CN107086320B - 锂离子电池壳体及其制造方法以及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，公开了一种锂离子电池壳体及其制造方法以及锂离子电池，包括：从上至下依次设置的紧固件、上绝缘胶圈、具有中心通孔的待拉伸铝片、下绝缘胶圈以及卡环，所述紧固件依次穿过所述上绝缘胶圈、所述待拉伸铝片、所述下绝缘胶圈以及所述卡环，以将所述上绝缘胶圈、所述待拉伸铝片、所述下绝缘胶圈以及所述卡环紧密地连成一体，其中，以所述紧固件为中心对所述待拉伸铝片进行拉伸以制成电池壳体。该锂离子电池壳体具有减少一次激光焊接，避免电池壳体焊接漏气的优点。

Description

锂离子电池壳体及其制造方法以及锂离子电池

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池壳体及其制造方法以及锂离子电池。

背景技术

目前，圆柱形铝壳锂离子电池在生产加工的过程中，其结构组成通常为两端具有开口的铝壳、以及焊接在铝壳的两端开口处的上盖板和下盖板。该圆柱形铝壳锂离子电池的制备过程为：手动将绝缘片和隔圈套在卷芯上。然后，将套好绝缘片和隔圈的卷芯装入铝壳内，入壳时检查卷芯与铝壳的松紧度，对于较松的卷芯需要手动在卷芯的外周缠绕胶带以增大卷芯的外径，避免卷芯在铝壳内发生窜动。接下来，焊接上盖板和下盖板，以完成锂离子电池的制造过程。

然而，由于现有技术中的锂离子电池在制造的过程中，对上盖板和下盖板均需采用激光焊进行焊接，激光焊往往会导致焊接的不稳定，从而使得铝壳与上、下盖板间容易存在焊接漏气的风险。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种锂离子电池壳体及其制造方法以及锂离子电池，以解决现有技术中的锂离子电池在制造的过程中，对上盖板和下盖板均需采用激光焊进行焊接，激光焊往往会导致焊接的不稳定，从而使得铝壳与上、下盖板间容易存在焊接漏气的风险的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供一种锂离子电池壳体，包括：从上至下依次设置的紧固件、上绝缘胶圈、具有中心通孔的待拉伸铝片、下绝缘胶圈以及卡环，所述紧固件依次穿过所述上绝缘胶圈、所述待拉伸铝片、所述下绝缘胶圈以及所述卡环，以将所述上绝缘胶圈、所述待拉伸铝片、所述下绝缘胶圈以及所述卡环紧密地连成一体，其中，以所述紧固件为中心对所述待拉伸铝片进行拉伸以制成电池壳体。

其中，所述紧固件的伸出端构造为圆台。

其中，所述上绝缘胶圈和所述下绝缘胶圈的制造材质均为绝缘塑胶。

根据本申请的第二方面，还提供一种锂离子电池壳体的制造方法，包括：将紧固件、上绝缘胶圈、具有中心通孔的待拉伸铝片、下绝缘胶圈以及卡环从上至下依次摆放；将所述紧固件依次穿过所述上绝缘胶圈、所述待拉伸铝片、所述下绝缘胶圈以及所述卡环以实现铆接；以所述紧固件为中心，对所述待拉伸铝片进行折弯并朝远离所述紧固件的方向进行拉伸以制成电池壳体毛坯；对所述电池壳体毛坯的多余边料进行裁剪以制成电池壳体。

根据本发明的第三方面，还提供一种锂离子电池，包括：锂离子电池壳体和设置在电池壳体内的卷芯，在所述卷芯的内部构造有从正极端贯穿至负极端的通孔；以及封堵所述电池壳体的下端开口的正极盖板。

其中，在所述卷芯的负极端面设有上隔圈，在所述上隔圈上构造有沉孔，所述紧固件的伸出端嵌入所述沉孔内并与所述沉孔的下边沿齐平。

其中，在所述卷芯的负极端面和所述上隔圈之间设有绝缘片。

其中，在所述卷芯的正极端面和所述正极盖板之间设有下隔圈。

其中，所述上隔圈和所述下隔圈均由弹性材料制造而成。

其中，所述下隔圈包括设置在所述卷芯的正极端面和所述正极盖板之间的水平部以及设置在所述水平部上且能伸入到所述卷芯的通孔内的导向部。

(三)有益效果

本发明提供的电池壳体，与现有技术相比，具有如下优点：

本申请的电池壳体相对于原有的中间铝壳的两端采用激光焊接的方式，将盖板分别焊接在中间铝壳的上下两端，本申请则是通过将待拉伸铝片的一端使用紧固件进行铆接，另一端采用激光焊接的方式来实现密封，从而减少了一次激光焊接的过程，降低了由于激光焊接的不稳定，造成的电池壳体焊接漏气的风险。

