電池集電體及電池裝配方法
【專利摘要】本發明公開了電池集電體及電池裝配方法，包括密封圈、負極底蓋和導電釘，導電釘穿過密封圈的中心孔并與負極底蓋焊接，負極底蓋嵌入在密封圈內，密封圈包括有第一外周部和主平面，主平面上設置有薄弱部位，密封圈的第一外周部呈喇叭口狀，第一外周部的根部直徑小于第一外周部的開口部直徑，其優點是集電體插入鋼殼開口部的過程中，僅密封圈、負極底蓋的外周部上沿受到徑向作用力，對負極底蓋的底蓋平面和密封圈的主平面的影響微乎其微，密封圈的中心薄弱部位不會受損傷。
【專利說明】
電池集電體及電池裝配方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種電池密封和防爆結構，尤其是涉及一種電池集電體及電池裝配方法。【背景技術】
[0002]集電體是電池中的重要結構，其作用主要包括三個方面:一是收集并向外輸送電池內部負極部分產生的電流;二是密封，即將電池殼體底端的開口封閉；三是安全防爆，防止電池因內部氣體壓力過高而發生爆炸。
[0003]公告日為2010年6月9日、專利號為200710166429.8的中國授權發明專利公開了一種“電池集電體”，在其【背景技術】中介紹了傳統的集電極結構，在密封圈的主平面內側設置有至少一個薄弱部位，薄弱部位為環繞密封圈中心孔的環形的防爆溝，在電池內部的氣體異常增大到電池爆炸壓力之前，薄弱部位可斷裂。
[0004]集電體由負極底蓋、密封圈和銅釘組成，其中負極底蓋與銅釘焊接，銅釘插入密封圈中孔，密封圈與負極底蓋嵌合。密封圈有鋼殼口部緊密配合，通過在鋼殼上部的滾槽和卷邊使密封圈的徑向和軸向受到壓縮，從而使電池密封。
[0005]電池的組裝過程分為如下幾個步驟:1)負極底蓋、密封圈和銅釘三者裝配成集電體;2)錳環嵌入到鋼殼中，并壓固錳環，為了使錳環能順利嵌入到鋼殼內，同時為了使直徑大于鋼殼胴體的集電體能插入到鋼殼內，鋼殼口部通常會設計的比鋼殼胴體的尺寸要多的大;3)對鋼殼口部下方胴體處進行環形刻線槽加工;4)往鋼殼內部插入隔膜管并注入鋅膏等內部物質;5)鋼殼口部插入集電體，用設備對鋼殼口部進行折彎卷曲封口，并通過徑向壓縮將鋼殼口部整形到與鋼殼酮體相同的尺寸大小。
[0006]鋼殼口部插入集電體過程的描述:
[0007]使用一根帶磁性的鐵棒吸住集電體的負極底蓋插入到鋼殼口部，然后帶磁性的鐵棒退回原位;集電體外徑要保證比此時的鋼殼口部內徑大一定的量，才可以保證鋼殼口部有一定的壓縮量，才可以使集電體牢固地定位在插入鋼殼時的位置。
[0008]傳統的還未組裝成電池的集電體的負極底蓋的外周部、密封圈的外周部與負極底蓋的主平面垂直，將該結構的集電體組裝到鋼殼口部這一過程中，若集電體的外徑設計過小，則鋼殼口部的壓縮量無法保證，集電體就容易從鋼殼口部彈出，組裝過程無法順利完成。若集電體的外徑過大，則集電體插入鋼殼口部時的摩擦力和擠壓力增大，需要較大插入力的設備；問題最大的是將集電體硬擠入鋼殼口部這一過程中使密封圈外周部、負極底蓋外周部以及密封圈主體平面一起受到徑向壓縮，使負極底蓋的主平面、密封圈主平面拱起變形，并且在后期折彎卷曲封口過程中，過大的集電體，徑向壓縮量大，密封圈主平面嚴重拱起變形，密封圈的中心薄弱部位(防爆溝)產生形變，甚至中心薄弱部位受到損壞
【發明內容】
[0009]本發明所要解決的技術問題是提供一種在電池組裝過程中使用到的電池集電體，該電池集電體為電池生產的中間產物，能避免在電池組裝過程中集電體被彈出的問題，同時又可防止在電池組裝封口過程中的負極底蓋和密封圈的不利形變。
