CN106299226B - 集电板、动力电池以及动力电池的制造方法 - Google Patents

集电板、动力电池以及动力电池的制造方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及集电板、动力电池以及动力电池的制造方法。集电板包括极耳连接段、薄弱段以及极柱连接段，所述极耳连接段通过所述薄弱段与所述极柱连接段连接，所述集电板具有沿自身厚度方向相对分布的两个第一侧面以及与两个所述第一侧面均相接且相对分布的两个第二侧面，所述集电板具有展开状态与弯折状态，所述集电板能够在所述薄弱段弯折以使所述集电板处于所述弯折状态，在所述弯折状态下，所述极耳连接段向靠近所述第一侧面的一侧翻转至与所述极柱连接段呈一非零夹角，所述集电板在所述展开状态与所述弯折状态下，所述极耳连接段能够与极耳连接，所述极柱连接段能够与极柱连接。该方案增加了裸电芯与集电板的连接空间，降低了连接难度。

Description

集电板、动力电池以及动力电池的制造方法
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种集电板、动力电池以及动力电池的制造方法。
背景技术
动力电池包括多个裸电芯、顶盖以及集电板，多个裸电芯通过集电板与顶盖连接，实现裸电芯电能的输出。
相关技术中，集电板为冲压成型件，具有多处弯折，这种结构的集电板与多个裸电芯焊接时，定位以及焊接空间小，操作不便。
因此，需要提出一种改进方案解决上述缺陷。
发明内容
本申请实施例提供了一种集电板、动力电池以及动力电池的制造方法，能够降低集电板与裸电芯的焊接难度。
本申请的第一方面提供了一种集电板，包括极耳连接段、薄弱段以及极柱连接段，所述极耳连接段通过所述薄弱段与所述极柱连接段连接，
所述集电板具有沿自身厚度方向相对分布的两个第一侧面以及与两个所述第一侧面均相接且相对分布的两个第二侧面，所述集电板具有展开状态与弯折状态，所述集电板能够在所述薄弱段弯折以使所述集电板处于所述弯折状态，在所述弯折状态下，所述极耳连接段向靠近所述第一侧面的一侧翻转至与所述极柱连接段呈一非零夹角，
所述集电板在所述展开状态与所述弯折状态下，所述极耳连接段能够与极耳连接，所述极柱连接段能够与极柱连接。
优选地，所述集电板上具有第一开口，所述薄弱段位于所述第一开口处，所述第一开口开设在所述第一侧面上并且分别向两个所述第二侧面延伸并贯穿。
优选地，所述集电板上具有第二开口，所述薄弱段位于所述第二开口处，所述第二开口开设在所述第二侧面上并且分别向两个所述第一侧面延伸并贯穿。
优选地，所述第二开口的数量为两个，两个所述第二开口分别设置在一个所述第二侧面上且相对设置。
优选地，所述第二开口与所述第一侧面的相交线为圆弧曲线。
优选地，所述极耳连接段以及所述薄弱段的数量均为两个，每个所述极耳连接段通过一个所述薄弱段与所述极柱连接段连接。
优选地，两个所述极耳连接段分别从所述极柱连接段向远离彼此的一侧延伸且对称设置。
本申请的第二方面提供了一种动力电池，包括顶盖、裸电芯、以及上述权利要求中任一项所述的集电板，
所述顶盖包括极柱，
所述裸电芯包括电芯本体以及极耳，所述极耳设置在所述电芯本体的侧部，且所述极耳包括片状层叠部分，
所述极耳连接段与所述片状层叠部分连接，所述极柱连接段与所述极柱连接，且所述极耳连接段与所述极柱连接段呈一非零夹角。
优选地，所述裸电芯的数量为多个，多个所述裸电芯沿厚度方向层叠设置，且相同极性的极耳位于所述电芯本体的同一侧，
每个所述集电板包括两个所述极耳连接段，两个所述极耳连接段分别与一个所述片状层叠部分连接。
本申请的第三方面提供了一种动力电池的制造方法，该制造方法用于制造上述任一项所述的动力电池，包括以下步骤：
a.在所述集电板的展开状态下，将所述极柱连接段与所述极柱连接，将所述极耳连接段与所述片状层叠部分连接；