此外，还需要说明的是，通过将待拉伸铝片采用较为成熟的拉伸工艺制造电池壳体，从而避免了使用原有的冷拔铝管的切割工艺，进一步地，减少了因切割造成的毛刺与切屑，从而大大地提高了电池壳体的生产质量和生产效率。

附图说明

图1为本申请的实施例的锂离子电池壳体的整体结构示意图；

图2为本申请的实施例的锂离子电池壳体拉伸前的爆炸结构示意图；

图3为图2中的锂离子电池壳体的拉伸状态结构示意图；

图4为本申请的实施例的锂离子电池壳体的制造方法的步骤流程示意图；

图5为本申请的实施例的锂离子电池的整体结构示意图；

图6为图5中的锂离子电池壳体的上端与卷芯的上端的安装结构示意图；

图7为图5中的锂离子电池壳体的下端与卷芯的下端的安装结构示意图；

图8为本申请的实施例的卷芯装入锂离子电池壳体的安装过程结构示意图；

图9为图5中的点焊负极极耳的结构示意图。

图中，100：电池壳体；1：紧固件；11：紧固件的伸出端；2：上绝缘胶圈；3：待拉伸铝片；31：中心孔；4：下绝缘胶圈；5：卡环；200：锂离子电池；201：卷芯；201a：通孔；201b：负极端面；201c：正极端面；202：正极盖板；203：上隔圈；203a：沉孔；204：绝缘片；205：下隔圈；205a：水平部；205b：导向部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、图2和图3所示，其中，图1和图2示意性地显示了该电池壳体100包括紧固件1、上绝缘胶圈2、待拉伸铝片3、下绝缘胶圈4以及卡环5。

在本申请的实施例中，该紧固件1、上绝缘胶圈2、待拉伸铝片3、下绝缘胶圈4以及卡环5从上至下依次设置，紧固件1依次穿过上绝缘胶圈2、待拉伸铝片3、下绝缘胶圈4以及卡环5，以将上绝缘胶圈2、待拉伸铝片3、下绝缘胶圈4以及卡环5紧密地连成一体，其中，以紧固件1为中心对待拉伸铝片3进行拉伸以制成电池壳体100。这样，本申请的电池壳体100相对于原有的铝壳的两端采用激光焊接的方式，将盖板分别焊接在铝壳的上下两端，本申请则是通过将待拉伸铝片3的一端使用紧固件1进行铆接，另一端采用激光焊接的方式来实现密封，从而减少了一次激光焊接的过程，降低了由于激光焊接的不稳定，造成的电池壳体100焊接漏气的风险。

此外，还需要说明的是，通过将待拉伸铝片3采用较为成熟的拉伸工艺制造电池壳体100，从而避免了使用原有的冷拔铝管的切割工艺，进一步地，减少了因切割造成的毛刺与切屑，从而大大地提高了电池壳体100的生产质量和生产效率。

在一个优选的实施例中，该紧固件1为镀镍钢铆钉。需要说明的是，在钢片上镀镍，从而可以提高钢的耐腐蚀性、耐磨性以及防护性，因而，将紧固件1选用镀镍钢铆钉，从而可以具有较好的耐腐蚀性、耐磨性以及防护性。相应地，延长了紧固件1的使用寿命。

如图1和图2所示，为进一步优化上述技术方案中的紧固件1，在上述技术方案的基础上，该紧固件1的伸出端11构造为圆台。需要说明的是，该圆台的设置，方便与如下所述的上隔圈203(见图6)相匹配。

在一个优选的实施例中，该上绝缘胶圈2和下绝缘胶圈4的制造材质为绝缘塑胶。绝缘塑胶本身具有一定的耐高温的性能，同时，还具有一定的可压缩性和绝缘性，因而，在保证铆接强度的同时，也能够保证铆接处的绝缘性和密封性。

如图4所示，根据本申请的第二方面，还提供一种锂离子电池壳体的制造方法，包括：

步骤S1，将紧固件1、上绝缘胶圈2、具有中心通孔31的待拉伸铝片3、下绝缘胶圈4以及卡环5从上至下依次摆放。需要说明的是，该紧固件1为镀镍钢铆钉。

步骤S2，将紧固件1依次穿过上绝缘胶圈2、待拉伸铝片3、下绝缘胶圈4以及卡环5以实现铆接。具体地，通过压力机对紧固件1进行冲压，从而将上绝缘胶圈2、待拉伸铝片3、下绝缘胶圈4以及卡环5紧密地连成一体。

