CN111584814B - 一种电池偏心焊接集流机构和采用该机构的电池 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电池领域，尤其涉及一种电池偏心焊接集流机构和采用该机构的电池，所述电池的汇流片与极柱一体且为同心设置，所述电池的汇流片与电池端面同心，所述汇流片的环形焊接区与电池的端面偏心设置。本发明提供一种满足通过更大电流集流的需求的电池偏心焊接集流机构和采用该机构的电池。

Description

一种电池偏心焊接集流机构和采用该机构的电池
技术领域
本发明属于电池领域，尤其涉及一种电池偏心焊接集流机构和采用该机构的电池。
背景技术
现有技术和缺陷：
近年来，随着纯电动汽车、混合动力汽车等的发展，人们对电池的高功率性能要求越来越高。因此，提升电池的高功率性能成为研究的主要方向。
在影响电池高功率性能的诸多因素中，电池结构，特别是内部集流结构，始终是研究的重点之一。以圆柱形电池为例，电池的内部集流结构主要经历了两个阶段。第一、在电极极片上焊接或直接引出一个或数个极耳，再将极耳焊接或铆接在电池盖上，这种方式简称极耳方式；第二、将电池极片长度方向预留出不涂覆活性物质的金属基体，将金属集体采用揉平等方式整形，将极柱、汇流片等在整形后的电池端面上焊接，这种方式简称端面焊方式。
在高功率电池领域普遍采用端面焊结构。比如专利200720100079.0公开了一种端面焊结构。依据该专利生产的小容量高功率电池能很好地满足高倍率充放电的需求。但随着电池放电流的继续增大，端面焊采用的汇流片厚度需要增加并由激光焊接性能良好的镍材质改为导电性良好的铜材质。这些措施的采用对焊接工艺要求很高，往往需要功率很大的激光焊机，并且同时需要良好的散热措施，比如在焊接面上紧密贴合散热工装。在实际工作中散热工装会占据较大的汇流片面积，使实际可焊接面积减小。
为了获得较好的散热能力，往往圆柱形高功率电池的直径设计的较小，因此，在焊接时在本来就有限的面积上布置焊接工装就会减小焊接区域的面积。
目前公知的端面焊技术将极柱置于端面中间以获得较好的集流能力和组合适应性。焊接区域呈环形置于极柱外圈。
采用上述方式会带来如下弊端：圆柱形电池采用卷绕方式，如果采用传统的环形焊接区域与电池极柱同心的方式焊接，在电极长度方向上只有电极中部一段电极被焊接在集流体上，这就丧失了端面焊的意义。
解决上述技术问题的难度和意义：
因此，为解决现有端面焊结构中的电极长度方向基体不能充分利用的弊端，提供一种满足通过更大电流集流的需求的电池偏心焊接集流机构和采用该机构的电池具有重要的现实意义。
发明内容
本发明目的在于为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种满足通过更大电流集流的需求的电池偏心焊接集流机构和采用该机构的电池。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种电池偏心焊接集流机构，所述电池的汇流片与极柱一体且为同心设置，所述电池的汇流片与电池端面同心，所述汇流片的环形焊接区与电池的端面偏心设置。
本发明为解决现有端面焊结构中的电极长度方向基体不能充分利用的弊端，满足通过更大电流集流的需求，开发出一种焊接区域与电池端面偏心的电池结构。
本发明通过采用本发明所述偏心端面焊的结构，可以保证焊接区域覆盖电池端面上从卷绕内圈到卷绕外圈的范围。从而可以使得在电池极片长度方向上的预留的未涂覆金属基体充分参与焊接，大大提高了电池内部的过电流能力，从而提高了电池的高倍率放电性能。
本发明还可以采用以下技术方案：
一种采用电池偏心焊接集流机构的电池，所述采用电池偏心焊接集流机构的电池包括所述的电池偏心焊接集流机构，所述采用电池偏心焊接集流机构的电池还包括极组、电池壳、电池盖和极柱，所述极柱与汇流片一体，所述电池盖和极柱均有正负极之分，所述电池壳为两端开口，正极端电池盖和负极端电池盖分别与电池壳两端开口处焊接，正极汇流片和负极汇流片分别与负极端面和正极端面焊接在一起，正极柱和负极柱中至少有一个与其相应的电池盖之间有绝缘密封件。不安装绝缘密封件的一极极柱和电池盖焊接在一起。
