CN108922993A - 一种方形卷绕多极耳锂离子电池及其装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方形卷绕多极耳锂离子电池，包括依次设置的盖板、麦拉片、软连接片、卷芯和保护片，所述卷芯平放在麦拉片的左右两侧，所述卷芯上设有预焊极耳，所述左右两侧卷芯的预焊极耳相对，所述软连接片上设有激光焊接位和两个超声焊接位，所述两个超声焊接位与左右两侧卷芯的预焊极耳一一对应，所述激光焊接位与盖板连接，所述左右两侧卷芯的预焊极耳上表面与保护片连接。本发明采用麦拉片从上往下包覆，降低电池重量，节约物料成本，提高能量密度；充分利用壳体内部高度，增加正负极片的宽度，提高电池容量。

Description

一种方形卷绕多极耳锂离子电池及其装配方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种方形卷绕多极耳锂离子电池及其装配方法。
背景技术
随着国家政策的指引，对动力锂离子电池的能量密度要求越来越高。目前大部分企业对壳体进行减薄减重处理，充分利用壳体内部空间来提高电池的能量密度。方形电池现在主要有两种方案一种是全极耳设计方案，另一种是多极耳设计方案。全极耳装配方案是：卷绕-定型-卷芯正负极与集流体焊接（集流体与盖板是一体化）-包绝缘膜—入壳；多极耳装配方案：正负极片极耳模切-卷绕-定型-卷芯正负极与盖板焊接-包绝缘膜—入壳。传统的全极耳方案由于工艺简单，由于焊接面积大，且焊接时的层与层间的错位造成正负极涂布留白占比高，且卷芯的有效体积占比少，同一尺寸的全极耳方案比多极耳方案的能量密度低；多极耳方案采用顶支架对卷芯进行定位绝缘，为保护极耳不受损伤顶部支架的高度偏高，导致顶部空间无法充分利用，能量密度提升困难。且传统多极耳电池顶部采用软连接片焊接后对折处理，内部有弹片支撑，所以软连接片的占用空间较大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种方形卷绕多极耳锂离子电池及其装配方法，采用麦拉片从上往下包覆，降低电池重量，节约物料成本，提高能量密度；充分利用壳体内部高度，增加正负极片的宽度，提高电池容量。
本发明的目的是这样实现的：
一种方形卷绕多极耳锂离子电池，包括依次设置的盖板、麦拉片、软连接片、卷芯和保护片，所述卷芯平放在麦拉片的左右两侧，所述卷芯上设有预焊极耳，所述左右两侧卷芯的预焊极耳相对，所述软连接片上设有激光焊接位和两个超声焊接位，所述两个超声焊接位与左右两侧卷芯的预焊极耳一一对应，所述激光焊接位与盖板连接，所述左右两侧卷芯的预焊极耳上表面与保护片连接。
优选的，所述麦拉片中心设有通孔，所述通孔内放置防爆阀，所述通孔的上下两侧对应激光焊接位分别设有缺口。
优选的，所述保护片通过定位块限位，所述定位块对应保护片设有凹槽，所述定位块上还设有定位孔。
优选的，所述左右两侧卷芯的预焊极耳之间有间隙，间隙为3-4mm。
优选的，所述预焊极耳的底面与卷芯的底面齐平。
一种方形卷绕多极耳锂离子电池的装配方法，采用上述结构，包括以下步骤：
1）、卷芯定型：通过热、冷压卷芯定型；
2）、极耳预焊：在正、负极耳的端部进行超声预焊；
3）、卷芯配对：通过自动化设备对卷芯两两配对；
4）、电池装配：依次放置盖板、麦拉片、软连接片、配对卷芯、保护片、定位块；
5）、盖板焊接：激光焊接软连接片与盖板，焊接位贴绝缘胶带；
6）、卷芯焊接：超声焊接卷芯与软连接片，焊接位贴绝缘胶带；
7）、合芯包胶：将两个卷芯合到一起包绝缘胶带；
8）、入壳。
优选的，所述卷芯配对步骤中将左右两个卷芯的极耳位相对，正极对正极，负极对负极。