b.翻转所述极耳连接段，使其在所述薄弱段向靠近所述第一侧面的一侧翻转至与所述极柱连接段形成一非零夹角。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请的第一方面提供了一种集电板，包括极耳连接段、薄弱段以及极柱连接段，极耳连接段通过薄弱段与极柱连接段连接。该集电板具有展开状态和弯折状态，集电板在展开状态下，可以将极柱连接段与顶盖上的极柱连接，极耳连接段与裸电芯的极耳连接。连接完成后，集电板能够在薄弱段弯折并处于弯折状态，此时，极耳连接段与极柱连接段呈一非零夹角，且连接后的裸电芯、顶盖以及处于弯折状态的集电板能够作为半成品组装在动力电池中，此方案增加了裸电芯与集电板定位以及连接时的空间，降低了连接时的难度。
本申请的第二方面提供了一种动力电池，该动力电池包括上述的集电板，由于集电板具有上述的技术效果，包含该集电板的动力电池也应具有上述的技术效果。
本申请的第三方面提供了一种动力电池的制造方法，该动力电池的制造方法中采用了该集电板，由于集电板具有上述的技术效果，包含该集电板的动力电池的制造方法也应具有上述的技术效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请实施例所提供的集电板的实施例一的示意图；
图2为图1中薄弱段的放大视图；
图3本申请实施例所提供的集电板的实施例二的示意图；
图4为图3中A部分的放大视图；
图5本申请实施例所提供的集电板的实施例三的示意图；
图6为图5中B部位的放大视图；
图7为本申请实施例所提供的集电板、顶盖以及裸电芯的分解视图；
图8为本申请实施例所提供的集电板为展开状态时与顶盖以及裸电芯的连接示意图；
图9为本申请实施例所提供的集电板为弯折状态时与顶盖以及裸电芯的连接示意图。
附图标记：
1-集电板；
11-极耳连接段；
12-薄弱段；
12a-第一开口；
12b-第二开口；
13-极柱连接段；
131-通孔；
14-第一侧面；
141-圆弧曲线；
15-第二侧面；
2-顶盖；
21-极柱；
211-凸台；
3-裸电芯；
31-电芯本体；
32-极耳。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。
如图1、图8和图9所示，本申请实施例提供了一种集电板1，包括极耳连接段11、薄弱段12以及极柱连接段13，极耳连接段11通过薄弱段12与极柱连接段13连接。
集电板1具有沿其自身厚度方向相对分布的两个第一侧面14，两个相对分布的第二侧面15，并且，每个第二侧面15均与两个第一侧面14相接。
集电板1具有展开和弯折两种状态，图1和图8为集电板1的展开状态，在展开状态下，极耳连接段11可以与裸电芯中的极耳连接，极柱连接段13可以与顶盖上的极柱连接。
并且，集电板1能够在薄弱段12弯折并使得集电板1处于弯折状态，如图9所示，当集电板1分别与极耳、极柱连接后，可将集电板1置于弯折状态，即将极耳连接段11向靠近第一侧面14的一侧翻转至与极柱连接段13呈一非零夹角，此时，集电板1即处于弯折状态。且连接后的裸电芯、顶盖以及集电板1能够作为半成品组装在动力电池中，此方案增加了裸电芯与集电板1定位以及连接时的空间，降低了连接时的难度。
本申请中，要求薄弱段12的强度较小且便于弯折。根据一个实施例，薄弱段12可以设置成薄壁段，使得该薄壁段的厚度小于集电板1其它部分的厚度。由于薄壁段具有较小的弯曲强度，因此集电板1容易在薄壁段弯折。
根据一个优选的实施例一，如图2所示，集电板1上具有第一开口12a，薄弱段12位于第一开口12a处，第一开口12a开设在第一侧面14上并且分别向两个第二侧面15延伸并贯穿。
根据另一个优选的实施例二，如图3-4所示，集电板1具有第二开口12b，薄弱段12位于第二开口12b处，第二开口12b开设在第二侧面15上并且分别向两个第一侧面14延伸并贯穿。
