CN101335335A - 一种圆柱锂离子电池盖帽及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于可重复使用的二次电源(可充电电池)技术领域，应用于锂离子电池，特别是一种圆柱锂离子电池盖帽及装配方法。它包括由密封圈从上往下依次封设的正极外部引出端子、PTC、防爆铝饼、支撑板和导电减震板，所述导电减震板下焊接极耳；该导电减震板具有用于与防爆铝饼焊接的焊盘，该焊盘与导电减震板的其它部位依靠筋条连接。装配方法步骤是：注液，超声焊接盖帽，封口；或超声焊接盖帽，注液，封口。它主要解决现有结构如果使用超声波焊接的振动将使焊点断裂，盖帽失效的技术问题，同时可以使用超声波焊接和电池卷芯组装，可以改善工艺流程、提高生产的效率减少设备投资。

Description

一种圆柱锂离子电池盖帽及装配方法

技术领域

本发明属于可重复使用的二次电源(可充电电池)技术领域，应用于锂离子电池，特别是一种圆柱锂离子电池盖帽及装配方法。

背景技术

在趋向小型化、轻量化方向发展的移动办公设备上，如数码相机、数码摄像机、移动DVD、MP3、笔记本电脑等设备，高性能圆柱锂离子二次电池的应用已经非常广泛。但是当电池受到短路、高热、过充电等异常因素的影响时，电池容器内部容易有高压气体产生，会引起电池容器(电池壳)的变形和产生爆炸等危险。为了使其能够更安全地使用，就需要使用电池安全阀装配在电池中，当电池容器内部压力上升到异常状态时，这种开裂式安全阀能够迅速地开启并将气体排出，起到异常情况下的安全保护作用。为了解决安全性的问题，电池采用了各种安全措施，如加PCM(保护板)、装安全阀、PTC(热敏电阻)等方式来改善安全性能，减少发生危险的可能。

电池的盖帽的结构设计是电池的做重要部分之一，主要的安全机构都设计在盖帽里面，内部加装了PTC、有开裂式的安全阀(防爆铝饼)和内部高压断路保护。各种安全阀对电池的安全性能提高起到了重要的作用，也带来了制作的难度和成本提高，效率降低。

传统的盖帽结构中，使用激光焊接将孔板和防爆铝饼焊接，焊点的焊接强度和铝饼的翻转力决定了盖帽的断路保护压力，极耳连接卷芯和盖帽，在这个结构设计上只能使用激光焊接焊接孔板和极耳，因为如果使用超声波焊接的振动将使焊点断裂，盖帽失效。

采用原有结构盖帽的工艺路线有以下两种：

1)激光焊接盖帽，注液，封口

2)注液，封口，激光焊接盖帽

以上激光焊接盖帽工序使用激光焊接机，必须和注液的环境隔离，因为注液的环境存在溶剂，激光焊接的火花可能引起危险，所以导致这个工序流程不连续，而且注液是在无水的手套箱中进行，这样的工序流程需要将注液完成的电池转移到另外一个干燥的环境进行激光焊接，导致工序不连贯；激光焊接的设备成本投入成本高，单机10-15万元，效率为10-14个/分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆柱锂离子电池盖帽及装配方法，主要解决现有结构如果使用超声波焊接的振动将使焊点断裂，盖帽失效的技术问题，同时可以使用超声波焊接和电池卷芯组装，可以改善工艺流程、提高生产的效率减少设备投资。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种圆柱锂离子电池盖帽，其特征在于：它包括由密封圈从上往下依次封设的正极外部引出端子、PTC、防爆铝饼、支撑板和导电减震板，所述导电减震板下焊接极耳；该导电减震板具有用于与防爆铝饼焊接的焊盘，该焊盘与导电减震板的其它部位依靠筋条连接。

所述的圆柱锂离子电池盖帽，其特征在于：该焊盘与导电减震板的其它部位依靠放射状的筋条连接。

所述的圆柱锂离子电池盖帽，其特征在于：该筋条的宽度为0.5mm。

一种用于装配如上所述电池盖帽的方法，其特征在于它包括的步骤是：注液，超声焊接盖帽，封口。

一种用于装配如上所述电池盖帽的方法，其特征在于它包括的步骤是：超声焊接盖帽，注液，封口。

藉由上述结构，本发明主要具有如下优点：

1、本发明中，导电减震板的焊盘和导电减震板的其它部位的连接是细小的筋条，宽度0.5mm，可以有效的将超声焊接时候的振动缓冲，从而不影响防爆铝饼和导电减震板之间的焊点的强度，从而可以使用超声焊接的方式焊接导电减震板和极耳，当然，这种结构也可以使用激光焊接的方式进行组装，支撑板的作用是用于支撑超声焊接时夹具的压力，以免厚度薄的导电减震板被挤压变形。

