CN111902959A - 气密的锂离子电池及其制造方法 - Google Patents

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梅西·特拉卡图·德瓦希
阿拉瓦穆萨·斯里尼瓦桑
卡玛拉卡兰·库鲁维蒂利·帕鲁库特亚姆
卡拉达兰·瓦扎帕利尔·法尔古南
约翰·比宾
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Abstract

本申请涉及一种用于包括航天的各种应用的气密的更高容量的锂离子电池及其制造方法。特别地，本发明提供了具有非常高容量保持能力的更高容量(40‑100Ah)的气密的锂离子电池。

Description

气密的锂离子电池及其制造方法
技术领域
本申请涉及用于包括航天的各种应用的气密的锂离子电池及其制造方法。特别地，本发明提供了具有非常高容量保持能力的更高容量(40-100Ah)的气密的锂离子电池。还提供了具有低内阻(<2mΩ)的更高容量的锂离子电池。由该方法制造的电池可以用于关键性任务应用，即，为卫星、运载火箭、飞行器、军用车辆、潜艇和电动车供电。
背景技术
锂离子电池已经在过去几年中作为用于便携式电子和通信设备的最受欢迎电源而获得了相当大的关注。它们还在混合电动车和电动车以及如军用和航天应用的高科技领域中用作电源。锂离子电池的特征在于它们的高电压、高能量密度和低自放电。与任何其他电化学电池一样，锂离子电池由三个基本组件构成：阴极(或正电极)、阳极(或负电极)和电解质(其用作用于离子移动的介质)。锂离子电池中使用的典型阴极材料是LiCoO2、LiFePO4等，并且常规使用的阳极材料是石墨/碳。阴极/阳极活性材料与导电稀释剂和粘结剂一起分别涂覆在铝箔和铜箔上，以得到对应的电极。电解质由溶解在有机溶剂(碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯等)中的锂盐(LiPF6、LiBF4等)组成。锂离子电池通常使用非水性电解质，因为锂在水性电解质中具有高反应性并且水性电解质在高电压下不稳定。锂离子电池的性能很大程度上取决于所使用的材料类型和所采用的制造技术。
对于关键性应用，尤其是卫星、运载火箭等，需要具有良好循环寿命的气密的锂离子电池。为了获得更高的输出功率，必须最小化电池的内阻。因此，特定的电池化学和设计特征对于满足高端应用至关重要。
锂离子电池的电化学性能，即容量、倍率性能和循环寿命，在很大程度上取决于所采用的正极活性材料和负极活性材料以及电解质的类型。LiCoO2和石墨分别是更高容量的锂离子电池中最广泛使用的阴极材料和阳极材料。
US5753387描述了具有LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4作为阴极和含碳阳极的锂离子电池。EP-A2-0771040是基于LiCoO2化学。US6040086涉及一种锂离子电池，其中LiCoO2、锂镍复合氧化物、尖晶石型锂-锰氧化物、五氧化二钒或二硫化钛用作阴极。US2009/0068548A1描述了使用LiFePO4作为阴极活性材料。
LiCoO2具有有限的比容量和差的安全特性，即使呈现良好的安全特性，LiFePO4也仅提供较小的电压。LiNiO2提供高容量，但是循环寿命有限。
电极堆叠体的内部构造在从电池获得更高电流输出方面起到重要作用。高速应用所需的非水性电解质二次电池需要大量集电接线片。电极堆叠体可以是堆叠的电极堆叠体(大量的正电极和负电极交替地布置而隔板在它们之间)或卷绕的电极堆叠体(单片的长正电极和负电极卷绕在芯轴之上而隔板在它们之间)。
US2012/0177895A1公开了一种锂离子电池制造方法，该方法包括堆叠电极，电极在用电极活性材料涂覆的部分之间具有未涂覆部分。电极以堆叠体布置，并且总集电器在未涂覆部分处连接以便形成电极册。总集电器维持电极的布置并电连接电极的所有未涂覆部分。在该特定方法以及堆叠配置中，需要将电极切割成所需尺寸，这由于在电极的边缘处形成的毛刺而导致短路问题。
