圓柱型鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種圓柱型鋰離子電池，包括電芯、正極極板、負極極板、正極極柱和負極極柱，電芯由正極片、隔膜和負極片卷繞而成，電芯的一端有正極極耳，電芯的另一端有負極極耳，正極極板上沖壓有第一壓緊凹槽，正極極板的與第一壓緊凹槽背對的側面與正極極耳的端面緊貼，并通過第一壓緊凹槽焊接固定；負極極板上沖壓有第二壓緊凹槽，負極極板的與第二壓緊凹槽背對的側面與負極極耳的端面緊貼，并通過第二壓緊凹槽焊接固定。鋰離子電池由于采用了此種結構，可以局部壓緊極耳，容易壓緊，便于通過激光焊接實現電連接，防止虛焊、脫焊等現象；而且凹槽結構還可以加固極板，防止向電池縱向施壓時，引起極板斷裂，有助于提高電池的安全性能。
【專利說明】圓柱型鋰離子電池
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電池，特別是涉及一種圓柱型鋰離子電池。
【背景技術】
[0002] 為滿足不斷發展的電動汽車產業對鋰離子電池容量的需求，具有高容量的環型鋰 離子電池和圓柱型鋰離子電池的開發受到社會極大的關注。
[0003] 現有鋰離子電池的電連接結構一般是采用集流體、極板、極耳和極柱的電連接結 構，集流體和極板之間一般采用超聲波焊接或激光焊接密封連接。隨著電池的高容量化，集 流體的厚度增加，極板的焊接難度不斷加大，容易造成脫焊和虛焊的問題，導致電池的倍率 性能受損。另外該種電連接結構占用體積大，容易影響電池的體積容量密度。因此常考慮 將極板直接向電芯卷繞體的集流體端面直接施加壓力，采用激光焊接固定連接。然而，由于 集流體的厚度薄，柔軟易變形，施加壓力容易使電芯變彎、變形，造成電芯卷繞體變大或外 凸，造成，電芯卷繞體不能入殼或與外殼導通而短路，而且直接施加壓力在電芯卷繞體端面 上，由于端面變形不平整，會造成與集流體焊接面積小，焊接強度低，從而造成虛焊或脫焊 現象，容易使電池容量的降低。
【發明內容】
[0004] 針對上述現有技術現狀，本發明所要解決的技術問題在于，提供一種圓柱型鋰離 子電池，其極板與極耳之間容易壓緊，且不容易引起電芯變大或外凸現象，以解決因容量大 引起入殼難，焊接困難的問題。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明所提供一種鋰離子電池，包括電芯、正極極板、負 極極板、正極極柱和負極極柱，所述電芯由正極片、隔膜和負極片卷繞中心管而成，所述電 芯的一端有由所述正極片軸向延伸形成的未涂覆活性物質的正極極耳，另一端有由所述負 極片軸向延伸形成的未涂覆活性物質的負極極耳；所述正極極板為環形結構，其上設置有 第一極柱孔和第一進液孔，該正極極板與所述正極極耳固定連接，所述負極極板為環形結 構，其上設置有第二極柱孔和第二進液孔，該負極極板與所述負極極耳固定連接，所述正極 極柱的一端穿設于所述第一極柱孔中并與所述正極極板固定連接，所述負極極柱的一端穿 設于所述第二極柱孔中并與所述負極極板固定連接；所述正極極板上沖壓有第一壓緊凹 槽，所述正極極板的與所述第一壓緊凹槽背對的側面與所述正極極耳的端面緊貼，并通過 所述第一壓緊凹槽焊接固定；所述負極極板上沖壓有第二壓緊凹槽，所述負極極板的與所 述第二壓緊凹槽背對的側面與所述負極極耳的端面緊貼，并通過所述第二壓緊凹槽焊接固 定。
[0006] 在其中一個實施例中，所述第一壓緊凹槽沿所述正極極板的半徑方向貫通所述正 極極板，所述第二壓緊凹槽沿所述負極極板的半徑方向貫通所述負極極板。
[0007] 在其中一個實施例中，所述第一壓緊凹槽的數量為1?10個，所述第二壓緊凹槽 的數量為1?10個。
[0008] 在其中一個實施例中，所述正極極板的第一壓緊凹槽成"X"形分布，所述負極極板 的所述第二壓緊凹槽成"X"形分布。
[0009] 在其中一個實施例中，所述第一壓緊凹槽的深度為0. 3?5mm，所述第二壓緊凹槽 的深度為〇· 3?5謹。
[0010] 在其中一個實施例中，所述正極極板包括具有所述第一壓緊凹槽的第一固定部和 其余的第一基板部，所述第一基板部的邊緣設置有向所述第一壓緊凹槽側延伸的第一凸 起，該第一凸起包圍于所述正極極柱的外部且與所述正極極柱焊接固定；所述負極極板包 括具有所述第二壓緊凹槽的第二固定部和其余的第二基板部，所述第二基板部的邊緣設置 有向所述第二壓緊凹槽側延伸的第二凸起，該第二凸起包圍于所述負極極柱的外部且與所 述負極極柱焊接固定。
[0011] 在其中一個實施例中，所述第一固定部的半徑大于或等于所述第一基板部的半 徑，所述第二固定部的半徑大于或等于所述第二基板部的半徑。