在上述的采用电池偏心焊接集流机构的电池中，进一步的，所述汇流片厚度为0.5mm以上的金属片。
以保证足够的过流能力。
一种电池偏心焊接集流机构的制作方法，所述电池偏心焊接集流机构的制作方法包括以下步骤：
将正极片与负极片和隔膜卷绕成极组，采用偏心焊接方式在极组的正极端面焊接正极柱，采用偏心焊接方式在负极端面焊接负极柱。
一种采用电池偏心焊接集流机构的电池的制作方法，所述采用电池偏心焊接集流机构的电池的制作方法包括以下步骤：
步骤一：将正极片与负极片和隔膜卷绕成极组，采用偏心焊接方式在极组的正极端面焊接正极汇流片，采用偏心焊接方式在负极端面焊接负极汇流片；
步骤二：将正极密封圈安装在正极柱和正极盖之间，将负极密封圈安装在负极柱和负极盖之间；不安装绝缘密封件的一极极柱和电池盖焊接在一起。
步骤三：将正极盖和电池壳焊接，将负极盖和电池壳焊接；
步骤四：正极盖上预留注液孔；
步骤五：通过注液孔向电池内灌注电解液；
步骤六：将密封棒焊接在注液孔完成电池的密封。
综上所述，本发明具有以下优点和积极效果：
1、本发明为解决现有端面焊结构中的电极长度方向基体不能充分利用的弊端，满足通过更大电流集流的需求，开发出一种焊接区域与电池端面偏心的电池结构。
2、本发明通过采用本发明所述偏心端面焊的结构，可以保证焊接区域覆盖电池端面上从卷绕内圈到卷绕外圈的范围。从而可以使得在电池极片长度方向上的预留的未涂覆金属基体充分参与焊接，大大提高了电池内部的过电流能力，从而提高了电池的高倍率放电性能。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1为公知技术中的同心焊接区示意图；
图2为本发明实施例一的偏心焊接区示意图；
图3为本发明实施例二的示意图。
图中：
1、汇流片外圈用于放置散热工装的区域；
2、环形焊接区；
3、汇流片内圈用于放置散热工装的区域；
4、极柱；
5、正极柱
6、正极盖；
7、正极汇流片上的环形焊接区；
8、正极密封绝缘件；
9、电池壳；
10、极组；
11、负极柱；
12、负极汇流片上的环形焊接区；
13、负极盖；
14、负极绝缘密封件。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的电池偏心焊接集流机构和采用该机构的电池的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
将理解，当据称将部件“连接”到另一个部件时，它可以直接连接到另一个部件或可以存在中间部件。相反，当据称将部件“直接连接”到另一个部件时，则表示不存在中间部件。
图1给出了公知技术中的同心焊接区示意图，并且通过图2示出了本发明实施例一的偏心焊接区示意图，并且通过图3示出了本发明实施例二的示意图，下面就结合图1至图3具体说明本发明。
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
实施例一：
一种电池偏心焊接集流机构，如说明书附图2所示，所述电池的汇流片与极柱4一体且为同心设置，所述电池的汇流片与电池端面同心，所述汇流片的环形焊接区2与电池的端面偏心设置，汇流片上的环形焊接区外侧为汇流片外圈用于放置散热工装的区域1，汇流片上的环形焊接区内侧为汇流片内圈用于放置散热工装的区域3。
本发明为解决现有端面焊结构中的电极长度方向基体不能充分利用的弊端，满足通过更大电流集流的需求，开发出一种焊接区域与电池端面偏心的电池结构。
所述电池偏心焊接集流机构的制作方法包括以下步骤：将正极片与负极片和隔膜卷绕成极组，采用偏心焊接方式在极组的正极端面焊接正极柱5，采用偏心焊接方式在负极端面焊接负极柱11。
本发明通过采用本发明所述偏心端面焊的结构，可以保证焊接区域覆盖电池端面上从卷绕内圈到卷绕外圈的范围。从而可以使得在电池极片长度方向上的预留的未涂覆金属基体充分参与焊接，大大提高了电池内部的过电流能力，从而提高了电池的高倍率放电性能。