具有长电极的大型卷绕堆叠体需要多个集电器接线片以用于从电池获得良好的电流输出。现有技术中报道了数种方法来得到用于这些类型的电池的多个接线片。接线片可以附着在电极上的多个位置处。接线片可以附着在电极的边缘处的裸箔上或者在遍及电极长度给定的裸区上。在这两种情况下，为了后续通过连接馈送，接线片的正确对准对于大型卷绕电极堆叠体是个问题。电极厚度随长电极卷绕的变化导致接线片的差的对准。差的对准使得电流接线片焊接至端子困难，并且引发电池的差的可靠性。
采用数种焊接方法以用于将电极堆叠体焊接至集电中间接线片。JP-A-7-326336涉及电极堆叠体的超声焊接。然而，当层数增大(即，在更高容量电池的情况下)时，为了将这些层接合至集电板，过量应力施加在接头部分和周围区域上，这会损坏电极。活性材料的脱离以及集电器箔的粉末化也可能发生在超声焊接中，这导致内部短路。与熔融焊接(如激光焊接)相比，超声焊接还导致电池中的高内阻。
JP-A-2001-38475提出通过在集电引线中提供突起并用叠置在堆叠体之上的突起施加超声振动而整体地将集电引线接合至堆叠体。该方法还存在如电极板的断裂的缺点，因为过量应力施加在接头部分和周围区域上。
US 8,025,202B2描述了一种焊接方法，其中分别超声焊接电极堆叠体的正电极基板暴露部分和负电极基板暴露部分以得到焊接接头。使用高能激光以将正电极基板暴露部分和负电极基板暴露部分分别焊接至正电极集电器和负电极集电器。在该方法中，也因为在基板暴露部分的焊接中涉及超声焊接，所以当该工艺用于高容量电池时，箔的损坏、金属颗粒的产生和活性材料从电极脱离是可能的。
日本专利申请公开号平8-315788、平8-315789和平8-315790公开了一种锂离子电池的制造方法，其中通过将密封板装配至以其开口面朝上放置的矩形壳体的开放端中，并且通过在垂直方向上施加激光束至矩形壳体与密封板接触的部件将它们焊接而使用密封板将矩形壳体的开放端气密。然而，当待焊接的部分之间存在间隙时，激光可以穿透间隙，从而损坏电池壳体内部的电极堆叠体。而且，在壳体和盖错位的情况下，这可以导致减小的焊接强度。当光束垂直于Al接头时，其将被反射回，从而减小熔焊的能量。
在锂离子电池中，通过使用端子密封件而将端子隔离并绝缘。锂离子电池中通常使用的端子是玻璃接金属(glass to metal)和陶瓷接金属(ceramic to metal)。
US 6,335,117B1公开了一种具有陶瓷接金属密封件的椭圆柱电池。正电极端子和负电极端子利用填充材料钎焊至陶瓷材料。陶瓷材料利用用于钎焊的填充材料钎焊至外部环形金属构件。通过焊接将外部环形构件密封至开口。US 6,268,079也涉及具有陶瓷接金属密封件的气密的椭圆柱电池。本发明中使用的陶瓷接金属密封件是基于陶瓷接金属的扩散结合，并且具有三个陶瓷环。具有三个环的扩散结合密封件具有更好的抗腐蚀性和强度，并且因此改进了在一段时间内的电池的密闭性。
总之，关于电池化学和组装工艺的现有技术具有许多限制。关于电池化学，现有技术使用导致关键特性(如高的比容量、宽松的放电曲线和良好的循环寿命)受限的阴极材料。现有技术中采用的焊接方法导致颗粒产生/电极损坏或导致高内阻，尤其是当组装高容量电池时。现有技术中描述的基于钎焊接头的陶瓷接金属密封件具有差的抗腐蚀性，从而导致有限的寿命。所有这些限制导致了避免这些问题的用于航天应用的制造气密的更高容量的锂离子电池的新方法的开发。
发明目的
本发明涉及用于包括航天的各种应用的气密的更高容量的锂离子电池及其制造方法。
本发明的主要目的是制造用于各种应用的具有非常高容量保持的基于锂化的镍钴铝氧化物或锂化的镍钴锰氧化物/石墨化学的更高容量(40-100Ah)的气密的锂离子电池。
本发明的另一目的是通过采用激光束焊接以将堆叠体焊接至中间接线片并将接线片焊接至端子而制造具有低内阻(<2mΩ)的更高容量的锂离子电池。
本发明的又一目的是在壳体上提供凸缘以避免在壳体与盖焊接期间激光束穿透。
本发明的再一目的是使用具有扩散结合的具有三个陶瓷环的陶瓷接金属密封件，其在长寿命内具有更好的抗腐蚀性。
附图说明
图1表示本发明的锂离子电池。以下是对应于如图1中所示的电池的具体元件的附图标记。
1 电极堆叠体
2 正电极裸箔
3 负电极裸箔
4 正极中间接线片
5 负极中间接线片
6 正极端子