2、本发明结构可以使用超声波焊接和电池卷芯组装，可以改善工艺流程、提高生产的效率减少设备投资。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中导电减震板的结构示意图。

图3是本发明中防爆铝饼和导电减震板的连接结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1-3，它是本发明一种圆柱锂离子电池盖帽的结构示意图。如图所示：它包括由密封圈1从上往下依次封设的正极外部引出端子2、PTC3、防爆铝饼4、支撑板5和导电减震板6，所述导电减震板6下焊接极耳15；该导电减震板6具有用于与防爆铝饼4焊接的焊盘10，该焊盘10与导电减震板6的其它部位依靠筋条11连接。如图2，该焊盘10与导电减震板6的其它部位依靠放射状的筋条11连接，该筋条11的宽度为0.5mm。

本发明中，保留原有的上盖、密封圈、PTC、防爆铝饼结构，更改了原来的孔板的结构，更改为支撑板和导电减震板，通过这些结构的变化实现了新的功能。盖帽内设置了压力动作保护(当电池内部压力大于1.5公斤压力的时候形成断路保护)、安全阀(用于释放过高的内压)、PTC(短路保护)，改变了原有盖帽的部分结构，不丧失以上功能，同时可以使用超声波焊接和电池卷芯组装，可以改善工艺流程、提高生产的效率减少设备投资。

本发明中，导电减震板的焊盘和导电减震板的其它部位的连接是细小的筋条，宽度0.5mm，可以有效的将超声焊接时候的振动缓冲，从而不影响防爆铝饼和导电减震板之间的焊点的强度，从而可以使用超声焊接的方式焊接导电减震板和极耳，当然，这种结构也可以使用激光焊接的方式进行组装，支撑板的作用是用于支撑超声焊接时夹具的压力，以免厚度薄的导电减震板被挤压变形。

采用本发明结构盖帽的工艺路线有以下几种：

1)注液，超声焊接盖帽，封口

2)超声焊接盖帽，注液，封口

以上超声焊接盖帽工序使用超声波焊接机，可以在注液的环境中进行，这个工序流程连续，超声焊接的设备投入成本低，单机3-5万元，效率为15-20个/分。

相对而言，本发明的设计更合理、实用，具有良好的效率和效益。

实施例：一款应用于圆柱锂离子电池18650的盖帽。

密封圈1、正极外部引出端子(上盖)2、PTC 3和防爆铝饼4采用一般的设计，其尺寸、材质不做变更。支撑板5采用厚度0.5mm的铝镁合金板材冲切而成，外径13.8mm，中心通孔直径3.5mm，透气圆孔直径1.8mm。导电减震板6采用厚度0.2mm的铝镁合金板材冲切而成，400摄氏度退火后使用，中心焊盘10直径3mm，突起1.5mm，透气方孔9外圆直径6.5mm，筋条11宽度0.5mm，组装方式同一般的组装方式，即采用激光焊接的方式将防爆铝饼4和导电减震板6焊接两个焊点。将组装好的盖帽和一般的盖帽采用激光焊接和超声波焊接两种方式和极耳15进行焊接测试效果，分别测试10个。

焊接试验对照表

综上所述仅为本发明的较佳实例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (5)

1、一种圆柱锂离子电池盖帽，其特征在于：它包括由密封圈(1)从上往下依次封设的正极外部引出端子(2)、PTC(3)、防爆铝饼(4)、支撑板(5)和导电减震板(6)，所述导电减震板(6)下焊接极耳(15)；该导电减震板(6)具有用于与防爆铝饼(4)焊接的焊盘(10)，该焊盘(10)与导电减震板(6)的其它部位依靠筋条(11)连接。

2、根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池盖帽，其特征在于：该焊盘(10)与导电减震板(6)的其它部位依靠放射状的筋条(11)连接。

3、根据权利要求1或2所述的圆柱锂离子电池盖帽，其特征在于：该筋条(11)的宽度为0.5mm。

4、一种用于装配如权利要求1或2或3所述电池盖帽的方法，其特征在于它包括的步骤是：注液，超声焊接盖帽，封口。

5、一种用于装配如权利要求1或2或3所述电池盖帽的方法，其特征在于它包括的步骤是：超声焊接盖帽，注液，封口。

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