CN102024988A - 卷绕式锂离子动力电池电芯及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂电池，尤其是用于汽车动力的锂电池电芯及其制造方法。一种卷绕式锂离子动力电池电芯，包括外壳、正负极端子、正极片、负极片、隔膜、正极耳、负极耳，正极耳和负极耳分别形成在正极片和负极片的长度方向上且位于电芯两侧；电芯还包括相对设置在电芯上部两侧的正极集流板和负极集流板，正极集流板包括本体和两条引脚；负极集流板与正极集流板形状相同；正极集流板的两根引脚分别与卷绕的正极耳的两侧叠层焊接，负极集流板的两根引脚分别与卷绕的正极耳的两侧叠层焊接；正极集流板本体非连接引脚的一端与正极端子焊接，负极集流板本体非连接引脚的一端与负极端子焊接，正极端子与负极端子设置在电芯外壳顶端面的两端。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂电池，尤其是用于汽车动力的锂电池电芯及其制造方法。
背景技术
目前，用于汽车动力的锂电池技术发展迅速，国内外多家公司研究生产汽车动力锂电池，此种锂电池的结构主要有叠片式和卷绕式。目前卷绕式锂电池电芯主要包括外壳、正负极端子、正极片、负极片、隔膜、正极耳和负极耳。极耳主要有两种形式，一种是在正、负极片上分别焊接异体极耳，极耳通常是铝镍合金等金属片；另一种是由正负极片的基体铝箔或铜箔集流体直接延伸得到的与极片一体的极耳。异体极耳不便于卷绕并且很大程度上增加了内阻，与极片形成一体的极耳成为发展趋势。
申请号为201010147449.2的中国专利申请公开了一种锂电池电芯，由正极带、内隔膜带、负极带和外隔膜带按照由内而外的顺序叠摞在一起后再卷绕而成；正极带和负极带的纵向一边分别有用于形成正极引脚的第二凸边和用于形成负极引脚的第一凸边；其特征在于所述正极带上的第二凸边和负极带上的第一凸边均处于正极带和负极带的纵向同一边上，且正极带上的第二凸边与负极带上的第一凸边沿它们的纵向呈交错状布置，以便正极带、负极带及内外隔膜带一起卷绕后由正极带上的第二凸边对应重叠后所形成的正极引脚和负极带上的第一凸边对应重叠后所形成的负极引脚均处于电芯的同一端上。
上述申请公开的技术方案，由于需要在正极带和负极带的上形成凸边，并且卷绕时还需要对齐，加工工艺繁琐且对生产线控制精度要求高。此外极耳的集中也不利于电池散热。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种加工工艺简单、散热性能好的卷绕式锂离子动力电池。本发明还这种卷绕式锂离子动力电池的加工方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种卷绕式锂离子动力电池电芯，包括外壳、正负极端子、正极片、负极片、隔膜以及分别形成在正极片和负极片上的正极耳和负极耳，所述正极耳和负极耳分别形成在所述正极片和负极片的长度方向上，且正极耳和负极耳位于所述电芯两侧；
所述电芯还包括相对设置在所述电芯上部两侧的正极集流板和负极集流板，所述正极集流板包括由两条成直角的金属片构成的本体和固定连接在其中一条金属片端部两侧的两条引脚；所述负极集流板与所述正极集流板形状相同；
所述正极集流板的两根引脚分别与卷绕的正极耳的两侧叠层焊接，负极集流板的两根引脚分别与卷绕的负极耳的两侧叠层焊接；
所述正极集流板本体非连接引脚的一端与所述正极端子焊接，负极集流板本体非连接引脚的一端与所述负极端子焊接，所述正极端子与负极端子设置在所述电芯外壳顶端面的两端。
所述外壳顶端面为长条形顶盖板，所述正极端子和负极端子分别设置在所述顶盖板两端。
所述正极集流板本体的两条成直角的金属片为一体，是由一根长方形金属片折弯成直角构成；引脚为长方形金属片，两引脚相互平行且均垂直于正极集流板本体的两条成直角的金属片；所述负极集流板与所述正极集流板形状相同。
所述负极集流板和所述负极端子材质为铝。
所述正极集流板和所述正极端子材质为铜。
所述卷绕式锂离子动力电池电芯还包括防爆阀，所述防爆阀设置在所述顶盖板中部。
一种制造卷绕式锂离子动力电池电芯的方法，包括如下步骤：
a在铝箔集流体上涂覆负极组合物，铜箔集流体上涂覆正极组合物，两种集流体长度方向上一侧均留出空白，形成带有极耳的正负极片；
b将正负极片和隔膜卷绕并成型，形成裸电芯；
c将正极集流板和负极集流板于正负极端子连接，再将正极集流板和负极集流板与正负极耳焊接，之后裸电芯入外壳封装；
d进行二次抽真空排气之后注入电解液。
c步骤中首先将正负极端子与顶盖板连接，再将正负极端子分别与正负极集流板焊接。
c步骤中还包括将所述防爆阀设置在所述顶盖板上。
本发明具有以下技术效果：
本发明在铝箔或铜箔集流体极片长度方向上形成全极耳，卷绕后直接作为极耳，避免了现有的复杂的成段极耳成型工艺，并且无需精确的卷绕控制。正负极耳各出一侧，散热性能优良。极耳叠层与集流板焊接，即使有个别层松脱，仍然能保证电路导通。由于极片卷成板状叠层，因此极耳叠层两部分相对分离，每个集流板两根引脚分别与极耳叠层相对分开的两叠分别焊接，相比同时焊接，不仅不易松开，散热性更优，且令电解液更容易流入。顶盖板和正负极集流板的预焊接使得零件一体化，便于加工装配。外壳二次抽真空排气，降低气体含量，提高电池的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1为本发明卷绕式锂离子动力电池电芯结构示意图；