7 负极端子
8 堆叠体至负极接线片焊接接头
9 堆叠体至正极接线片焊接接头
10 三个环形陶瓷密封件
发明内容
在一个方面，本申请提供了一种气密的更高容量的锂离子电池，其中正电极基于锂化的镍钴铝氧化物(NCA)或锂化的镍钴锰氧化物(NCM)，并且负电极基于石墨。
在另一方面，本申请提供了一种用于制造气密的锂离子电池的方法，该方法包括采用激光束焊接以将堆叠焊接至中间接线片并将接线片焊接至端子。
本申请的再一方面提供了一种用于制造气密的锂离子电池的方法，其中所采用的端子密封是利用扩散结合的具有三个陶瓷环的陶瓷接金属密封件。
本发明的又一方面提供了一种用于制造气密的锂离子电池的方法，该方法包括下述步骤：
a)加工正电极和负电极，其中正电极基于锂化的镍钴铝氧化物(NCA)或锂化的镍钴锰氧化物(NCM)，并且负电极基于石墨；
b)在半自动卷绕机中使用平坦芯轴进行电极堆叠体的卷绕；
c)使用激光束焊接将堆叠体焊接至中间接线片并将接线片焊接至端子；以及
d)使用激光束焊接将端子焊接至盖并将壳体焊接至盖。
具体实施方式
为了以下详细描述的目的，应理解，本发明可以假设各种可替代的变化和步骤顺序，除非明确地给出相反规定。此外，除了在任何操作示例中之外，或者另外指示，表示例如说明书中所使用的成分的数量的所有数字应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。应注意，除非另外声明，否则本说明书和所附权利要求中给出的所有百分比是指总组成的重量百分比。
因此，在详细描述本发明之前，应理解，本发明不限于特别例举的当然可以变化的系统或方法参数。还应理解，本文使用的术语仅是为了描述本发明特定实施方式的目的，而不旨在以任何方式限制本发明的范围。
在本说明书中任何地方使用示例(包括本文所讨论的任何术语的示例)仅是说明性的，而绝非限制本发明或任何例举术语的范围和含义。同样，本发明不限于本说明书中给出的各种实施方式。
除非另外限定，否则本文使用的所有技术术语和科学术语都具有与本发明所属技术领域普通技术人员通常所理解的相同含义。在发生冲突的情况下，以本文件(包括定义)为准。
必须注意，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“所述”包括复数形式，除非内容另有明确指示。因此，例如，提及“聚合物”可以包括两种或更多种这样的聚合物。
术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可以提供某些益处的本发明的实施方式。然而，在相同或其他情况下，其他实施方式也可以是优选的。此外，一个或多个优选实施方式的引用并不暗示其他实施方式是无用的，并且不旨在从本发明的范围排除其他实施方式。
如本文所使用的，术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”和“涉及”等应理解为开放式的，即，意指包括但不限于。
在一个方面，本申请提供了气密的锂离子电池，其中正电极基于锂化的镍钴铝氧化物(NCA)或锂化的镍钴锰氧化物(NCM)，并且负电极基于石墨。
电极可以进一步包括百分比范围为1％-10％的导电稀释剂和百分比范围为4％-10％的聚偏二氟乙烯。负电极的组成是百分比范围为85％-96％的石墨与百分比范围为3％-10％的聚偏二氟乙烯的混合物。1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)可以用作溶剂。
对于正电极和负电极，电极的最终厚度分别在140μm-190μm和140μm-200μm的范围内。
基于NCA或NCM的电极提供了高的比容量和良好的容量保持。这些材料具有宽松的放电曲线，这有助于预测电池的充电状态。现有技术中使用的其他阴极材料(例如LiCoO2、LiFePO4等)具有稍微平坦的放电和较低的比容量。
在另一方面，本申请提供了一种制造气密的更高容量的锂离子电池的方法，该方法包括采用激光束焊接以将堆叠体焊接至中间接线片并将接线片焊接至端子。