优选的，所述卷芯焊接步骤中卷芯极耳的下表面与软连接片的超声焊接位焊接，所述卷芯极耳的上表面与保护片焊接。
优选的，所述电池装配步骤中的定位块对保护片进行限位，在卷芯焊接步骤后合芯包胶步骤之前移除定位块。
本发明的有益效果是：
1.顶部支架取消，采用麦拉片从上往下包覆，降低电池重量，节约物料成本，提高能量密度；
2.充分利用壳体内部高度，增加正极片的宽度，提高电池容量及能量密度。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为软连接片的示意图。
图3为定位块示意图。
图4为麦拉片的示意图。
其中：盖板1；麦拉片2；软连接片3；卷芯4；保护片5；预焊极耳6；激光焊接位7；超声焊接位8；缺口9；定位块10；凹槽11；定位孔12；通孔13。
具体实施方式
参见图1-图4，本发明涉及一种方形卷绕多极耳锂离子电池，包括依次设置的盖板1、麦拉片2、软连接片3、卷芯4和保护片5，所述卷芯4平放在麦拉片2的左右两侧，所述卷芯4上设有预焊极耳6，所述左右两侧卷芯4的预焊极耳6相对，所述软连接片3上设有激光焊接位7和两个超声焊接位8，所述两个超声焊接位7与左右两侧卷芯4的预焊极耳6一一对应，所述激光焊接位7与盖板1连接，所述左右两侧卷芯4的预焊极耳6上表面与保护片5连接。
所述预焊极耳6包括预焊正极耳和预焊负极耳，所述软连接片3设有第一凹陷14和第二凹陷15，所述第二凹陷15有两个，对称分布在激光焊接位7和超声焊接位8之间，所述软连接片包括正软连接片和负软连接片，所述相对的两个预焊正极耳与正软连接片焊接，所述相对的两个预焊负极耳与负软连接片焊接，所述第一凹陷14为了防止保护注液孔，防止注液孔露出来。所述正软连接片的第二凹陷15起到熔断保护作用，所述负软连接片的第二凹陷15是为了露出翻转片的位置。
所述麦拉片2中心设有通孔13，所述通孔13内放置防爆阀，所述通孔13的上下两侧对应激光焊接位7分别设有缺口9。所述激光焊接位7与盖板1的焊接位于缺口9处。
所述保护片5通过定位块10限位，所述定位块10对应保护片5设有凹槽11，所述凹槽11与保护片5间隙配合，所述定位块10上还设有定位孔12。所述定位孔12起固定作用。
所述左右两侧卷芯4的预焊极耳6之间有间隙，间隙为3-4mm。
所述预焊极耳6的底面与卷芯4的底面齐平。
一种方形卷绕多极耳锂离子电池的装配方法，采用上述结构，包括以下步骤：
1）、卷芯定型：通过热、冷压卷芯定型；
2）、极耳预焊：在正、负极耳的端部进行超声预焊；
3）、卷芯配对：通过自动化设备对卷芯两两配对；
4）、电池装配：依次放置盖板、麦拉片、软连接片、配对卷芯、保护片、定位块；
5）、盖板焊接：激光焊接软连接片与盖板，焊接位贴绝缘胶带；
6）、卷芯焊接：超声焊接卷芯与软连接片，焊接位贴绝缘胶带；
7）、合芯包胶：将两个卷芯合到一起包绝缘胶带；
8）、入壳。
所述卷芯配对步骤中将左右两个卷芯的极耳位相对，正极对正极，负极对负极。
所述卷芯焊接步骤中卷芯极耳的下表面与软连接片的超声焊接位焊接，所述卷芯极耳的上表面与保护片焊接。
所述电池装配步骤中的定位块对保护片进行限位，在卷芯焊接步骤后合芯包胶步骤之前移除定位块。
实施例1：以2614891型号电池为例
一种方形卷绕多极耳锂离子电池装配方法，该方法具体包括以下步骤：
1.卷芯定型：将卷绕好的卷芯通过热压机热压，温度控制90℃，时间控制60s，卷芯压力为1000kgf；而后冷压机冷压，温度控制≤30℃，时间控制60s，卷芯压力为1000kgf。
2.极耳预焊：超声焊接机在极耳的顶端预焊，焊接时间0.2s，焊接功率200W，焊接深度20um。