上述实施例一以及实施例二均以去除材料的方式降低集电板1在该部位的强度，使其形成薄弱段12且便于弯折。上述两实施方式简单、方便。此外，集电板1的弯折可以通过人工或设备实现，本实施例中，在人力能够弯折得到情况下，优选采取人工弯折的方式，而无需利用设备进行弯折，一方面使得集电板1的折弯操作更加简单、方便，另一方面还可以避免利用设备弯折时对裸电芯以及顶盖造成损伤。
如图5-6所示，在实施例二中，还可以进一步将第二开口12b的数量设置为两个，两个第二开口12b分别设置在一个第二侧面15上且相对设置。该方案较设置一个第二开口12b相比，极耳连接段11更加容易翻转，且翻转时的操作力进一步减小。
当薄弱段12设置为第二开口12b时，为了避免在薄弱段12上出现裂缝导致集电板1开裂，优选第二开口12b与第一侧面14的相交线为圆弧曲线141，这样，当极耳连接段11在此处翻转时，在第二开口12b处就会减小应力集中现象，减小集电板1出现断裂的风险。
相关技术中，通常一个集电板1与一个裸电芯的极耳连接，当有多个裸电芯时，集电板1的数量也需相应增加。如图1所示，为了减少集电板1的使用数量，优选每个集电板1包括两个极耳连接段11以及两个薄弱段12，每个极耳连接段11通过一个薄弱段12与极柱连接段13连接。这样一来，一个集电板1就能够与两个极耳连接，减少了集电板1的数量。
根据一个实施例，两个极耳连接段11可以分别从极柱连接段13向远离彼此的一侧延伸且对称设置。例如，两个极耳连接段11与极柱连接段13形成为T形结构或Y形结构，对于T形结构，两个水平段分别为一个极耳连接段11，竖直段为极柱连接段13，对于Y形结构，上方的两个倾斜段分别为一个极耳连接段11，下方的竖直段为极柱连接段13。上述两极耳连接段11均为对称结构，其加工时的工艺性好，与极耳连接时的工艺性好。
如图7-9所示，本申请的实施例还提供了一种动力电池，包括集电板1、顶盖2以及裸电芯3。顶盖2包括极柱21，裸电芯3包括电芯本体31以及极耳32，集电板1分别与极柱21以及极耳32连接，实现裸电芯3电能的输出。
电芯本体31通常由极片卷绕形成，极耳32设置在电芯本体31的侧部，且极耳32具有片状层叠部分，极耳连接段11与片状层叠部分连接，极柱连接段13与极柱21连接，且极耳连接段11与极柱连接段13呈一非零夹角，此时，集电板1处于弯折状态，如图9所示。
极柱21包括凸台211，极柱连接段13开设有通孔131，极柱21与极柱连接段13连接时，凸台211嵌装在通孔131内，凸台211的圆周面与通孔131的内壁贴合以增加两者的连接面积，增大连接强度。通常，极柱21与极柱连接段13优选激光焊接。
在上述的动力电池中，该集电板1具有展开状态和弯折状态，集电板1可以在展开状态下分别与极柱21和裸电芯3连接，连接后，将集电板1在薄弱段12弯折，使得集电板1处于弯折状态，集电板1处于弯折状态时，极耳连接段11与极柱连接段13呈一非零夹角。该方案使得裸电芯3与集电板1的定位以及焊接时的空间增加，降低了焊接时的难度。
当动力电池中设置多个裸电芯3时，多个裸电芯3可以沿厚度方向层叠设置，且相同极性的极耳32位于电芯本体31的同一侧，每个集电板1包括两个极耳连接段11，两个极耳连接段11分别与一个片状层叠部分连接。该方案中，一个集电板1能够与两个裸电芯3的极耳32连接，减小了集电板1的数量。
极耳32包括第一极耳和第二极耳，顶盖2包括第一极柱和第二极柱，第一极耳经由第一集电板与第一极柱连接，第二极耳经由第二集电板与第二极柱连接。根据一个实施例，第一集电板采用本申请实施例提供的集电板1的结构，第二集电板可以采用其他结构，即可实现增加焊接空间、降低焊接难度这一目的。根据其他一些实施例，第一集电板与第二集电板均可以采用本申请实施例提供的集电板1的结构，如此设置后，使得增加焊接空间、降低焊接难度这一效果得到强化。第一集电板作为正极集电板时可以优选的材料为1060铝，作为负极集电板时可以优选的材料为T2铜。