可以通过下述进行将正极接线片-端子组件焊接至堆叠体：保持电极堆叠体，使中间接线片和散热器在焊接工作站上，正极中间接线片在顶部上。激光(IR)头可以聚焦在正极中间接线片-堆叠体界面之上。此外，氩气喷嘴可以聚焦在正极中间接线片-堆叠体界面之上并且可以施加激光束。
可以通过下述进行将负极接线片-端子组件焊接至堆叠体：保持电极堆叠体，使负极中间接线片和散热器在焊接工作站上，负极中间接线片在顶部上。激光(IR/绿色)头可以聚焦在负极中间接线片-堆叠体界面之上。此外，氩气喷嘴可以聚焦在负极中间接线片-堆叠体界面之上并且可以施加激光束。激光功率可以是5-8“kW”。由于铜的高反射率和电导率，仅用IR焊接铜需要高能量。因此，本发明中使用IR和绿色的组合。绿色激光将容易地被铜吸收，从而减少由IR焊接所需的能量。
本申请的再一方面提供了一种制造气密的锂离子电池的方法，其中所采用的端子密封件是具有扩散结合的具有三个陶瓷环的陶瓷接金属密封件。本发明中使用的陶瓷接金属密封件基于陶瓷至金属的扩散结合并具有三个陶瓷环。具有三个环的扩散结合的密封件具有更好的抗腐蚀性和强度，并且因此改进了在一段时间内的电池的密闭性。
本发明的又一方面提供了一种用于制造气密的锂离子电池的方法，该方法包括下述步骤：
a)加工正电极和负电极，其中正电极基于锂化的镍钴铝氧化物(NCA)或锂化的镍钴锰氧化物(NCM)，并且负电极基于石墨；
b)在半自动卷绕机中使用平坦芯轴卷绕电极堆叠体；
c)使用激光束焊接将堆叠体焊接至中间接线片并将接线片焊接至端子；以及
f)使用激光束焊接将端子焊接至盖并将壳体焊接至盖。
可以通过分别在铝箔和铜箔上涂覆基于锂化的镍钴铝氧化物(NCA)或锂化的镍钴锰氧化物(NCM)的正电极的活性材料浆料和基于石墨的负电极的活性材料浆料而进行电极的加工。正电极的组成可以是NCA/NCM：80％-90％，导电稀释剂：1％-10％，以及聚偏二氟乙烯：4％-10％。负电极的组成可以是混合的石墨：85％-96％，以及聚偏二氟乙烯：3％-10％。1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)可以用作用于加工用于正电极和负电极的电极浆料的溶剂。对于正电极和负电极，电极的最终厚度可以分别调节至140μm-190μm和140μm-200μm。
在具体实施方式中，可以将一层正电极(12m-16m)和一层负电极(12m-16m)以及在它们之间的隔板一起卷绕以形成电极堆叠体在的。隔板长度可以在14m-17m的范围内，并且宽度可以在6mm-8mm的范围内，大于负电极涂层宽度。可以以如此方式进行卷绕以使正电极和负电极的未涂覆区域从堆叠体的相对侧突出。
正极基板突出宽度可以在4mm-12mm的范围内，并且负基板突出宽度可以在4mm至14mm的范围内。将正极中间接线片焊接至正极端子包括将正极端子定位在正极中间接线片上，并将激光头聚焦在正极端子-接线片界面之上。可以以4kW-8kW的峰值功率进行焊接。
可以通过将负极端子定位在负极中间接线片上并将激光头聚焦在负极端子-接线片界面之上而进行将负极中间接线片焊接至负极端子，并且可以用具有1kW-2kW的功率的IR和绿色激光以3kW-8kW的峰值功率进行焊接。
可以通过将堆叠体的裸露的铝的半部分划分为三个相等组而进行正极接线片-端子组件固定至堆叠体。
可以将分组的铝箔插入至正极中间接线片的槽中(端子焊接在其上)。中间接线片可以弯折。可以通过将堆叠体的裸露的铜的半部分划分为三个相等组而进行将负极接线片-端子组件固定至堆叠体。
可以将分组的铜箔插入至负极中间接线片的槽中(端子焊接在其上)。然后中间接线片可以弯折。
将正极接线片-端子组件焊接至堆叠体可以包括：保持电极堆叠体，使中间接线片和散热器在焊接工作站上，正极中间接线片在顶部上。将激光(IR)头聚焦在正极中间接线片-堆叠体界面之上。将氩气喷嘴聚焦在正极中间接线片-堆叠体界面之上并且可以施加激光束。一旦完成焊接，就可以从焊接工作站取出堆叠体。激光功率可以在5kW-8kW的范围内。
可以通过下述进行将负极中间接线片-端子组件焊接至堆叠体：保持电极堆叠体，使负极中间接线片和散热器在焊接工作站上，负极中间接线片在顶部上。激光(IR/绿色)头可以聚焦在负极中间接线片-堆叠体界面之上。氩气喷嘴可以聚焦在负极中间接线片-堆叠体界面之上并且可以施加激光束。一旦完成焊接，就可以从焊接工作站取出堆叠体。激光功率可以在5-8“kW”的范围内。
