CN112599933A - 锂电池的多卷芯并联装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开锂电池的多卷芯并联装配方法，包括以下步骤：步骤S1：多个单卷芯焊接在连接片；后将多个单卷芯依次合芯，并通过绝缘带包裹焊接区域；其中，每个所述连接片包括与单卷芯相等个数的极耳连接部、至少一个导电连接部，导电连接部连接在极耳连接部的顶部并延伸至极耳连接部的一侧或两侧，将多个单卷芯并排布置，将多个单卷芯的极耳与极耳连接部焊接；步骤S2：将合芯后的卷芯组与盖板组件连接。本发明的有益效果：可以根据需要选择任意数量的卷芯进行连接，使用灵活；降低了锂电池制造的短路率、结构更加紧凑，从而能有效提升整个锂电池的能量密度。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂电池技术领域，尤其涉及的是一种锂电池的多卷芯并联装配方法。
背景技术
目前动力锂电池的卷芯装配多采用双卷芯蝴蝶焊接工艺，如申请号：201721484494.0，一种锂电池电芯组装蝴蝶焊夹具中背景技术：两个卷芯a的极耳a1分别利用超声波焊接机进行预焊；两个卷芯a配对后再利用超声焊接机将极耳a1、垫片a2、软连接片a3焊接在一起；把垫片a2和盖板a4利用激光焊接机焊接在一起；两个卷芯合芯后包上胶带a5，此工艺也被称为蝴蝶焊。
但该工艺要求两卷芯之间的间距大于盖板的宽度，这将会导致卷芯的极耳过长。双卷芯合芯之后，卷芯的极耳经过折叠，会导致极耳与卷芯内部极片、外部铝壳相接触，大大增加了锂电池短路的风险；而且过长的极耳也增加了箔材的使用量，提高了制造的物料成本。
传统的双卷芯蝴蝶焊接工艺中，连接片与盖板是通过激光焊接完成的，但焊接点却位于两卷芯间距的中心部，即面向卷芯的开口处，这将会导致焊接过程中，金属粉尘极易进入卷芯的内部，从而大大增加了卷芯短路的风险。
传统的双卷芯蝴蝶焊接工艺中，双卷芯合芯之后，盖板与卷芯之间的间隙较大，无法充分利用铝壳的内部空间，从而限制了锂电池能量密度的提升。
针对多卷芯并联装配而言，传统的卷芯装配方式无法兼容任意多卷芯的装配，从而限制了锂电池工艺的广泛应用。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有的卷芯装配方法无法兼容任意多卷芯的装配的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
锂电池的多卷芯并联装配方法，包括以下步骤：
步骤S1：多个单卷芯焊接在连接片；后将多个单卷芯依次合芯，并通过绝缘带包裹焊接区域；
其中，每个所述连接片包括与单卷芯相等个数的极耳连接部、至少一个导电连接部，导电连接部连接在极耳连接部的顶部并延伸至极耳连接部的一侧或两侧，将多个单卷芯并排布置，将多个单卷芯的极耳与极耳连接部焊接；
步骤S2：将合芯后的卷芯组与盖板组件连接；
其中，盖板组件包括导电片，将导电连接部与导电片焊接。
本发明通过将多个卷芯通过连接片依次焊接、合芯，实现了多个卷芯的装配，可以根据需要选择任意数量的卷芯进行连接，使用灵活；并通过连接片的导电连接部与盖板组件的导电片相接触，焊接点均位于卷芯合芯之后的外侧的方式，实现了降低焊接短路率的目的。
优选的，在所述步骤S1中，先将两个单卷芯的极耳与极耳连接部焊接，并合芯形成双卷芯，后将第三个单卷芯的极耳与极耳焊接部焊接，与双卷芯合芯，若单卷芯个数大于三个，则依次按照第三个单卷芯的焊接合芯方式进行。
优选的，在所述步骤S1中，若单卷芯个数为偶数个，先将两个单卷芯与连接片焊接并合芯，形成双卷芯，后将多组双卷芯并排连接形成偶数个的卷芯组。
优选的，形成双卷芯的具体过程为，将两个单卷芯镜像排列，将两个单卷芯的极耳搭接在两个连接片上，并将保护片放置在极耳上，进行焊接，形成焊印；合芯后通过胶带将两个单卷芯粘接在一起，并在焊接区域通过胶带粘接。
优选的，所述连接片为一体成型的片状结构，所述极耳连接部与所述导电连接部呈T型或单边T型结构，T型或单边T型结构的顶部的两端为导电连接部，T型或单边T型结构的底部为极耳连接部。
优选的，相邻所述极耳连接部之间具有第一凹槽，所述导电连接部之间具有第二凹槽。
通过在连接片上设置第一凹槽、第二凹槽、保留单边T型焊接部等方式，实现了进一步降低连接片质量、提升锂电池能量密度的目的。
优选的，所述盖板组件还包括基板、绝缘板、第一极柱、第二极柱、凸台，所述第一极柱与所述第二极柱分别连接在所述基板的顶面，所述绝缘板连接所述基板的底面，所述导电片连接在所述绝缘板上，所述第一极柱通过凸台与其中一个导电片连接，所述第二极柱通过凸台与另一个导电片连接。
优选的，所述绝缘板的底面侧边具有翻边，所述翻边具有槽口，所述导电片连接在槽口处，所述基板、所述导电片、所述凸台均为金属材质。