[0010]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:電池集電體，包括密封圈、負極底蓋和導電釘，導電釘穿過密封圈的中心孔并與負極底蓋焊接，所述的負極底蓋嵌入在所述的密封圈內，所述的密封圈包括有第一外周部和主平面，所述的主平面上設置有薄弱部位， 其特征在于密封圈的第一外周部呈喇叭口狀，第一外周部的根部直徑小于第一外周部的開口部直徑。[〇〇11]本發明進一步的優選方案:所述的負極底蓋包括有第二外周部和底蓋平面，所述的負極底蓋的第二外周部緊貼在密封圈的第一外周部內側，所述的負極底蓋的第二外周部呈喇叭口狀，第二外周部的根部直徑小于第二外周部的開口部直徑。
[0012]本發明進一步的優選方案:所述的第一外周部的壁厚均勻，所述的第二外周部的壁厚均勻。
[0013]本發明進一步的優選方案:所述的第一外周部的開口部內側設置有防止負極底蓋外移的凸環。
[0014]本發明進一步的優選方案:所述的第一外周部或第二外周部與鋼殼胴體的外壁根據刻槽工藝情況呈15度?25度夾角。
[0015]本發明進一步的優選方案:所述的第一外周部或第二外周部與鋼殼胴體的外壁呈 19度夾角。
[0016]電池裝配方法，包括如下步驟:1)準備一個鋼殼和電池集電體，電池集電體包括密封圈、負極底蓋和導電釘，導電釘穿過負極底蓋的中心孔并與負極底蓋焊接，所述的負極底蓋嵌入在所述的密封圈內，所述的密封圈包括有第一外周部和主平面，所述的主平面上設置有薄弱部位，所述的密封圈的第一外周部呈喇叭口狀，第一外周部的根部直徑小于第一外周部的開口部直徑；
[0017]2)錳環嵌入到鋼殼內并壓固錳環;對鋼殼進行環形刻線槽加工，使鋼殼的開口部呈喇叭狀；
[0018]3)然后在鋼殼中插入隔膜管并注入鋅膏；
[0019]4)將電池集電體擠壓入到鋼殼的開口部內；用包邊設備對鋼殼的開口部進行折彎卷曲封口，并通過徑向壓縮將鋼殼的開口部整形到與鋼殼的酮體相同的直徑。
[0020]與現有技術相比，本發明的優點是負極底蓋和密封圈外周部設計有角度，呈現上大下小的形狀，在集電體插入到殼體過程中，集電體外周部下端的小直徑部分先順利進入鋼殼內部，起到導引作用；隨著集電體插入深度的增加，密封圈與鋼殼的壓縮量漸漸增大。 由于集電體的最上面部分達到了定位所需的壓縮量，所以集電體的定位與傳統方式一樣好。但是整個過程所需的插入設備的插入力大大減小，而且集電體插入鋼殼開口部及折彎卷曲封口的過程中，僅密封圈、負極底蓋的外周部上沿受到徑向作用力，對負極底蓋的底蓋平面和密封圈的主平面的影響微乎其微，密封圈的中心薄弱部位不會受損傷。【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的電池集電體(中間產物)在未組裝成電池時的結構圖；[〇〇22]圖2為本發明的電池集電體裝入鋼殼后未封口處理的結構圖；
[0023]圖3為本發明的電池集電體裝入鋼殼后并封口處理后的結構圖；
[0024]圖4為本發明的密封圈(中間產物)在未組裝成電池時的結構圖。【具體實施方式】[〇〇25]以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0026]電池集電體，包括密封圈1、負極底蓋2和導電釘3,導電釘3穿過密封圈1的中心孔并與負極底蓋2焊接，負極底蓋2嵌入在密封圈1內，密封圈1包括有第一外周部11和主平面 12，主平面12上設置有薄弱部位13，密封圈1的第一外周部11呈喇叭口狀，第一外周部11的根部111直徑小于第一外周部11的開口部112直徑。
[0027]負極底蓋2包括有第二外周部21和底蓋平面22,負極底蓋2的第二外周部21緊貼在密封圈1的第一外周部11內側，負極底蓋2的第二外周部21呈喇叭口狀，第二外周部21的根部211直徑小于第二外周部21的開口部212直徑。