将电池壳体焊接至盖可以包括将具有端子的电极堆叠体插入至具有凸缘的电池壳体中使得端子面朝上。可以放置盖使得两个端子通过盖中的端口而突出。激光头和氩气喷嘴可以聚焦在正极端子密封件与盖界面之上，并且可以进行焊接。激光功率是用于焊接的5kW-8kW。激光头和氩气喷嘴可以聚焦在负极端子密封件与盖界面之上，并且然后可以进行焊接。
可以通过将激光头和氩气喷嘴聚焦在壳体与盖界面之上并进行壳体与盖焊接，来进行壳体与盖焊接。用于壳体与盖焊接的激光功率是5kW-8kW，进料速率在线性路径中为0.1mm/s-1mm/s，并且在径向路径中为0.5mm/s-1.7mm/s。
在具体实施方式中，在壳体上提供凸缘以避免在壳体与盖焊接期间激光束穿透。
可以通过提供在盖上的填充端口添加225g-260g的电解质。可以进一步将电池保持浸渍。形成电池，排出气体，并且可以通过激光束焊接而焊接填充端口以实现气密性。所使用的激光功率是5kW-9kW。
本发明的气密的锂离子电池具有40Ah至100Ah的容量(对于各种应用具有非常高的容量保持)，并且具有小于2mΩ的低内阻。实现的氦气泄漏速率小于10-8毫巴L/s。所制造的电池以100％放电深度而经受1800次充电-放电循环。容量保持大于初始容量的80％。
由该方法制造的电池可以用于关键任务应用，即为卫星、运载火箭、飞行器、军用车辆、潜艇和电动车供电。
提供以下实施例以更好说明所要求保护的发明，并且不应以任何方式解释为限制本发明的范围。以下描述的所有具体材料和方法落入本发明的范围内。这些具体组成、材料和方法不旨在限制本发明，而是仅用于说明落入本发明范围内的具体实施方式。在不运用创造性能力且不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以开发等效的材料和方法。发明人的意图是这些变形包括在本发明的范围内。
实施例
气密的锂离子电池的制造
电极加工：
分别在铝箔和铜箔上涂覆基于锂化的镍钴铝氧化物(NCA)或锂化的镍钴锰氧化物(NCM)的正电极的活性材料浆料和基于石墨的负电极的活性材料浆料。正电极的组成是NCA/NCM：80％-90％，导电稀释剂：1％-10％，以及聚偏二氟乙烯：4％-10％。负电极的组成是混合的石墨：85％-96％，以及聚偏二氟乙烯：3％-10％。1-甲基-2吡咯烷酮(NMP)用作用于加工用于正电极和负电极的电极浆料的溶剂。对于正电极和负电极，将电极的最终厚度分别调节至140μm-190μm和140μm-200μm。
电极堆叠体卷绕：
在半自动卷绕机中使用平坦芯轴卷绕电极堆叠体。将一层正电极(12m-16m)和一层负电极(12m-16m)以及在它们之间的隔板一起卷绕以形成电极堆叠体。隔板长度保持在14m-17m，并且宽度保持在6mm-8mm，大于负电极涂层宽度。以如此方式完成卷绕以使正电极和负电极的未涂覆区域从堆叠体的相对侧突出。正基板突出宽度是4mm至12mm且负基板突出宽度是4mm至14mm。负电极延伸超过正电极的长度和宽度。
电池组装：
在具有RH<1％的湿度受控环境中组装电池。以下是电池组装中包括的不同步骤。
将中间接线片焊接至端子
将正极端子定位在正极中间接线片(铝)上并且将激光头聚焦在正极端子-接线片界面之上，并以4kW-8kW的峰值功率进行焊接。将负极端子定位在镀镍负极中间接线片(铜)上并且将激光头聚焦在负极端子-接线片界面之上，并用IR和绿色激光以3kW-8kW的峰值功率进行焊接。
将接线片-端子组件固定至堆叠体
将堆叠体的裸露的铝的半部分划分为三个相等组。将分组的箔插入至正极中间接线片的槽中(端子焊接在其上)。正极中间接线片弯折。将堆叠体的裸露的铜的半部分划分为三个相等组。将分组的箔片插入至镀镍负极中间接线片的槽中(端子焊接在其上)。负极中间接线片弯折。
将接线片-端子组件焊接至堆叠体
保持电极堆叠体使得中间接线片和散热器在焊接工作站上，正极中间接线片在顶部。将激光(IR)头聚焦在正极中间接线片-堆叠体界面之上。将氩气喷嘴聚焦在正极中间接线片-堆叠体界面之上并施加激光束。一旦完成焊接，就从焊接工作站取出堆叠体。堆叠体保持在焊接工作站中，镀镍负极中间接线片在顶部。将激光(IR/绿色)头聚焦在负极中间接线片-堆叠体界面之上并进行焊接。一旦完成焊接，就从焊接工作站取出堆叠体。对于两种焊接，激光功率均为5kW-8kW。