本申请的实施例还提供了一种动力电池的制造方法，该制造方法能够制造上述的动力电池，该制造方法包括以下步骤：
步骤a.如图7-8所示，在集电板1的展开状态下，将极柱连接段13与极柱21连接，将极耳连接段11与片状层叠部分连接，极耳连接段11与片状层叠部分可以优选贴合并且在贴合处连接，此连接面积大，连接可靠性高；
步骤b.如图9所示，翻转极耳连接段11，使其在薄弱段12向靠近第一侧面14的一侧翻转并与极柱连接段13形成一非零夹角。
该制造方法中，集电板1在展开状态下与极柱21和裸电芯3连接，连接后，将集电板1在薄弱段12弯折，使得极耳连接段11与极柱连接段13呈一非零夹角。该方案使得裸电芯3与集电板1的定位以及焊接时的空间增加，降低了焊接时的难度。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集电板，其特征在于，包括极耳连接段、薄弱段以及极柱连接段，所述极耳连接段通过所述薄弱段与所述极柱连接段连接，所述极耳连接段、所述薄弱段以及所述极柱连接段为一体结构，且所述薄弱段的强度小于所述极耳连接段以及所述极柱连接段的强度；
所述集电板具有沿自身厚度方向相对分布的两个第一侧面以及与两个所述第一侧面均相接且相对分布的两个第二侧面，
所述集电板具有展开状态与弯折状态，所述集电板能够在所述薄弱段弯折以使所述集电板处于所述弯折状态，在所述弯折状态下，所述极耳连接段向靠近所述第一侧面的一侧翻转至与所述极柱连接段呈一非零夹角，
所述集电板在所述展开状态与所述弯折状态下，所述极耳连接段均能够与极耳连接，所述极柱连接段能够与极柱连接。
2.根据权利要求1所述的集电板，其特征在于，所述集电板上具有第一开口，所述薄弱段位于所述第一开口处，所述第一开口开设在所述第一侧面上并且分别向两个所述第二侧面延伸并贯穿。
3.根据权利要求1所述的集电板，其特征在于，所述集电板上具有第二开口，所述薄弱段位于所述第二开口处，所述第二开口开设在所述第二侧面上并且分别向两个所述第一侧面延伸并贯穿。
4.根据权利要求3所述的集电板，其特征在于，所述第二开口的数量为两个，两个所述第二开口分别设置在一个所述第二侧面上且相对设置。
5.根据权利要求4所述的集电板，其特征在于，所述第二开口与所述第一侧面的相交线为圆弧曲线。
6.根据权利要求1所述的集电板，其特征在于，所述极耳连接段以及所述薄弱段的数量均为两个，每个所述极耳连接段通过一个所述薄弱段与所述极柱连接段连接。
7.根据权利要求6所述的集电板，其特征在于，两个所述极耳连接段分别从所述极柱连接段向远离彼此的一侧延伸且对称设置。
8.一种动力电池，其特征在于，包括顶盖、裸电芯、以及权利要求1-7任一项所述的集电板，
所述顶盖包括极柱，
所述裸电芯包括电芯本体以及极耳，所述极耳设置在所述电芯本体的侧部，且所述极耳包括片状层叠部分，
所述极耳连接段与所述片状层叠部分连接，所述极柱连接段与所述极柱连接，且所述极耳连接段与所述极柱连接段呈一非零夹角。
9.根据权利要求8所述的动力电池，其特征在于，所述裸电芯的数量为多个，多个所述裸电芯沿厚度方向层叠设置，且相同极性的极耳位于所述电芯本体的同一侧，
每个所述集电板包括两个所述极耳连接段，两个所述极耳连接段分别与一个所述片状层叠部分连接。
10.一种如权利要求8或9所述的动力电池的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.在所述集电板的展开状态下，将所述极柱连接段与所述极柱连接，将所述极耳连接段与所述片状层叠部分连接；
b.翻转所述极耳连接段，使其在所述薄弱段向靠近所述第一侧面的一侧翻转至与所述极柱连接段形成一非零夹角。
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