CN103413967A - 一种锂离子二次电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电池领域,公开了一种锂离子二次电池的制造方法,其通过将卷芯引出的正极耳或负极耳在壳体外与一金属片焊接,然后将该组合体沉入壳体的封闭端,再通过滚槽固定的方式将金属片固定于壳体上,从而实现正极耳或负极耳与壳体的导通。与现有技术相比,其将传统的极耳与壳体底部“盲焊”的方式改为与金属片的可视焊接,并通过将金属片与壳体滚槽固定来实现正极耳或负极耳与壳体的电性导通,其在保证正极耳或负极耳与壳体导通的同时,还提高了焊接的可靠性及焊接效率,从而大幅降低了产品的不良率,同时也降低了产品的加工成本。

Description

一种锂离子二次电池及其制造方法
技术领域
本发明属于电池技术领域,尤其涉及一种锂离子二次电池及其制造方法。
背景技术
对于传统的柱形锂离子二次电池,如图1所示,其壳体通常采用钢或铝制成,对于具有封闭端的柱形锂离子二次电池,底部极耳一般是采用焊接的方式直接焊接在壳底,但是,由于壳体底部为筒形体的封闭端,在焊接时根本无法看视,为“盲焊”,焊接功率偏低则发生虚焊,若焊接功率偏高,则又会破坏底部壳体表面的镀层,造成底部腐蚀或凸斑,因而这种焊接方式可靠性差,制造出的电池可靠性差;且盲焊容易造成极耳与底部接触面不平整而导致出现打火现象,存在安全隐患;进一步地,此种焊接方式因为焊接时无法目视,只能通过后续的检验验证焊接是否良好,如若焊接不良,需返工焊接,如此反复,导致生产效率低下、生产成本增高;再者,在多极耳卷芯设计中,如果采用底部盲焊的方式,多极耳焊接的可靠性和焊接阻抗的一致性无法保障,从而造成在多极耳处电流积聚的不平衡性,制造出的产品与设计参数相差甚远。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供了一种可避免虚焊、打火等问题的锂离子二次电池的制作方法,还提供了一种锂离子二次电池。
本发明的技术方案是:一种锂离子二次电池,包括具有内腔的筒形金属壳体、设于所述壳体内的卷芯、端部与所述卷芯电性连接的正极耳或负极耳及设于所述卷芯端部处的绝缘垫片,所述壳体具有一封闭端和一开口端,所述正极耳或负极耳的另一端穿越所述绝缘垫片与一导电的金属片电性连接,所述金属片与所述壳体的封闭端相对,所述金属片的边缘与所述壳体的内壳面相抵接。
具体地,所述壳体与所述金属片的边缘相对的位置且围绕所述金属片的边缘具有一凹槽,所述金属片边缘与所述凹槽的底部相抵顶。
具体地,所述金属片的形状与所述壳体内腔的截面形状相对应。
更具体地,所述正极耳或负极耳与所述金属片焊接连接。
具体地,所述壳体的截面形状为圆形或多边形。
更具体地,所述卷芯为叠片式卷芯或卷绕式卷芯。
一种锂离子二次电池的制造方法,包括下述步骤:
制备正极浆料和负极浆料;
将所述正极浆料涂布于正极集流体上,形成具有正极复合材料层和正极集流体的正极片;
将所述负极浆料涂布于负极集流体上,形成具有负极复合材料层和负极集流体的负极片;
分别对所述正、负极片进行辊压;
将所述辊压后的正极片和负极片分切成多片;
在所述分切后的正极片和负极片上分别焊接正极耳和负极耳或冲切形成正极耳和负极耳;
对焊接或冲切后的所述正极片、负极片进行层叠或卷绕,得到具有所述正极耳和所述负极耳的卷芯,所述正极耳和负极耳由所述卷芯的端部引出;
在所述卷芯端部处设置一绝缘垫片,所述正极耳或负极耳穿越所述绝缘垫片;
还包括以下步骤:
提供一具有内腔的筒形金属壳体,所述壳体具有一封闭端和开口端,所述封闭端和开口端相对设置;
提供一导电金属片,并使所述金属片容纳于所述壳体内;
将所述正极耳或负极耳的另一端电性连接于所述金属片上;
将所述金属片、卷芯构成的组合体沉入所述壳体底部,所述金属片与所述壳体的封闭端相对;
在所述壳体外表面与所述金属片相对的位置对所述金属片进行滚槽固定,使所述金属片固定在所述壳体内部且与所述壳体电性导通。
具体地,所述正极耳或负极耳与所述金属片之间为焊接连接。
更具体地,所述壳体采用钢材或铝材制成。
