CN102867936A - 高容量电池及其装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高容量电池及其装配方法,能大电流充、放电并且外型不会发生膨胀,使用寿命长,装配工艺简单。高容量电池包括有一组以上的电芯、外壳、正极部件以及负极部件,电芯位于外壳内腔中,正极部件以及负极部件位于外壳的两端;正极部件包括有将外壳一端口密封的正极顶盖以及安装在正极顶盖上的正极极柱,负极部件包括有将外壳另一端口密封的负极顶盖以及安装在负极顶盖上的负极极柱;负极顶盖和正极顶盖均采用金属材料制成,正极极耳整形压弯后与正极顶盖焊接为一体,负极极耳整形压弯后与负极顶盖焊接为一体,在负极顶盖和外壳之间设置有绝缘垫圈,正极顶盖或负极顶盖上设置有防爆装置。
Description
技术领域
本发明属于电池技术和超级电容技术领域,尤其涉及一种可大电流充、放电的高容量电池及其装配方法。
背景技术
高容量大电流电池应用于便携式高性能电动工具、数码产品、电动汽车、储能等领域时,目前,电池的正极极片和负极极片都是用薄膜或者箔状材料,然后把正、负极片中间用隔离膜隔开按圆柱状卷绕而成电芯,再装入壳内,现有技术中,极耳与外界的导电是将极耳间接连接在顶盖上导出,高容量大电流电池在大电流充、放电时将产生大量的热。
申请(专利)号:CN200810142440.5,公开(公告)号:CN101651186,名称:一种电池极耳与盖板的装配方法的中国专利申请公开了一种电池极耳与盖板的装配方法,包括以下步骤:a)将极耳引出装置放置在电池卷芯的端部;b)将卷芯端部伸出的多个极耳与极耳引出装置的导电层电接触;c)用第二垫片将极耳压紧在极耳引出装置上;d)将电池盖板放置在第二垫片的上表面,并将电池盖板周边与电池外壳密封。所述步骤b)后还包括以下步骤:b1)将极耳压弯后焊接在极耳引出装置的导电层上。本发明将极耳焊接在极耳引出装置上,并通过第二垫片机械接触压紧。该专利申请公开的电池,设置了极耳引出装置和第二垫片等转接部件,用转接片转接导出电力,同时将极耳剪切或者破断,这样在电池极耳与盖板的装配时,卷绕的过程中很难将极耳对齐,焊接位置不能控制,极耳和极柱连接不良好或者失效,电池在大电流充、放电过程中,外型会发生膨胀,电池温度过高,影响使用电池寿命甚至导致安全事故的发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高容量电池及其装配方法,能大电流充、放电并且外型不会发生膨胀,使用寿命长,装配工艺简单。
本发明是通过以下技术方案来实现的:
高容量电池,包括有一组以上的电芯、外壳、正极部件以及负极部件,电芯位于外壳内腔中,正极部件以及负极部件位于外壳的两端;电芯包括多片正极片、隔离膜和负极片采用卷绕或叠加方式排列连接而成,隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间,每一片所述正极片均包括有正极极耳和正极集流体,每一片负极片均包括有负极极耳和负极集流体;其中,正极部件包括有将外壳一端口密封的正极顶盖以及安装在正极顶盖上的正极极柱,负极部件包括有将外壳另一端口密封的负极顶盖以及安装在负极顶盖上的负极极柱;正极极耳延伸出正极集流体的外部并位于正极顶盖和正极集流体之间的间隙中,负极极耳延伸出负极集流体的外部并位于负极顶盖和负极集流体之间的间隙中;所述负极顶盖和正极顶盖均采用金属材料制成,正极极耳整形压弯后与正极顶盖焊接为一体,负极极耳整形压弯后与负极顶盖焊接为一体。
在负极顶盖和外壳之间设置有绝缘垫圈。