[0012] 在其中一個實施例中，所述正極極板的材質為鋁或鋁合金，所述負極極柱的材質 為錯、錯合金、銅或者銅合金材料。
[0013] 在其中一個實施例中，所述鋰離子電池的正極材料為磷酸鐵鋰、錳酸鋰或三元材 料。
[0014] 在其中一個實施例中，所述鋰離子電池的負極材料為石墨或鈦酸鋰。
[0015] 本發明所提供的圓柱型鋰離子電池，由于在正極極板和負極極板分別設置有沖壓 形成的第一壓緊凹槽和第二壓緊凹槽，可以局部壓緊極耳，容易壓緊，便于通過激光焊接實 現電連接，防止了虛焊、脫焊的現象；而且凹槽結構還可以加固極板，防止向電池縱向施壓 時，引起極板斷裂，有助于提高電池的安全性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明實施例一中的鋰離子電池的正極極板的俯視立體示意圖
[0017] 圖2為圖1中的正極極板的仰視立體示意圖；
[0018] 圖3為圖1中的正極極板與正極極耳和正極極柱的連接示意圖；
[0019] 圖4為本發明實施例二中的鋰離子電池的正極極板的俯視立體示意圖；
[0020] 圖5為本發明實施例二中的鋰離子電池的正極極板的仰視立體示意圖。
[0021] 以上各圖中，10、正極極耳；11、正極極耳的端面；20、正極極板；21、第一固定部； 211、第一壓緊凹槽；22、第一基板部；221、第一凸起；23、第一極柱孔；24、第一進液孔；30、 正極極柱。
【具體實施方式】
[0022] 下面參考附圖并結合實施例對本發明進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的 情況下，以下各實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0023] 實施例一
[0024] 本實施例的圓柱型鋰離子電池包括電芯、正極極板、負極極板、正極極柱和負極極 柱，電芯由正極片、隔膜和負極片卷繞中心管而成，電芯的一端有由所述正極片軸向延伸形 成的未涂覆活性物質的正極極耳，電芯的另一端有由所述負極片軸向延伸形成的未涂覆活 性物質的負極極耳。優選地，所述正極極板的材質為鋁或鋁合金，所述負極極柱的材質為 鋁、鋁合金、銅以及銅合金材料。優選地，所述正極極耳為磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料。所 述負極極耳為石墨或鈦酸鋰。
[0025] 負極極耳與負極極板、負極極柱的連接方式與正極極耳10與正極極板20、正極極 柱的連接方式相似，故以正極為例對本發明進行說明。
[0026] 如圖1、2所示，本實施例中的正極極板20為中心具有第一極柱孔23的環形結構， 其包括第一基板部22和用于與正極極耳10連接的第一固定部21，第一固定部21的半徑大 于第一基板部22的半徑，在第一固定部21上經沖壓形成有第一壓緊凹槽211。優選地，第 一壓緊凹槽211沿所述正極極板20的半徑方向貫通所述正極極板20，便于電解液在第一壓 緊凹槽211上流動，加快電解液浸潤性能。所述第一壓緊凹槽211的數量為1?10個，優 選為4個，且4個第一壓緊凹槽211成"X"形分布。優選地，所述第一壓緊凹槽211的深度 為0.3?5mm。在第一基板部22或第一壓緊凹槽211上設置有多個第一進液孔24。優選 地，所述第一基板部22的邊緣設置有向所述第一壓緊凹槽211側延伸的第一凸起221。一 方面，第一凸起221可便于與正極極柱實現激光焊接固定連接，另一方面，第一凸起221可 以加固正極極板20,防止向電池縱向施壓時，直接受力到極板的基板上，引起極板斷裂，有 助于提高電池的安全性能。
[0027] 如圖3所示，裝配時，正極極板20的與第一壓緊凹槽211背對的側面與正極極耳 10的端面11緊貼，并通過第一壓緊凹槽211激光焊接固定；正極極柱30的一端穿設于第 一極柱孔23內，與正極極板20的第一基板部22連接，并與第一凸起221通過激光焊接固 定連接。
[0028] 本實施例中的鋰離子電池，由于在正極極板20和負極極板分別設置有沖壓形成 的第一壓緊凹槽211和第二壓緊凹槽，當正極極板20與正極極耳10壓緊固定時，只壓緊第 一壓緊凹槽211，并沿第一壓緊凹槽211位置激光焊接，減小了正極極板20與正極極耳10 之間的受力面積，容易壓緊，便于通過激光焊接實現電連接，防止了虛焊、脫焊的現象；而 且，正極極柱30和負極極柱分別設置在第一基板部22和第二基板部上，不與第一壓緊凹槽 211和第二壓緊凹槽直接連接，便于電解液在第一壓緊凹槽211和第二壓緊凹槽上流動，力口 快電解液浸潤性能；另外，第一進液孔24和第二進液孔的設置，有助于電解液快速流入電 芯內部。