本发明提供的锂离子二次电池的制造方法,其通过将电池卷芯端部处的正极耳或负极耳在电池壳体外与一导电金属片焊接,既而将该组合体沉入电池壳体的封闭端,使金属片与壳体的封闭端相对,再通过滚槽机将金属片固定于壳体内部,与现有技术中极耳直接在壳体内与壳体封闭端的壳面焊接相比,其将传统的“盲焊”转化为可视焊接,从而避免了虚焊、出现斑秃等品质问题,还可避免因盲焊造成极耳与底部接触面不平整而导致出现打火现象;进一步地,因为为可视焊接,可大大提高焊接的可靠性及成功率,从而可减少返工,提高生产效率,降低产品的制造成本;同时,可视焊接可以提高多极耳底部焊接的一致性和可靠性,从而保证了锂离子二次电池的电流的平衡性。
附图说明
图1是本发明提供的现有技术的锂离子二次电池的示意图;
图2是本发明实施例提供的锂离子二次电池的结构示意图;
图3是发明实施例提供的对图2中的A部分的放大示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供了一种锂离子二次电池,如图2所示,其包括具有内腔的筒形金属壳体1、设于壳体1内的卷芯3、端部与卷芯3电性连接的正极耳或负极耳2及设于卷芯3端部处的绝缘垫片4,壳体1具有一封闭端11和一开口端,正极耳或负极耳2的另一端穿越绝缘垫片4与一导电的金属片5电性连接,金属片5与壳体1的封闭端11相对,金属片5的边缘与壳体1的内壳面相抵接。本发明提供的锂离子二次电池,其正极耳或负极耳不直接与壳体底部焊接,而是在壳体外将正极耳或负极耳与一金属片电性连接后将该整体沉入壳体内,进而再将所述金属片固定于壳体上,实现正极耳或负极耳与壳体之间的间接导通,从而可避免因盲焊造成极耳与底部接触面不平整而导致出现打火现象,也避免了因“盲焊”而导致的焊接不良的问题;进一步地,由于其是可视焊接,故大大提高了焊接的效率及可靠性,从而可减少返工,降低产品的制造成本,还可以提高多极耳底部焊接时焊接的一致性和可靠性,避免因盲焊焊接一致性差而导致电池充放电电流不平衡的情况。
具体地,绝缘垫片4设于卷芯3端部处,可防止卷芯3端部的端面与壳体1接触,从而可防止卷芯3内极性与壳体1不同的电极片与壳体接触导通,造成短路。
具体地,如图2和图3所示,壳体1与金属片5的边缘相对的位置且围绕金属片5的边缘具有一凹槽12,金属片5的边缘与凹槽12的底部相抵顶,凹槽12通过滚槽机加工而来,其通过强力挤压使金属片5与壳体1压紧固定,同时,还实现了正极耳或负极耳2与壳体1的间接电性导通。
为了使滚槽机在加工时更方便地工作,对金属片5实现更好的滚槽固定作用,同时,也为了使金属片5能与壳体1紧密地抵接,金属片5的形状与壳体1内腔的截面形状相对应为佳;较佳地,金属片5的面积略小于壳体1内腔的截面面积,从而既能保证金属片能较方便地沉入壳体1的底部,而又能在滚槽加工时能与壳体1上的凹槽12紧密地抵接。
具体地,正极耳或负极耳2与金属片5之间为焊接连接,从而在实现固定连接的同时保证良好的电导通性。
具体地,壳体1的截面形状可为圆形、方形或五边形等多边形,则相应地,壳体1为圆筒形、方筒形、五面筒形等多面筒形结构。
进一步地,卷芯3可为叠片式卷芯或卷绕式卷芯,当卷芯3为叠片式卷芯时,其由“层叠”加工工艺制成,当卷芯3为卷绕式卷芯时,其由“卷绕”加工工艺制成,此两种卷芯均为本领域内较为常见的卷芯结构形式,在此不再一一详述。
本发明还提供了一种锂离子二次电池的制造方法,可制造上述的锂离子二次电池,其包括以下步骤:
制备正极浆料和负极浆料,从而得到锂离子二次电池充放电过程中的电活性物质;
将所述正极浆料涂布于正极集流体上,形成具有正极复合材料层和正极集流体的正极片;
将所述负极浆料涂布于负极集流体上,形成具有负极复合材料层和负极集流体的负极片;
分别对所述正、负极片进行辊压,以提高所述正极复合材料层内的所述正极活性物质的密度和负极复合材料层内的所述负极活性物质的密度;
将所述辊压后的正极片和负极片分切成多片,以为后续的卷芯的制备提供材料;
在所述分切后的正极片和负极片上分别焊接正极耳和负极耳或冲切形成正极耳和负极耳;
对焊接或冲切后的正极片(多片)、负极片(多片)进行层叠或卷绕,得到具有正极耳和负极耳的卷芯,所述正极耳和负极耳由所述卷芯的端部引出;若采用层叠工艺,则得到的卷芯为叠片式卷芯,若采用卷绕工艺,则得到的卷芯为卷绕式卷芯;
在卷芯端部处设置一绝缘垫片,所述正极耳或负极耳穿越所述绝缘垫片;该绝缘垫片可使卷芯端部端面与其它部件绝缘,从而防止卷芯端部端面与其它部件接触导通,造成短路;
还包括以下步骤:
提供一具有内腔的筒形金属壳体,所述壳体具有一封闭端和开口端,所述封闭端和开口端相对设置;具体地,壳体的截面形状可为圆形或多边形,即壳体为圆筒形或多面筒形结构;
