一種雙向極柱的動力電池的製作方法
2023-12-05 12:04:21 1
本實用新型屬於動力電池技術領域，尤其涉及一種雙向極柱的動力電池。
背景技術：
隨著現代社會的發展和人們環保意識的增強，越來越多的設備選擇以鋰電池作為電源，如手機、筆記本電腦、電動工具和電動汽車等等，這為鋰電池的應用與發展提供了廣闊的空間。其中，電動工具和電動汽車等所使用的鋰電池一般稱之為動力電池。
現有的動力電池一般包括裸電芯、封裝裸電芯的電池殼、以及密封安裝在電池殼上的頂蓋，頂蓋上設置有正極極柱和負極極柱，且正負極極柱分別通過軟連接與裸電芯的正負極極耳連接。然而現有的動力電池結構存在以下缺陷：1）兩極柱引出頭處於同一方向，而在電池充放電過程中，正極的鋰離子只通過靠近極柱那一部分極片，因為像離子或電子的運動通常是以最短路徑為路線的。因此，當兩極柱處於同一方向時，離子運行的路徑通常是在極片的上部分，而很少進入極片的下部分。這樣導致的結果是，只有一部分處於工作狀態的極片不僅容易老化，降低使用壽命，而且影響電池的充放電效果。2）電芯生產工藝效率低、風險大，特別是在電芯雙極耳的模切成型工序中，由於機械精度設置高、速度慢，大大降低了生產效率，而且金屬片邊緣容易產生毛刺或金屬屑，需要定期更換模切刀來減少金屬片邊緣易產生毛刺或金屬屑的可能性；否則金屬片邊緣的毛刺或金屬屑會直接刺破極片上的絕緣膠，導致電芯短路或報廢，使生產成本增加。
有鑑於此，確有必要對現有的動力電池結構作進一步的改進，在提高電池使用壽命的同時省去極耳的模切成型工序，從而有效降低電池的生產成本，提高電池的生產效率，並保證電池生產的安全性和一致性。
技術實現要素：
鑑於背景技術中存在的缺陷，本實用新型的目的在於：提供一種雙向極柱的動力電池，該動力電池能夠提高電池使用壽命，同時省去了極耳的模切成型工序，從而有效降低電池的生產成本，提高電池的生產效率，並保證電池生產的安全性和一致性。
為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案：
一種雙向極柱的動力電池，包括電池殼體和電芯，還包括第一頂蓋和第二頂蓋，所述第一頂蓋和所述第二頂蓋分別設置於所述電池殼體的兩端；所述第一頂蓋設置有第一極柱，所述第二頂蓋設置有第二極柱；所述第一極柱通過第一連接件與所述電芯的第一極耳電連接，所述第二極柱通過第二連接件與所述電芯的第二極耳電連接。
其中，第一頂蓋和第二頂蓋可以設置在電池殼體的上下兩端，也可以設置在電池殼體的左右兩端，甚至還可以設置在電池殼體的前後兩端，這裡不作具體限定；而且第一極柱在第一頂蓋上的位置和第二極柱在第二頂蓋上的位置可以是對稱的，也可以是不對稱的；但為了方便工藝製作以及考慮到電池的可靠性，一般將第一極柱和第二極柱對稱設置。
作為本實用新型雙向極柱的動力電池的進一步改進，所述第一連接件為鋁軟連接片，所述第二連接件為銅軟連接片。
作為本實用新型雙向極柱的動力電池的進一步改進，所述第一極柱為鋁極柱，所述鋁極柱的中央設置有螺紋槽，所述螺紋槽設置有螺紋牙套。由於鋁材質軟，所以設置螺紋牙套能夠有效防止鋁螺紋孔滑牙失效，增強鋁極柱的可靠性。
作為本實用新型雙向極柱的動力電池的進一步改進，所述第二極柱為銅極柱和鋁極柱的複合極柱，所述銅極柱與所述鋁極柱緊密連接。其中，由於內部電芯的第二極耳一般為銅片，所以要求與銅極柱連接才能保證電池的使用性能；而採用鋁材料可以降低成本和重量，所以外電路一般使用鋁極柱。因此，第二極柱採用複合極柱既能滿足電池性能要求，又能夠降低生產成本。