所述正极顶盖或负极顶盖上设置有防爆装置。
上述高容量电池的装配方法,其中,包括以下步骤:
①将电芯卷绕牢固放置在外壳内腔中;
②将绝缘垫圈放置在负极顶盖和外壳之间,并固定;
③将正极极耳整形压弯与正极顶盖接触,将负极极耳整形压弯后与负极顶盖接触;
④从正极顶盖的外部进行焊接,正极顶盖的熔融材料以及焊接材料将正极顶盖与正极极耳连接为一体,正极顶盖与正极极耳导通;从负极顶盖的外部进行焊接,负极顶盖的熔融材料以及焊接材料将负极顶盖与负极极耳连接为一体,负极顶盖与负极极耳导通。
本发明的有益效果如下:
本发明提供一种高容量电池及其装配方法,能大电流充、放电并且外型不会发生膨胀,使用寿命长,装配工艺简单。本发明是通过以下技术方案来实现的:电池,包括有一组以上的电芯、外壳、绝缘垫圈、正极以及负极;外壳的两端分别由正极顶盖和负极顶盖密封,正极固定在正极顶盖上,负极固定在负极顶盖上。将极耳整形压弯后焊接在正负极顶盖并且保证电芯卷绕牢固,所述正负极顶盖为金属材料。本发明具有:1.能大电流充、放电;2.电池循环后外型不膨胀;3.带有爆破功能;4.能量密度高;5.极片不变型;并且连接稳定、散热好、接触内阻小、电芯外型尺寸稳定等优点。
附图说明
图1是本发明高容量电池的整体结构分解示意图;
图2是本发明高容量电池的极片与顶盖连接结构示意图;
图3是本发明高容量电池的负极部件结构示意图;
图4是本发明高容量电池的正极部件结构示意图。
附图标记说明:
1、负极顶盖,2、绝缘垫圈,3、电芯,4、外壳,5、正极顶盖,6、防爆装置,11、焊接槽,12、负极极柱。
具体实施方式
本发明公开了一种高容量电池,请见图1至图4,包括有一组以上的电芯3、外壳4、正极部件以及负极部件,电芯3位于外壳4内腔中,正极部件以及负极部件位于外壳4的两端;电芯3包括多片正极片、隔离膜和负极片采用卷绕或叠加方式排列连接而成,隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间,每一片所述正极片均包括有正极极耳和正极集流体,每一片负极片均包括有负极极耳和负极集流体;其中,正极部件包括有将外壳一端口密封的正极顶盖5以及安装在正极顶盖5上的正极极柱,负极部件包括有将外壳另一端口密封的负极顶盖1以及安装在负极顶盖1上的负极极柱12;正极极耳延伸出正极集流体的外部并位于正极顶盖5和正极集流体之间的间隙中,负极极耳延伸出负极集流体的外部并位于负极顶盖1和负极集流体之间的间隙中;所述负极顶盖和正极顶盖均采用金属材料制成,正极极耳整形压弯后与正极顶盖5焊接为一体,负极极耳整形压弯后与负极顶盖1焊接为一体。
在负极顶盖1和外壳4之间设置有绝缘垫圈2。
所述正极顶盖5或负极顶盖1上设置有防爆装置6。
下面结合附图对实施例进行进一步说明。
本实施例中,如图1,高容量电池整体采用圆柱状结构,外壳4为圆柱面结构的铝壳,电芯3为圆柱体结构的实心体;绝缘垫圈2为圆环圈状。
负极顶盖1和正极顶盖5的表面具有金属电镀材料层,所述金属电镀材料层的厚度尺寸范围:4至8μm,采用易焊接、防氧化金属材料,如:镍、锡。
如图2、3,负极极柱12位于负极顶盖1中部,呈朝外部凸出的小圆柱状结构;负极极柱12的外侧壁设置有外螺纹,或者负极极柱12具有设置了内螺纹的中空通孔;负极极柱12的内端与负极顶盖1中部连接,负极极柱12与负极顶盖1一体成型。
负极顶盖1设置有多道焊接槽11,呈线性放射状从负极顶盖1中部向外部延伸,为凹槽结构;所述焊接槽11的槽底厚度小于负极顶盖1的厚度;焊接槽11的槽底厚度尺寸为0.1至3mm;负极顶盖1的内表面为平面或者具有与焊接槽11的槽底相对应的凸面,所述焊接槽11的凹槽内腔属于焊接区域并涂有易焊接材料。