提供一导电金属片,所述金属片的横截面形状与所述壳体的截面形状相对应,所述金属片的横截面面积小于所述壳体的截面面积,以使所述金属片能容纳于所述壳体内;
将所述正极耳或负极耳的另一端电性连接于所述金属片上,使其与金属片电性导通;
将所述金属片、卷芯构成的组合体沉入所述壳体底部,所述金属片与所述壳体的封闭端相对。
在所述壳体外表面与所述金属片相对的位置对所述金属片进行滚槽固定,以使所述金属片固定在所述壳体内部且与所述壳体电性导通,滚槽固定可采用滚槽机进行加工,利用强力挤压使壳体内凹产生一凹槽,该凹槽同时挤压所述金属片的边缘,从而将金属片固定,也同时实现金属片与壳体的电性导通。
通过上述方法制备的锂离子二次电池,其通过将正极耳或负极耳在壳体外与一导电金属片电性连接,然后再将该整体沉入壳体底部,再对所述金属片进行滚槽固定,使其固定于壳体上的同时与壳体电性导通,从而将现有技术中直接将极耳与壳体底部焊接的方式转化为通过金属片进行“过渡”连接的方式,此种过渡连接的方式使极耳由“盲焊”转化为可视焊接,从而操作人员可更好地进行焊接,避免虚焊或焊接功率偏高或偏低,提高了焊接的可靠性,同时,上述制备方式还可避免因“盲焊“带来的返工率高的问题,从而可提高焊接及生产效率,降低产品生产成本;进一步地,此种制备方式还可以提高多极耳底部焊接时焊接的一致性和可靠性,从而保证了锂离子二次电池的充放电过程中电流的平衡性,提高了锂离子二次电池的可靠性。
具体地,所述正极耳或负极耳与所述金属片之间为焊接连接,从而既可将所述正极耳或负极耳固定于金属片上,还可保证正极耳或负极耳与金属片之间电性导通。
进一步地,上述壳体可采用不锈钢材质或铝材质制成。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锂离子二次电池,包括具有内腔的筒形金属壳体、设于所述壳体内的卷芯、端部与所述卷芯电性连接的正极耳或负极耳及设于所述卷芯端部处的绝缘垫片,所述壳体具有一封闭端和一开口端,其特征在于,所述正极耳或负极耳的另一端穿越所述绝缘垫片与一导电的金属片电性连接,所述金属片与所述壳体的封闭端相对,所述金属片的边缘与所述壳体的内壳面相抵接。
2.如权利要求1所述的锂离子二次电池,其特征在于,所述壳体与所述金属片的边缘相对的位置且围绕所述金属片的边缘具有一凹槽,所述金属片边缘与所述凹槽的底部相抵顶。
3.如权利要求1所述的锂离子二次电池,其特征在于,所述金属片的形状与所述壳体内腔的截面形状相对应。
4.如权利要求1所述的锂离子二次电池,其特征在于,所述正极耳或负极耳与所述金属片焊接连接。
5.如权利要求1所述的锂离子二次电池,其特征在于,所述壳体的截面形状为圆形或多边形。
6.如权利要求1-5任一项所述的锂离子二次电池,其特征在于,所述卷芯为叠片式卷芯或卷绕式卷芯。
7.一种锂离子二次电池的制造方法,包括下述步骤:
制备正极浆料和负极浆料;
将所述正极浆料涂布于正极集流体上,形成具有正极复合材料层和正极集流体的正极片;
将所述负极浆料涂布于负极集流体上,形成具有负极复合材料层和负极集流体的负极片;
分别对所述正、负极片进行辊压;
将所述辊压后的正极片和负极片分切成多片;
在所述分切后的正极片和负极片上分别焊接正极耳和负极耳或冲切形成正极耳和负极耳;
对焊接或冲切后的所述正极片、负极片进行层叠或卷绕,得到具有所述正极耳和所述负极耳的卷芯,所述正极耳和负极耳由所述卷芯的端部引出;
在所述卷芯端部处设置一绝缘垫片,所述正极耳或负极耳穿越所述绝缘垫片;
其特征在于,还包括以下步骤:
提供一具有内腔的筒形金属壳体,所述壳体具有一封闭端和开口端,所述封闭端和开口端相对设置;
提供一导电金属片,并使所述金属片容纳于所述壳体内;
将所述正极耳或负极耳的另一端电性连接于所述金属片上;
将所述金属片、卷芯构成的组合体沉入所述壳体底部,所述金属片与所述壳体的封闭端相对;
在所述壳体外表面与所述金属片相对的位置对所述金属片进行滚槽固定,使所述金属片固定在所述壳体内部且与所述壳体电性导通。
8.如权利要求7所述的锂离子二次电池的制造方法,其特征在于,所述正极耳或负极耳与所述金属片之间为焊接连接。
9.如权利要求7或8所述的锂离子二次电池的制造方法,其特征在于,所述壳体采用钢材或铝材制成。
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