步骤S3，以紧固件1为中心，对待拉伸铝片3进行弯折并朝远离紧固件1的方向进行拉伸以制成电池壳体毛坯。需要说明的是，通过将待拉伸铝片3采用较为成熟的拉伸工艺制造电池壳体100，从而避免了使用原有的冷拔铝管的切割工艺，进一步地，减少了因切割造成的毛刺与切屑，从而大大地提高了电池壳体100的生产质量和生产效率。

步骤S4，对电池壳体毛坯的多余边料进行裁剪以制成电池壳体100。

在本申请的一个比较优选的技术方案中，在步骤S2中，通过压力机冲压紧固件1以实现铆接。采用压力机进行冲压的方式，不仅提高了铆接的效率，并且还能够增强各个部件之间的连接的紧密性。

如图5所示，根据本申请的第三方面，还提供一种锂离子电池200，包括锂离子电池壳体和设置在电池壳体100内的卷芯201，在该卷芯201的内部构造有从正极端贯穿至负极端的通孔201a，正极盖板202封堵电池壳体100的下端开口。需要说明的是，本申请的电池壳体100的材质通常为铝。

如图6和图7所示，在本申请的一个比较优选的技术方案中，在该卷芯201的负极端面201b设有上隔圈203，在该上隔圈203上构造有沉孔203a，该紧固件1的伸出端11嵌入沉孔203a内并与沉孔203a的下边沿齐平。具体地，通过在上隔圈203上构造有沉孔203a，同时，通过使得紧固件1的伸出端11嵌入沉孔203a内，并使得紧固件1的伸出端11的下端面与沉孔203a的下边沿齐平。这样，该上隔圈203一方面可以对卷芯201在轴向上起到一定的限位作用，防止该卷芯201在电池壳体100的轴向上发生窜动。另一方面，还能够保证卷芯201不会在后期使用的过程中，由于震动使得紧固件1的伸出端11挤压到卷芯201的负极端面，进一步地，避免卷芯201的负极端面的中心形成凹部，导致影响卷芯201的性能的情况。这样，也就避免了卷芯201发生安全隐患的情况。

如图6、图8和图9所示，图6示意性地显示了在该卷芯201的负极端面和上隔圈203之间设有绝缘片204。图8和图9示意性地显示了锂离子电池200的具体安装过程，具体为：首先，需要将卷芯201进行固定，然后，在卷芯201的负极极耳上套入绝缘片204，并将负极极耳朝卷芯201的中心进行折弯至水平状态，以使得负极极耳压合在绝缘片204的上表面。这样的目的在于，避免负极极耳插入到卷芯201的内部，造成发生短路的情况。

其次，将上隔圈203放置在绝缘片204上，并一同装入到电池壳体100内。

然后，将焊针10插入到卷芯201内部的通孔201a内，焊针10的头部将压紧负极极耳和紧固件1，此时，通过电阻焊的方式将负极极耳与紧固件1进行焊接。

接下来，将有弹性的下隔圈205套入正极极耳，并让其紧贴在卷芯201的正极端面，然后，将正极盖板202与正极极耳进行搭接并焊接，同时，将焊接好的正极盖板202进行翻折，并扣紧在电池壳体100的正极端的开口处，通过采用激光焊接的方式，实现正极盖板202的固定安装，从而完成了锂离子电池200的整个制作过程。

在本申请的一个具体的实施例中，该绝缘片204的制造材质为塑料，其上构造有通孔，以供负极极耳穿过。

如图7所示，在本申请的一个比较优选的技术方案中，在卷芯201的正极端面201c和正极盖板202之间设有下隔圈205。具体地，通过在卷芯201的负极端面和正极端面分别设置上隔圈203和下隔圈205，从而使得卷芯201在轴向上得到固定，避免卷芯201在后期使用的过程中，由于震动导致负极极耳或正极极耳发生断裂的情况，并且，通过采用上隔圈203和下隔圈205来对卷芯201的轴向进行固定的方式，便省去了老旧工艺中手工添加胶纸来增大卷芯201的直径的工艺过程，然而，这种方式很容易导致卷芯201无法顺利装入到电池壳体100内。通过减少人为的主观因素的判断，可以采用较为成熟的自动化入壳的方式，使得整个锂离子电池200的制作过程实现了自动化、大大地降低了人为因素对锂离子电池200的质量的影响，提高了锂离子电池200的整体质量和加工效率。