如图4,正极部件采用和负极部件相同的结构。
绝缘垫圈2套住负极顶盖1的边缘,负极顶盖1内表面顶住外壳4的滚槽作支撑点,外表面与外壳4的翻边铆接固定,所述外壳4采用金属材料制成;绝缘垫圈2采用塑料或其它高分子材料制成;所述正极顶盖5通过连续焊接方式固定在外壳上。
上述高容量电池的装配方法,其中,包括以下步骤:
①将电芯卷绕牢固放置在外壳内腔中;
②将绝缘垫圈放置在负极顶盖和外壳之间,并固定;
③将正极极耳整形压弯与正极顶盖接触,将负极极耳整形压弯后与负极顶盖接触;
④从正极顶盖的外部进行焊接,正极顶盖的熔融材料以及焊接材料将正极顶盖与正极极耳连接为一体,正极顶盖与正极极耳导通;从负极顶盖的外部进行焊接,负极顶盖的熔融材料以及焊接材料将负极顶盖与负极极耳连接为一体,负极顶盖与负极极耳导通。
上述步骤4中,采用激光焊接或超声焊接或分子扩散焊接或电阻焊接方式将正极顶盖与正极极耳、负极顶盖与负极极耳焊接为一体;焊接位置为负极顶盖或正极顶盖的焊接槽部位;焊接时,焊接槽的槽底材料发生融解,冷却后与正极极耳或负极极耳紧固为一体。
上述所列具体实现方式为非限制性的,对本领域的技术人员来说,在不偏离本发明范围内,进行的各种改进和变化,均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.高容量电池,包括有一组以上的电芯(3)、外壳(4)、正极部件以及负极部件,电芯(3)位于外壳(4)内腔中,正极部件以及负极部件位于外壳(4)的两端;电芯(3)包括多片正极片、隔离膜和负极片采用卷绕或叠加方式排列连接而成,隔离膜间隔于相邻的正极片、负极片之间,每一片所述正极片均包括有正极极耳和正极集流体,每一片负极片均包括有负极极耳和负极集流体;其特征在于:正极部件包括有将外壳一端口密封的正极顶盖(5)以及安装在正极顶盖(5)上的正极极柱,负极部件包括有将外壳另一端口密封的负极顶盖(1)以及安装在负极顶盖(1)上的负极极柱(12);正极极耳延伸出正极集流体的外部并位于正极顶盖(5)和正极集流体之间的间隙中,负极极耳延伸出负极集流体的外部并位于负极顶盖(1)和负极集流体之间的间隙中;所述负极顶盖和正极顶盖均采用金属材料制成,正极极耳整形压弯后与正极顶盖(5)焊接为一体,负极极耳整形压弯后与负极顶盖(1)焊接为一体。
2.如权利要求1所述的高容量电池,其特征在于:在所述负极顶盖(1)和外壳(4)之间设置有绝缘垫圈(2);所述正极顶盖(5)或负极顶盖(1)上设置有防爆装置(6)。
3.如权利要求2所述的高容量电池,其特征在于:整体采用圆柱状结构,外壳(4)为圆柱面结构的铝壳,电芯(3)为圆柱体结构的实心体;绝缘垫圈(2)为圆环圈状。
4.如权利要求1至3中任一项所述的高容量电池,其特征在于:所述负极顶盖(1)和正极顶盖(5)的表面具有金属电镀材料层;所述金属电镀材料层的厚度尺寸范围:4至8μm。
5.如权利要求1至3中任一项所述的高容量电池,其特征在于:所述负极极柱(12)位于负极顶盖(1)中部,呈朝外部凸出的小圆柱状结构;负极极柱(12)的外侧壁设置有外螺纹,或者负极极柱(12)具有设置了内螺纹的中空通孔;负极极柱(12)的内端与负极顶盖(1)中部连接,负极极柱(12)与负极顶盖(1)一体成型。