将端子焊接至盖并将电池壳体焊接至盖
将具有接线片-端子组件的电极堆叠体插入至具有凸缘的电池壳体中，使得端子面朝上。放置盖使得两个端子通过盖中的端口而突出。将激光头和氩气喷嘴聚焦在正极端子密封件与盖界面之上并进行焊接。用于焊接的激光功率是5kW-8kW。类似地，将激光头和氩气喷嘴聚焦在负极端子密封件与盖界面之上并进行焊接。将激光头和氩气喷嘴聚焦在壳体与盖界面之上并进行壳体至盖的焊接。用于将壳体焊接至盖的激光功率是5kW-8kW，进料速率在线性路径中为0.1mm/s-1mm/s，并且在径向路径中为0.5mm/s-1.7mm/s。
通过盖上提供的填充端口添加225g-260g的电解质。在浸渍之后，形成电池，排出气体，并且填充端口通过激光束焊接来焊接以实现气密性。所使用的激光功率是5kW-9kW。实现的氦气泄漏速率小于10-8毫巴L/s。
由以上方式制造的电池以100％放电深度而经受1800次充电-放电循环。容量保持大于初始容量的80％。

Claims (19)

1.一种气密的锂离子电池，其中正电极基于锂化的镍钴铝氧化物(NCA)或锂化的镍钴锰氧化物(NCM)，并且负电极基于石墨。
2.根据权利要求1所述的气密的锂离子电池，其中，所述正电极的组成是：
锂化的镍钴铝氧化物(NCA)或锂化的镍钴锰氧化物(NCM)：80％-90％，
导电稀释剂：1％-10％，以及
聚偏二氟乙烯：4％-10％。
3.根据权利要求1所述的气密的锂离子电池，其中，所述负电极的组成是：
混合的石墨：85％-96％，以及
聚偏二氟乙烯：3％-10％。
4.一种用于制造气密的锂离子电池的方法，所述方法包括对于正电极和负电极采用激光束焊接以将堆叠体焊接至中间接线片并将接线片焊接至端子。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将正极中间接线片焊接至正极端子包括：将所述正极端子定位在所述正极中间接线片上并将激光头聚焦在所述正极端子-接线片界面之上，并且以4kW-8kW的峰值功率进行焊接。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，将负极中间接线片焊接至负极端子包括：将所述负极端子定位在所述负极中间接线片上并将激光头聚焦在所述负极端子-接线片界面之上，并且采用IR和绿色激光以3kW-8kW的峰值功率进行焊接。
7.一种用于制造气密的锂离子电池的方法，其中采用的端子密封件是具有采用扩散结合的具有三个陶瓷环的陶瓷接金属密封件。
8.一种用于制造气密的锂离子电池的方法，所述方法包括下述步骤：
a)加工正电极和负电极，其中所述正电极基于锂化的镍钴铝氧化物(NCA)或锂化的镍钴锰氧化物(NCM)，并且所述负电极基于石墨；
b)在半自动卷绕机中使用平坦芯轴卷绕电极堆叠体；
c)使用激光束焊接将堆叠体焊接至中间接线片并将接线片焊接至端子；以及
f)使用激光束焊接将端子焊接至盖并将壳体焊接至盖。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，电极加工包括：分别在铝箔和铜箔上涂覆正电极和负电极的活性材料浆料。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，对于正电极和负电极，所述电极的最终厚度分别是140μm-190μm和140μm-200μm。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，将一层正电极(12m-16m)和一层负电极(12m-16m)以及在它们之间的隔板一起卷绕以形成电极堆叠体，隔板长度为14m-17m，并且宽度为6mm-8mm，大于负电极涂层宽度。以如此方式完成卷绕以使正电极和负电极的未涂覆区域从所述堆叠体的相对侧突出。