[0029] 實施例二
[0030] 如圖4、5所示，本實施例中的鋰離子電池的結構與實施例一大體相同，不同之處 在于：所述正極極板20的第一凸起221的外徑與第一基板的外徑相同，第一進液孔24包括 第一基板部22上的4個弧形結構的空隙。
[0031] 以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保 護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1. 一種圓柱型鋰離子電池，包括電芯、正極極板、負極極板、正極極柱和負極極柱，所述 電芯由正極片、隔膜和負極片卷繞中心管而成，所述電芯的一端有由所述正極片軸向延伸 形成的未涂覆活性物質的正極極耳，另一端有由所述負極片軸向延伸形成的未涂覆活性物 質的負極極耳；所述正極極板為環形結構，其上設置有第一極柱孔和第一進液孔，該正極極 板與所述正極極耳固定連接，所述負極極板為環形結構，其上設置有第二極柱孔和第二進 液孔，該負極極板與所述負極極耳固定連接，所述正極極柱的一端穿設于所述第一極柱孔 中并與所述正極極板固定連接，所述負極極柱的一端穿設于所述第二極柱孔中并與所述負 極極板固定連接；其特征在于，所述正極極板上沖壓有第一壓緊凹槽，所述正極極板的與所 述第一壓緊凹槽背對的側面與所述正極極耳的端面緊貼，并通過所述第一壓緊凹槽焊接固 定；所述負極極板上沖壓有第二壓緊凹槽，所述負極極板的與所述第二壓緊凹槽背對的側 面與所述負極極耳的端面緊貼，并通過所述第二壓緊凹槽焊接固定。
2. 根據權利要求1所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，所述第一壓緊凹槽沿所述 正極極板的半徑方向貫通所述正極極板，所述第二壓緊凹槽沿所述負極極板的半徑方向貫 通所述負極極板。
3. 根據權利要求2所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，所述第一壓緊凹槽的數量 為1?10個,所述第二壓緊凹槽的數量為1?10個。
4. 根據權利要求2所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，所述正極極板的第一壓緊 凹槽成"X"形分布，所述負極極板的所述第二壓緊凹槽成"X"形分布。
5. 根據權利要求2所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，所述第一壓緊凹槽的深度 為0. 3?5_，所述第二壓緊凹槽的深度為0. 3?5_。
6. 根據權利要求2所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，所述正極極板包括具有所 述第一壓緊凹槽的第一固定部和其余的第一基板部，所述第一基板部的邊緣設置有向所述 第一壓緊凹槽側延伸的第一凸起，該第一凸起包圍于所述正極極柱的外部且與所述正極極 柱焊接固定；所述負極極板包括具有所述第二壓緊凹槽的第二固定部和其余的第二基板 部，所述第二基板部的邊緣設置有向所述第二壓緊凹槽側延伸的第二凸起，該第二凸起包 圍于所述負極極柱的外部且與所述負極極柱焊接固定。
7. 根據權利要求6所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，所述第一固定部的半徑大 于或等于所述第一基板部的半徑，所述第二固定部的半徑大于或等于所述第二基板部的半 徑。
8. 根據權利要求1所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，所述正極極板的材質為鋁 或鋁合金，所述負極極柱的材質為鋁、鋁合金、銅或者銅合金材料。
9. 根據權利要求1至8中任意一項所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子 電池的正極材料為磷酸鐵鋰、錳酸鋰或三元材料。
10. 根據權利要求1至8中任意一項所述的圓柱型鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離 子電池的負極材料為石墨或鈦酸鋰。
【文檔編號】H01M10/0525GK104103850SQ201310122156
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月9日 優先權日:2013年4月9日
【發明者】徐德雷, 張偉英, 蔡惠群, 羅曉華, 魏銀倉, 張兵, 彭心怡 申請人:珠海銀隆新能源有限公司