图2为本发明中正极片结构示意图；
图3为本发明中负极片结构示意图；
图4为本发明中正极集流板结构正面示意图；
图5为本发明中正极集流板结构侧面示意图；
图6为本发明中正极集流板与正极耳连接示意图；
图中：1外壳，11顶盖板，2正极端子，3负极端子，4正极片，41正极耳，5负极片，51负极耳，6防爆阀，7正极集流板，71本体，72引脚，8负极集流板。
具体实施方式
如图1，一种卷绕式锂离子动力电池电芯，包括外壳1、正极端子2、负极端子3、正极片4、负极片5、隔膜以及分别形成在正极片4和负极片5上的正极耳41和负极耳51。
如图2、图3，正极耳41和负极耳51分别形成在所述正极片4和负极片5的长度方向上，且正极耳41和负极耳51位于电芯两侧。
电芯还包括相对设置在电芯上部两侧的正极集流板7和负极集流板8。
如图4、图5，正极集流板7包括由两条成直角的金属片构成的本体71和固定连接在其中一条金属片端部两侧的两条引脚72。正极集流板本体71的两条成直角的金属片为一体，是由一根长方形金属片折弯成直角构成。引脚72为长方形金属片，两引脚72相互平行且均垂直于正极集流板本体71的两条成直角的金属片。负极集流板8与所述正极集流板7形状相同。
如图6，正极集流板7两根引脚72与卷绕的正极耳41的两侧叠层焊接。
负极集流板8的两根引脚分别与卷绕的负极耳51的两侧叠层焊接。
正极集流板本体71非连接引脚的一端与所述正极端子2焊接，负极集流板本体非连接引脚的一端与所述负极端子3焊接。
外壳1顶端面为长条形顶盖板11，正极端子2和负极端子3分别设置在所述顶盖板11两端。
负极集流板8、负极端子3材质为铝。
正极集流板7、正极端子2材质为铜。
卷绕式锂离子动力电池电芯还包括防爆阀6，所述防爆阀6设置在所述顶盖板11中部。
一种制造卷绕式锂离子动力电池电芯方法，包括如下步骤：
a在铝箔集流体上涂覆负极组合物，铜箔集流体上涂覆正极组合物，两种集流体长度方向上一侧均留出空白，形成带有极耳的正负极片4、5；
b将正负极片4、5和隔膜卷绕并成型，形成裸电芯；
c首先将正负极端子2、3与顶盖板11连接，再将正负极端子2、3分别与正负极集流板7、8焊接，并将防爆阀6设置在顶盖板11上，再将正极集流板7和负极集流板8分别与正负极耳41、51焊接，之后裸电芯入外壳1封装；
d进行二次抽真空排气之后注入电解液，形成电芯。
Claims (9)
1.一种卷绕式锂离子动力电池电芯，包括外壳、正负极端子、正极片、负极片、隔膜以及分别形成在正极片和负极片上的正极耳和负极耳，其特征在于，所述正极耳和负极耳分别形成在所述正极片和负极片的长度方向上，且正极耳和负极耳位于所述电芯两侧；
所述电芯还包括相对设置在所述电芯上部两侧的正极集流板和负极集流板，所述正极集流板包括由两条成直角的金属片构成的本体和固定连接在其中一条金属片端部两侧的两条引脚；所述负极集流板与所述正极集流板形状相同；
所述正极集流板的两根引脚分别与卷绕的正极耳的两侧叠层焊接，负极集流板的两根引脚分别与卷绕的正极耳的两侧叠层焊接；
所述正极集流板本体非连接引脚的一端与所述正极端子焊接，负极集流板本体非连接引脚的一端与所述负极端子焊接，所述正极端子与负极端子设置在所述电芯外壳顶端面的两端。
2.如权利要求1所述的卷绕式锂离子动力电池电芯，其特征在于，所述外壳顶端面为长条形顶盖板，所述正极端子和负极端子分别设置在所述顶盖板两端。
3.如权利要求1所述的卷绕式锂离子动力电池电芯，其特征在于：所述正极集流板的本体两条成直角的金属片为一体，是由一根长方形金属片折弯成直角构成；引脚为长方形金属片，两引脚相互平行且均垂直于正极集流板本体的两条成直角的金属片；所述负极集流板与所述正极集流板形状相同。
4.如权利要求1所述的卷绕式锂离子动力电池电芯，其特征在于：所述负极集流板和所述负极端子材质为铝。
5.如权利要求1所述的卷绕式锂离子动力电池电芯，其特征在于：所述正极集流板和所述正极端子材质为铜。
6.如权利要求2所述的卷绕式锂离子动力电池电芯，其特征在于，所述卷绕式锂离子动力电池电芯还包括防爆阀，所述防爆阀设置在所述顶盖板中部。
7.一种制造如权利要求1所述的卷绕式锂离子动力电池电芯的方法，包括如下步骤：
a在铝箔集流体上涂覆负极组合物，铜箔集流体上涂覆正极组合物，两种集流体长度方向上一侧均留出空白，形成带有极耳的正负极片；
b将正负极片和隔膜卷绕并成型，形成裸电芯；
c将正极集流板和负极集流板分别与正负极端子连接，再将正极集流板和负极集流板分别与正负极耳焊接，之后裸电芯入外壳封装；
d进行二次抽真空排气之后注入电解液。
8.如权利要求7所述的卷绕式锂离子动力电池电芯的加工方法，其特征在于，c步骤中首先将正负极端子与顶盖板连接，再将正负极端子分别与正负极集流板焊接。
9.如权利要求8所述的卷绕式锂离子动力电池电芯的加工方法，其特征在于，c步骤中还包括将所述防爆阀设置在所述顶盖板上。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110420 |