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，将接线片-端子组件固定至堆叠体包括：通过将堆叠体的裸露的铝的半部分划分为三个相等组而将正极接线片-端子组件固定至堆叠体，并且将负极接线片-端子组件固定至堆叠体包括：将堆叠体的裸露的铜的半部分划分为三个相等组。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，将所分组的铝箔插入至所述正极中间接线片的槽中(所述端子焊接在其上)。所述中间接线片弯折。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，将所分组的铜箔插入至所述负极中间接线片的槽中(所述端子焊接在其上)。所述中间接线片弯折。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，将接线片-端子组件焊接至堆叠体包括：将正极接线片-端子组件焊接至堆叠体，并将负极接线片-端子组件焊接至堆叠体。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，将正极接线片-端子组件焊接至堆叠体包括：保持所述电极堆叠体，使中间接线片和散热器在焊接工作站上，正极中间接线片在顶部上。将激光头聚焦在正极中间接线片-堆叠体界面之上并进行焊接。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，将负极接线片-端子组件焊接至堆叠体包括：保持所述电极堆叠体，使负极中间接线片和散热器在焊接工作站上，负极中间接线片在顶部上。将激光(IR/绿色)头聚焦在负极中间接线片-堆叠体界面之上并进行焊接。
18.根据权利要求8所述的方法，其中，将端子焊接至盖包括：将具有接线片-端子组件的电极堆叠体插入至电池壳体中，将盖放置在顶部处使得两个端子通过所述盖中的端口突出，将激光头聚焦在盖-端子界面之上并进行焊接。
19.根据权利要求18的方法，其中，将壳体焊接至盖包括：将激光头和氩气喷嘴聚焦在壳体与盖界面之上并进行将壳体焊接至盖。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022168117A1 (en) * 2021-02-03 2022-08-11 Indian Space Research Organisation Method for the manufacture of lower capacity elliptic cylindrical lithium ion cells with low internal resistance

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4904551A (en) * 1988-07-18 1990-02-27 Gates Energy Products, Inc. Ceramic seal assembly
CN1407648A (zh) * 2001-08-24 2003-04-02 日本电池株式会社 非水电解质二次电池
US20060096958A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-11 Hailiang Zhao Laser penetration weld
CN107112588A (zh) * 2014-12-26 2017-08-29 日产自动车株式会社 电气设备

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3300880A1 (de) * 1983-01-13 1984-07-19 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Poldurchfuehrung fuer galvanische hochtemperaturzelle
US6379840B2 (en) * 1998-03-18 2002-04-30 Ngk Insulators, Ltd. Lithium secondary battery
JP4848702B2 (ja) * 2004-10-26 2011-12-28 日産自動車株式会社 組電池