[0028]第一外周部11的壁厚均勻，第二外周部21的壁厚均勻。
[0029]第一外周部11的開口部112內側設置有防止負極底蓋2外移的凸環113。凸環可以防止負極底蓋從密封圈中移出。
[0030]第一外周部11或第二外周部21與鋼殼4胴體41的外壁呈15度或19度或25度夾角a。 本發明所描述的電池集電體為電池生產過程中的中間產物。圖1所示為該中間產物集電體的結構圖，圖4為其中的密封圈的結構圖。[0031 ]電池裝配方法，包括如下步驟:1)準備一個鋼殼4和電池集電體，電池集電體包括密封圈1、負極底蓋2和導電釘3，導電釘3穿過負極底蓋2的中心孔并與負極底蓋2焊接，負極底蓋2嵌入在密封圈1內，密封圈1包括有第一外周部11和主平面12，主平面12上設置有薄弱部位13,密封圈1的第一外周部11呈喇叭口狀，第一外周部11的根部111直徑小于第一外周部11的開口部112直徑;如圖2所示。
[0032]2)錳環嵌入到鋼殼4內并壓固錳環;對鋼殼4進行環形刻線槽加工，使鋼殼4的開口部42呈喇叭狀;鋼殼的喇叭狀的開口部與待裝入的集電體的形狀相適應。
[0033]3)然后在鋼殼中插入隔膜管并注入鋅膏；[〇〇34]4)將電池集電體擠壓入到鋼殼4的開口部42內；用包邊設備對鋼殼4的開口部42進行折彎卷曲封口，并通過徑向壓縮將鋼殼4的開口部42整形到與鋼殼4的酮體41相同的直徑，如圖4所示。
【主權項】
1.電池集電體，包括密封圈、負極底蓋和導電釘，導電釘穿過密封圈的中心孔并與負極 底蓋焊接，所述的負極底蓋嵌入在所述的密封圈內，所述的密封圈包括有第一外周部和主 平面，所述的主平面上設置有薄弱部位，其特征在于密封圈的第一外周部呈喇叭口狀，第一 外周部的根部直徑小于第一外周部的開口部直徑。2.根據權利要求1所述的電池集電體，其特征在于所述的負極底蓋包括有第二外周部 和底蓋平面，所述的負極底蓋的第二外周部緊貼在密封圈的第一外周部內側，所述的負極 底蓋的第二外周部呈喇叭口狀，第二外周部的根部直徑小于第二外周部的開口部直徑。3.根據權利要求2所述的電池集電體，其特征在于所述的第一外周部的壁厚均勻，所述 的第二外周部的壁厚均勻。4.根據權利要求1所述的電池集電體，其特征在于所述的第一外周部的開口部內側設 置有防止負極底蓋外移的凸環。5.根據權利要求2所述的電池集電體，其特征在于所述的第一外周部或第二外周部與 鋼殼胴體的外壁呈15度?25度夾角。6.根據權利要求5所述的電池集電體，其特征在于所述的第一外周部或第二外周部與 鋼殼胴體的外壁呈19度夾角。7.電池裝配方法，其特征在于包括如下步驟:1)準備一個鋼殼和電池集電體，電池集電 體包括密封圈、負極底蓋和導電釘，導電釘穿過負極底蓋的中心孔并與負極底蓋焊接，所述 的負極底蓋嵌入在所述的密封圈內，所述的密封圈包括有第一外周部和主平面，所述的主 平面上設置有薄弱部位，所述的密封圈的第一外周部呈喇叭口狀，第一外周部的根部直徑 小于第一外周部的開口部直徑；2)錳環嵌入到鋼殼內并壓固錳環;對鋼殼進行環形刻線槽加工，使鋼殼的開口部呈喇 叭狀；3)然后在鋼殼中插入隔膜管并注入鋅膏；4)將電池集電體擠壓入到鋼殼的開口部內；用包邊設備對鋼殼的開口部進行折彎卷曲 封口，并通過徑向壓縮將鋼殼的開口部整形到與鋼殼的酮體相同的直徑。
【文檔編號】H01M4/70GK105958081SQ201610508333
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月27日
【發明人】錢明君, 施斌斌, 陳國標
【申請人】中銀（寧波）電池有限公司