在一个优选的技术方案中，该上隔圈203和下隔圈205均由弹性材料制造而成。也就是说，通过使得上隔圈203和下隔圈205均由弹性材料制造而成，因而，可以使得该上隔圈203和下隔圈205均具有一定的压缩空间，通过将上隔圈203和下隔圈205分别设置在卷芯201的负极端面和正极端面，从而实现对卷芯201在轴向上的固定。

如图7所示，在本申请的一个比较优选的技术方案中，该下隔圈205包括设置在卷芯201的正极端面201c和正极盖板202之间的水平部205a以及设置在水平部205a上且能伸入到卷芯201的通孔201a内的导向部205b。由于该下隔圈205具有弹性，因而，在装配时，可以对该水平部205a进行预压缩，从而起到在轴向上固定卷芯201的作用。此外，通过将该导向部205b伸入到卷芯201的通孔201a内，从而可以起到固定下隔圈205的作用，避免下隔圈205发生左右窜动的情况。

此外，还需要说明的是，通过将该下隔圈205构造成弹性结构，因而，可以降低卷芯201的直径，大大地提高卷芯201的自动安装的成功率。

综上所述，本申请的电池壳体100相对于原有的中间铝壳的两端采用激光焊接的方式，将盖板分别焊接在中间铝壳的上下两端，本申请则是通过将待拉伸铝片3的一端使用紧固件1进行铆接，另一端采用激光焊接的方式来实现密封，从而减少了一次激光焊接的过程，降低了由于激光焊接的不稳定，造成的电池壳体100焊接漏气的风险。

此外，还需要说明的是，通过将待拉伸铝片3采用较为成熟的拉伸工艺制造电池壳体100，从而避免了使用原有的冷拔铝管的切割工艺，进一步地，减少了因切割造成的毛刺与切屑，从而大大地提高了电池壳体100的生产质量和生产效率。

以上所述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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锂离子电池壳体的制造方法，其特征在于，

锂离子电池壳体包括：从上至下依次设置的紧固件、上绝缘胶圈、具有中心通孔的待拉伸铝片、下绝缘胶圈以及卡环，所述紧固件依次穿过所述上绝缘胶圈、所述待拉伸铝片、所述下绝缘胶圈以及所述卡环，以将所述上绝缘胶圈、所述待拉伸铝片、所述下绝缘胶圈以及所述卡环紧密地连成一体，其中，以所述紧固件为中心对所述待拉伸铝片进行拉伸以制成电池壳体；

方法包括：将紧固件、上绝缘胶圈、具有中心通孔的待拉伸铝片、下绝缘胶圈以及卡环从上至下依次摆放；

将所述紧固件依次穿过所述上绝缘胶圈、所述待拉伸铝片、所述下绝缘胶圈以及所述卡环以实现铆接；

以所述紧固件为中心，对所述待拉伸铝片进行折弯并朝远离所述紧固件的方向进行拉伸以制成电池壳体毛坯；

对所述电池壳体毛坯的多余边料进行裁剪以制成电池壳体。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池壳体的制造方法，其特征在于，所述紧固件的伸出端构造为圆台。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池壳体的制造方法，其特征在于，所述上绝缘胶圈和所述下绝缘胶圈的制造材质均为绝缘塑胶。

4.一种锂离子电池，其特征在于，包括：锂离子电池壳体和设置在电池壳体内的卷芯，在所述卷芯的内部构造有从正极端贯穿至负极端的通孔；以及封堵所述电池壳体的下端开口的正极盖板；

其中，所述锂离子电池壳体的制造方法为上述权利要求1至3中任一项所述锂离子电池壳体的制造方法。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，在所述卷芯的负极端面设有上隔圈，在所述上隔圈上构造有沉孔，所述紧固件的伸出端嵌入所述沉孔内并与所述沉孔的下边沿齐平。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，在所述卷芯的负极端面和所述上隔圈之间设有绝缘片。

7.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，在所述卷芯的正极端面和所述正极盖板之间设有下隔圈。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述上隔圈和所述下隔圈均由弹性材料制造而成。

9.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述下隔圈包括设置在所述卷芯的正极端面和所述正极盖板之间的水平部以及设置在所述水平部上且能伸入到所述卷芯的通孔内的导向部。

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