JP5114036B2 (ja) * 2006-09-08 2013-01-09 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 積層型電池の製造方法
JP5100441B2 (ja) * 2008-02-26 2012-12-19 株式会社東芝 非水電解質電池
WO2009110250A1 (ja) * 2008-03-07 2009-09-11 パナソニック株式会社 リチウムイオン二次電池およびその製造方法
JP2010080105A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Panasonic Corp 非水電解質二次電池の製造方法
US20110168550A1 (en) * 2010-01-13 2011-07-14 Applied Materials, Inc. Graded electrode technologies for high energy lithium-ion batteries
JP5578118B2 (ja) * 2011-03-10 2014-08-27 株式会社Ｇｓユアサ 電池および電池の製造方法
US8932750B2 (en) * 2011-07-27 2015-01-13 Fastcap Systems Corporation Aluminum housing with a hermetic seal
JP2013182712A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Toyota Motor Corp 非水電解質二次電池とその製造方法
JP5849804B2 (ja) * 2012-03-22 2016-02-03 トヨタ自動車株式会社 二次電池の溶接装置および二次電池の製造方法
CN102683634B (zh) * 2012-04-24 2014-08-06 张贵萍 一种大容量圆柱形锂离子电池及其生产方法
JP5967781B2 (ja) * 2013-09-25 2016-08-10 国立大学法人 東京大学 非水電解質二次電池
DE102014201715A1 (de) * 2014-01-31 2015-08-06 Trumpf Laser Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Punktschweißen von Werkstücken mittels Laserpulsen mit grüner Wellenlänge
JP6480806B2 (ja) * 2014-05-23 2019-03-13 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ セラミックと金属を接合するための方法およびその封止構造
US10862102B2 (en) * 2017-08-29 2020-12-08 Quallion Llc Electrodes with active materials in shells

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4904551A (en) * 1988-07-18 1990-02-27 Gates Energy Products, Inc. Ceramic seal assembly
CN1407648A (zh) * 2001-08-24 2003-04-02 日本电池株式会社 非水电解质二次电池
US20060096958A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-11 Hailiang Zhao Laser penetration weld
CN107112588A (zh) * 2014-12-26 2017-08-29 日产自动车株式会社 电气设备

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