3.卷芯配对：首先两个卷芯位于同一平面，两个卷芯极耳相对，正极对正极，负极对负极，两个卷芯极耳距离约4mm，极耳所处卷芯平面位于卷芯底部，外漏极耳总长约12mm。
4.电池装配：依次放置盖板，麦拉片，软连接片，配对卷芯，保护片，定位块（正极为铝片约0.1mm，负极为铜片约0.1mm）。其中保护片放入定位块中的凹槽内对保护片定位。
5.盖板焊接：激光焊接软连接片与盖板，焊接功率1200W。
6.卷芯焊接：超声焊接机进行超声焊接，将极耳与软连接片、保护片同时焊接，焊接后移除定位块，同时焊接位贴绝缘胶带。焊接功率800W，焊接时间0.3s。
7.合芯包胶：将两个卷芯合到一起包绝缘胶带。
8.入壳
综上通过上述方法装配后，卷芯高度提高6mm，即正极片宽度加大5mm，整体电池容量提高2.5Ah。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种方形卷绕多极耳锂离子电池，其特征在于：包括依次设置的盖板（1）、麦拉片（2）、软连接片（3）、卷芯（4）和保护片（5），所述卷芯（4）平放在麦拉片（2）的左右两侧，所述卷芯（4）上设有预焊极耳（6），所述左右两侧卷芯（4）的预焊极耳（6）相对，所述软连接片（3）上设有激光焊接位（7）和两个超声焊接位（8），所述两个超声焊接位（7）与左右两侧卷芯（4）的预焊极耳（6）一一对应，所述激光焊接位（7）与盖板（1）连接，所述左右两侧卷芯（4）的预焊极耳（6）上表面与保护片（5）连接。
2.根据权利要求1所述的一种方形卷绕多极耳锂离子电池及其装配方法，其特征在于：所述麦拉片（2）中心设有通孔（13），所述通孔（13）内放置防爆阀，所述通孔（13）的上下两侧对应激光焊接位（7）分别设有缺口（9）。
3.根据权利要求1所述的一种方形卷绕多极耳锂离子电池及其装配方法，其特征在于：所述保护片（5）通过定位块（10）限位，所述定位块（10）对应保护片（5）设有凹槽（11），所述定位块（10）上还设有定位孔（12）。
4.根据权利要求1所述的一种方形卷绕多极耳锂离子电池及其装配方法，其特征在于：所述左右两侧卷芯（4）的预焊极耳（6）之间有间隙，间隙为3-4mm。
5.根据权利要求1所述的一种方形卷绕多极耳锂离子电池及其装配方法，其特征在于：所述预焊极耳（6）的底面与卷芯（4）的底面齐平。
6.一种方形卷绕多极耳锂离子电池的装配方法，其特征在于：采用权利要求1-5之一所述的结构，包括以下步骤：
1）、卷芯定型：通过热、冷压卷芯定型；
2）、极耳预焊：在正、负极耳的端部进行超声预焊；
3）、卷芯配对：通过自动化设备对卷芯两两配对；
4）、电池装配：依次放置盖板、麦拉片、软连接片、配对卷芯、保护片、定位块；
5）、盖板焊接：激光焊接软连接片与盖板，焊接位贴绝缘胶带；
6）、卷芯焊接：超声焊接卷芯与软连接片，焊接位贴绝缘胶带；
7）、合芯包胶：将两个卷芯合到一起包绝缘胶带；
8）、入壳。
7.根据权利要求6所述的一种方形卷绕多极耳锂离子电池的装配方法，其特征在于：所述卷芯配对步骤中将左右两个卷芯的极耳位相对，正极对正极，负极对负极。
8.根据权利要求6所述的一种方形卷绕多极耳锂离子电池的装配方法，其特征在于：所述卷芯焊接步骤中卷芯极耳的下表面与软连接片的超声焊接位焊接，所述卷芯极耳的上表面与保护片焊接。
9.根据权利要求6所述的一种方形卷绕多极耳锂离子电池的装配方法，其特征在于：所述电池装配步骤中的定位块对保护片进行限位，在卷芯焊接步骤后合芯包胶步骤之前移除定位块。
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