见表1。从表1数据可见，以小电流放电时(0.2C)，同心焊接和偏心焊接的两个电池容量基本相同。但随着放电电流的增加，不同焊接方式的电池容量差别逐渐显现，电流越大差别越大，在50C放电时同心焊接电池容量只能发挥出4.5Ah，而采用偏心焊接的电池容量发挥4.7Ah。
表1同心焊接和偏心焊接性能对比
同心焊接 偏心焊接
0.2C容量 5.05Ah 5.04Ah
30C容量 4.8Ah 4.9Ah
50C容量 4.5Ah 4.7Ah
实施例二：
一种采用电池偏心焊接集流机构的电池，所述采用电池偏心焊接集流机构的电池包括所述的电池偏心焊接集流机构，所述采用电池偏心焊接集流机构的电池还包括极组10、电池壳9、电池盖(包括正极盖6和负极盖13)和极柱，所述极柱与汇流片一体，所述电池盖和极柱均有正负极之分，所述电池壳为两端开口，正极端电池盖和负极端电池盖分别与电池壳两端开口处焊接，正极汇流片和负极汇流片分别与负极端面和正极端面焊接在一起，正极柱和负极柱中至少有一个与其相应的电池盖之间有绝缘密封件。
更进一步来讲，还可以在本发明中考虑，所述汇流片厚度为0.5mm以上的金属片。
以保证足够的过流能力。
所述采用电池偏心焊接集流机构的电池的制作方法包括以下步骤：
步骤一：将正极片与负极片和隔膜卷绕成极组，采用偏心焊接方式在极组的正极端面焊接正极汇流片，采用偏心焊接方式在负极端面焊接负极汇流片；如说明书附图3所示的正极汇流片上的环形焊接区7和负极汇流片上的环形焊接区12。
步骤二：在正极柱和正极盖之间或负极柱和负极盖之间至少一处安装绝缘密封件，将不安装绝缘密封件的一极极柱和电池盖焊接在一起；(采用正极密封绝缘件8或负极绝缘密封件14)
步骤三：将正极盖和电池壳焊接，将负极盖和电池壳焊接；
步骤四：正极盖上预留注液孔；
步骤五：通过注液孔向电池内灌注电解液；
步骤六：将密封棒焊接在注液孔完成电池的密封。
综上所述，本发明可提供一种满足通过更大电流集流的需求的电池偏心焊接集流机构和采用该机构的电池。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种电池偏心焊接集流机构，其特征在于：所述电池的汇流片与极柱一体且为同心设置，所述电池的汇流片与电池端面同心，所述汇流片的环形焊接区与电池的端面偏心设置，且与电池端面焊接，环形偏心焊接区域绕过极柱，极柱位于环形偏心焊接区域的环形内部。
2.一种采用电池偏心焊接集流机构的电池，其特征在于：所述采用电池偏心焊接集流机构的电池包括权利要求1所述的电池偏心焊接集流机构，所述采用电池偏心焊接集流机构的电池还包括极组、电池壳、电池盖和极柱，所述极柱与汇流片一体，所述电池盖和极柱均有正负极之分，所述电池壳为两端开口，正极端电池盖和负极端电池盖分别与电池壳两端开口处焊接，正极汇流片和负极汇流片分别与正极端面和负极端面焊接在一起，正极柱和负极柱中至少有一个与其相应的电池盖之间有绝缘密封件。
3.根据权利要求2所述的采用电池偏心焊接集流机构的电池，其特征在于：所述汇流片厚度为0.5mm以上的金属片。
4.一种如权利要求1所述的电池偏心焊接集流机构的制作方法，其特征在于：所述电池偏心焊接集流机构的制作方法包括以下步骤：
将正极片与负极片和隔膜卷绕成极组，采用偏心焊接方式在极组的正极端面焊接正极汇流片，采用偏心焊接方式在负极端面焊接负极汇流片。
5.一种采用如权利要求1所述的电池偏心焊接集流机构的电池的制作方法，其特征在于：所述采用如权利要求1所述的电池偏心焊接集流机构的电池的制作方法包括以下步骤：
步骤一：将正极片与负极片和隔膜卷绕成极组，采用偏心焊接方式在极组的正极端面焊接正极汇流片，采用偏心焊接方式在负极端面焊接负极汇流片；
步骤二： 在正极柱和正极盖之间或负极柱和负极盖之间至少一处安装绝缘密封件，将不安装绝缘密封件的一极极柱和电池盖焊接在一起；
步骤三：将正极盖和电池壳焊接，将负极盖和电池壳焊接；
步骤四：正极盖上预留注液孔；
步骤五：通过注液孔向电池内灌注电解液；
步骤六：将密封棒焊接在注液孔完成电池的密封。
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