳焊接連接，正負極採用同樣的方法連接。

蓋板5與極柱2之間通過密封釘3焊接密封。

蓋板5設有連通外界的安全孔，安全孔外側的蓋板5焊接安全閥10。

上述所有焊接為攪拌摩擦焊焊接（參閱附圖標記a）。

正極轉接片為0.8mm-2mm的鋁板材，負極轉接片為0.8mm-2mm的鎳鍍銅板材。

蓋板為凸臺結構，採用1-2mm的鋁板製成，蓋板進行陽極氧化處理。

極柱2螺紋配合圓螺母1，蓋板5和圓螺母之間設有密封墊片7，極柱2的凸臺和蓋板5之間設有密封墊6。

本發明提供了一種鋰電池外殼表面覆有厚度0.1-1.0μm的緻密三氧化鋁保護層，耐磨性好，強度提高，並且具有優良的絕緣性能，阻止外殼本體與電解液直接接觸，進而防止外殼本體被腐蝕。

本發明提供了一種採用攪拌摩擦焊接鋰電池殼體與殼蓋的焊接方法。運用攪拌摩擦焊接的方式進行殼體與殼蓋封裝，形成具有閉環且不帶匙孔的完美焊縫，焊縫具有可靠的強度和密封性，且攪拌摩擦焊接溫度達不到電池內各部件的熔化溫度，熱輸入較小，有效保護電池，具有良好的應用前景，值得推廣。

蓋板採用凸臺結構，節約殼體內部空間，大大提高了全極耳電芯的能量密度。

極耳與極柱的連接採用轉接片，焊接採用攪拌摩擦焊，轉接片與電芯的極耳採用攪拌摩擦焊焊接，極柱與轉接片採用攪拌摩擦焊焊接，大大提高了焊接的可靠性，提高了鋰電池的安全性，具有良好的應用前景。

本發明提供了一種注液孔的結構形式，此注液孔開在極柱中間，避免在蓋板上開孔，使電池更加美觀、更加安全，並採用階梯孔的形式，避免注液過程中發生洩漏，注液完成採用螺紋密封后再用攪拌摩擦焊焊接。

安全閥採用攪拌摩擦焊接的方法焊接，大大提高焊接可靠性，值得推廣。

本發明的裝配方法：

第一，參閱圖2，將極柱2與轉接片8採用攪拌摩擦焊的方式連接在一起，參閱圖3，將轉接片8與電芯4的極耳採用攪拌摩擦焊的方法連接起來，正負極採用同樣的方法連接。

第二，參閱圖1，將焊有極柱的電芯放進殼體9內，在極柱上墊上密封墊片7。

第三，採用攪拌摩擦焊的方法在蓋板5上焊接安全閥，蓋上蓋板5，參閱圖1，蓋板與殼體採用攪拌摩擦焊方式焊接。

第四，在正負極墊上密封墊6，分別在正負極擰上圓螺母1，擰緊。

第五，從極柱2中間的注液孔注入電解液，擰入密封釘3，密封釘和極柱採用攪拌摩擦焊焊接。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本領域的技術人員來說，在不脫離本發明整體構思前提下，還可以作出若干改變和改進，這些也應該視為本發明的保護範圍。