6.如权利要求5所述的高容量电池,其特征在于:所述负极顶盖(1)设置有多道焊接槽(11),呈线性放射状从负极顶盖(1)中部向外部延伸,为凹槽结构;所述焊接槽(11)的槽底厚度小于负极顶盖(1)的厚度;焊接槽(11)的槽底厚度尺寸为0.1至3mm;负极顶盖(1)的内表面为平面或者具有与焊接槽(11)的槽底相对应的凸面,所述焊接槽(11)的凹槽内腔属于焊接区域并涂有易焊接材料。
7.如权利要求6所述的高容量电池,其特征在于:所述正极部件采用和负极部件相同的结构。
8.如权利要求2所述的高容量电池,其特征在于:所述绝缘垫圈(2)套住负极顶盖(1)的边缘,负极顶盖(1)内表面顶住外壳(4)的滚槽作支撑点,外表面与外壳(4)的翻边铆接固定,所述外壳(4)采用金属材料制成;绝缘垫圈(2)采用塑料或高分子材料制成;所述正极顶盖(5)通过连续焊接方式固定在外壳上。
9.如权利要求2所述的高容量电池的装配方法,其特征在于:包括以下步骤:
①将电芯卷绕牢固放置在外壳内腔中;
②将绝缘垫圈放置在负极顶盖和外壳之间,并固定;
③将正极极耳整形压弯与正极顶盖接触,将负极极耳整形压弯后与负极顶盖接触;
④从正极顶盖的外部进行焊接,正极顶盖的熔融材料以及焊接材料将正极顶盖与正极极耳连接为一体,正极顶盖与正极极耳导通;从负极顶盖的外部进行焊接,负极顶盖的熔融材料以及焊接材料将负极顶盖与负极极耳连接为一体,负极顶盖与负极极耳导通。
10.如权利要求7所述的高容量电池的装配方法,其特征在于:包括以下步骤:
①将电芯卷绕牢固放置在外壳内腔中;
②将绝缘垫圈放置在负极顶盖和外壳之间,并固定;
③将正极极耳整形压弯与正极顶盖接触,将负极极耳整形压弯后与负极顶盖接触;
④从正极顶盖的外部进行焊接,正极顶盖的熔融材料以及焊接材料将正极顶盖与正极极耳连接为一体,正极顶盖与正极极耳导通;从负极顶盖的外部进行焊接,负极顶盖的熔融材料以及焊接材料将负极顶盖与负极极耳连接为一体,负极顶盖与负极极耳导通;采用激光焊接或超声焊接或分子扩散焊接或电阻焊接方式将正极顶盖与正极极耳、负极顶盖与负极极耳焊接为一体;焊接位置为负极顶盖或正极顶盖的焊接槽部位;焊接时,焊接槽的槽底材料发生融解,冷却后与正极极耳或负极极耳紧固为一体。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 519000 Guangdong Province, Zhuhai City Road Jida Huajing Les Loges Du Park Hotel Building 1 Applicant after: ZHUHAI YINLONG NEW ENERGY CO., LTD. Address before: 519000 Guangdong Province, Zhuhai City Road Jida Huajing Les Loges Du Park Hotel Building 1 Applicant before: Zhuhai Yintong Energy Co., Ltd. |
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COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: ZHUHAI YINTONG ENERGY CO., LTD. TO: ZHUHAI YINLONG NEW ENERGY CO., LTD. |
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C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130109 |