作為本實用新型雙向極柱的動力電池的進一步改進，所述緊密連接的方式為焊接、鉚接和螺接中的至少一種。其中，同時採用多種連接方式，能夠有效防止複合極柱從焊接線斷裂。
作為本實用新型雙向極柱的動力電池的進一步改進，所述第一頂蓋還設置有注液孔和防爆閥，所述防爆閥上覆蓋有保護膜。其中，保護膜能夠防止異物或者灰塵等掉進防爆閥內刺破或者損壞防爆閥。需要說明的是，第二頂蓋同樣可以設置注液孔和防爆閥，雙向頂蓋均設置注液孔可以提高注液效率，同時還可以提高電解液對極片的浸潤效果；而設置雙防爆閥則可以提高電池在濫用下的安全性能。
作為本實用新型雙向極柱的動力電池的進一步改進，所述保護膜設置有通孔。設置通孔用來釋放保護膜、防爆閥及頂蓋片之間的空氣；在電池進行真空烘烤測試時，由於內氣壓與外氣壓一致，從而保證保護膜在測試中不會出現起皺變形、甚至失效。
作為本實用新型雙向極柱的動力電池的進一步改進，所述第一極柱通過電阻組件與所述第一頂蓋電連接，所述第二極柱通過絕緣組件與所述第二頂蓋片絕緣連接。
作為本實用新型雙向極柱的動力電池的進一步改進，所述電阻組件包括第一絕緣柱、第一密封圈、電阻塊和第一卡簧，所述第一絕緣柱安裝於所述第一極柱的基部並卡接於所述第一頂蓋，所述第一密封圈和所述電阻塊依次套設於所述第一極柱的下部，所述第一極柱的上部設置有第一環形槽，所述第一卡簧卡設於所述第一環形槽並抵接於所述電阻塊。
作為本實用新型雙向極柱的動力電池的進一步改進，所述絕緣組件包括第二絕緣柱、第二密封圈、絕緣塊和第二卡簧，所述第二絕緣柱安裝於所述第二極柱的基部並卡接於所述第二頂蓋，所述第二密封圈和所述絕緣塊依次套設於所述第二極柱的下部，所述第二極柱的上部設置有第二環形槽，所述第二卡簧卡設於所述第二環形槽並抵接於所述絕緣塊。
本實用新型的有益效果在於：一種雙向極柱的動力電池，包括電池殼體、電芯、第一頂蓋和第二頂蓋，所述第一頂蓋和所述第二頂蓋分別設置於所述電池殼體的兩端；所述第一頂蓋設置有第一極柱，所述第二頂蓋設置有第二極柱；所述第一極柱通過第一連接件與所述電芯的第一極耳電連接，所述第二極柱通過第二連接件與所述電芯的第二極耳電連接。本實用新型通過設置雙向頂蓋、雙向極柱以及雙向引出極耳，一方面，克服了傳統單向頂蓋和單向極柱電池在雙極耳模切成型時存在的工藝風險，由於第一極耳可與第一連接件直接連接，第二極耳可與第二連接件直接連接，所以省去了傳統單向雙極耳的模切成型工序，不僅節約工時、提高了生產效率，而且降低了生產成本；另一方面，通過設置雙向極柱使得電池在充放電過程中鋰離子的運行路徑經過整個極片，從而使得極片的各部分得到充分利用，延長了極片的使用壽命，並且加強了電池的充放電效果。
附圖說明
圖1為本實用新型的結構示意圖之一。
圖2為本實用新型的結構示意圖之二。
圖3為圖2中A的局部放大圖。
圖4為圖2中B的局部放大圖。
圖中：1-電池殼體；2-電芯；3-第一頂蓋；31-第一絕緣柱；32-第一密封圈；33-電阻塊；34-第一卡簧；35-注液孔；36-防爆閥；37-保護膜；4-第一極柱；41-螺紋槽；42-螺紋牙套；5-第二頂蓋；51-第二絕緣柱；52-第二密封圈；53-絕緣塊；54-第二卡簧；6-第二極柱；61-銅極柱；62-鋁極柱；7-第一連接件；8-第一極耳；9-第二連接件；10-第二極耳。
具體實施方式
下面結合具體實施方式和說明書附圖，對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限於此。
如圖1~4所示，一種雙向極柱的動力電池，包括電池殼體1、電芯2、第一頂蓋3和第二頂蓋5，第一頂蓋3和第二頂蓋5分別設置於電池殼體1的兩端；第一頂蓋3設置有第一極柱4，第二頂蓋5設置有第二極柱6；第一極柱4通過第一連接件7與電芯2的第一極耳8電連接，第二極柱6通過第二連接件9與電芯2的第二極耳10電連接。
其中，第一極柱4通過電阻組件與第一頂蓋3電連接，第二極柱6通過絕緣組件與第二頂蓋5片絕緣連接。電阻組件包括第一絕緣柱31、第一密封圈32、電阻塊33和第一卡簧34，第一絕緣柱31安裝於第一極柱4的基部並卡接於第一頂蓋3，第一密封圈32和電阻塊33依次套設於第一極柱4的下部，第一極柱4的上部設置有第一環形槽，第一卡簧34卡設於第一環形槽並抵接於電阻塊33。絕緣組件包括第二絕緣柱51、第二密封圈52、絕緣塊53和第二卡簧54，第二絕緣柱51安裝於第二極柱6的基部並卡接於第二頂蓋5，第二密封圈52和絕緣塊53依次套設於第二極柱6的下部，第二極柱6的上部設置有第二環形槽，第二卡簧54卡設於第二環形槽並抵接於絕緣塊53。
其中，第一頂蓋3和第二頂蓋5可以設置在電池殼體1的上下兩端，也可以設置在電池殼體1的左右兩端，甚至還可以設置在電池殼體1的前後兩端，這裡不作具體限定；而且第一極柱4在第一頂蓋3上的位置和第二極柱6在第二頂蓋5上的位置可以是對稱的，也可以是不對稱的；但為了方便工藝製作以及考慮到電池的可靠性，一般將第一極柱4和第二極柱6對稱設置。
在根據本實用新型的雙向極柱的動力電池的一實施例中，第一連接件7為鋁軟連接片，第二連接件9為銅軟連接片。
在根據本實用新型的雙向極柱的動力電池的一實施例中，第一極柱4為鋁極柱，鋁極柱的中央設置有螺紋槽41，螺紋槽41設置有螺紋牙套42。由於鋁材質軟，所以設置螺紋牙套42能夠有效防止鋁螺紋孔滑牙失效，增強鋁極柱的可靠性。
在根據本實用新型的雙向極柱的動力電池的一實施例中，第二極柱6為銅極柱61和鋁極柱62的複合極柱，銅極柱61與鋁極柱62緊密連接。其中，由於內部電芯2的第二極耳10一般為銅片，所以要求與銅極柱61連接才能保證電池的使用性能；而採用鋁材料可以降低成本和重量，所以外電路一般使用鋁極柱62。因此，第二極柱6採用複合極柱既能滿足電池性能要求，又能夠降低生產成本。
在根據本實用新型的雙向極柱的動力電池的一實施例中，緊密連接的方式為焊接、鉚接和螺接中的至少一種。其中，同時採用多種連接方式，能夠有效防止複合極柱從焊接線斷裂。
在根據本實用新型的雙向極柱的動力電池的一實施例中，第一頂蓋3還設置有注液孔35和防爆閥36，防爆閥36上覆蓋有保護膜37。其中，保護膜37能夠防止異物或者灰塵等掉進防爆閥36內刺破或者損壞防爆閥36。
在根據本實用新型的雙向極柱的動力電池的一實施例中，保護膜37設置有通孔。設置通孔用來釋放保護膜37、防爆閥36及頂蓋片之間的空氣；在電池進行真空烘烤測試時，由於內氣壓與外氣壓一致，從而保證保護膜37在測試中不會出現起皺變形、甚至失效。
根據上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還能夠對上述實施方式進行變更和修改。因此，本實用新型並不局限於上述的具體實施方式，凡是本領域技術人員在本實用新型的基礎上所作出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬於本實用新型的保護範圍。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本實用新型構成任何限制。