优选的，所述基板与所述绝缘板上具有供凸台穿过的孔，所述凸台穿过孔后的一端固连第一极柱和第二极柱，另一端固连导电片，第一极柱与第二极柱的极性不同，第一极柱、第二极柱与基板之间隔有绝缘件。
优选的，还包括步骤S3：将步骤S2中焊接好的导电连接部与导电片的焊印表面覆盖胶带；焊接后的导电连接部与导电片一起折叠，使导电连接部紧贴在单卷芯的外表面；在导电片的外表面贴覆胶带。
本发明多次用到胶带包覆住焊接区域，起到防止焊接粉尘进入卷芯内部，避免短路的作用。
本发明的优点在于：
(1)本发明通过将多个卷芯通过连接片依次焊接、合芯，实现了多个卷芯的装配，可以根据需要选择任意数量的卷芯进行连接，使用灵活；相较于传统的蝴蝶焊组装方式而言，本申请可以采用更短的极耳，不仅可以规避由于极耳过长导致极耳折叠、电芯短路的风险，而且可有效降低物料成本、提高锂电池的能量密度；相较于传统的蝴蝶焊装配方式而言，本发明的终焊印均位于卷芯合芯后的外侧，可有效规避焊接粉尘进入卷芯内部的风险，降低了锂电池制造的短路率；相较于传统的组装方式而言，本发明能够有效减小卷芯与盖板之间的间隙，使并联卷芯的结构更加紧凑，从而能有效提升整个锂电池的能量密度；
(2)通过在连接片上设置第一凹槽、第二凹槽、保留单边T型焊接部等方式，实现了进一步降低连接片质量、提升锂电池能量密度的目的；
(3)采用胶带包覆住焊接区域，起到防止焊接粉尘进入卷芯内部，避免短路的作用。
附图说明
图1是本发明实施例一中双卷芯焊接后的俯视图；
图2是本发明实施例一中双卷芯焊接后的正视图；
图3是本发明实施例一中双卷芯焊接后的背部视图；
图4是本发明实施例一中双卷芯焊接后的三维视图；
图5是本发明实施例一中双卷芯合芯后的三维视图；
图6是本发明实施例一中双卷芯合芯后的局部示意图；
图7是本发明实施例一中双卷芯贴胶后的三维视图；
图8是本发明实施例一盖板组件的俯视图；
图9是本发明实施例一盖板组件的背部视图；
图10是本发明实施例一盖板组件的三维视图；
图11是图8中A-A处盖板组件的剖视图；
图12是本发明实施例一中双卷芯装配到盖板组件上的示意图；
图13是在图12的基础上进行焊接后的俯视图；
图14是在图13的基础上进行贴胶的局部放大图；
图15是在图14的基础上进行折叠的局部放大图；
图16是在图15的基础上在折叠部贴胶的局部放大图；
图17是本发明实施例二中连接片的结构示意图；
图18是本发明实施例二中双卷芯焊接后的三维视图；
图19是本发明实施例三中连接片的结构示意图；
图20是本发明实施例三中双卷芯焊接后的三维视图；
图21是本发明实施例四中连接片的结构示意图；
图22是本发明实施例四中双卷芯焊接后的三维视图；
图23是本发明实施例四中三卷芯焊接后的俯视图；
图24是本发明实施例四中三卷芯焊接后的正视图；
图25是本发明实施例四中三卷芯焊接后的三维视图；
图26是本发明实施例四中三卷芯焊接后的背部视图；
图27是本发明实施例四中三卷芯合芯后贴胶的三维视图；
图28是本发明实施例五中三卷芯焊接后的三维视图；
图29是本发明实施例六中双卷芯焊接后的三维视图；
图30是本发明实施例六中四卷芯合芯后贴胶的三维视图。
附图标记：100、单卷芯；101、卷芯本体；102、第一极耳；103、第二极耳；104、初焊印；
200、连接片；201、导电连接部；202、极耳连接部；203、第一凹槽；204、第二凹槽；
300、保护片；
400、胶带；
500、盖板组件；501、第一极柱；502、第二极柱；503、基板；504、绝缘板；505、导电片；506、凸台；507、终焊印；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1、图2、图3、图4所示，锂电池的多卷芯并联装配方法，本实施例公开双卷芯的并联方法；包括以下步骤：
步骤S1：单卷芯100包括卷芯本体101、以及设置在卷芯本体101上的第一极耳102、第二极耳103；连接片200呈T型结构，T型结构为一体化的片状结构，T型结构的“一”的两端为导电连接部201，T型结构的“丨”上设有两处极耳连接部202，图3中，用虚线框处，以作示意，实际上两处极耳连接部202连接在一起；
两只单卷芯100分别镜像排布，同一侧的极耳极性相同。第一极耳102、第二极耳103分别放置在连接片200上，再将保护片300分别放置在第一极耳102、第二极耳103上，最后将连接片200、第一极耳102、第二极耳103、保护片300进行焊接，如图4所示，并得到初焊印104。可以利用胶带400包覆住整个焊接区域，起到防止焊接粉尘进入卷芯内部，避免短路的作用。可以采用超声波焊接的方式进行，但本实施例不限定具体的焊接方式；
如图5、图6所示，将两个单卷芯100合芯，如图7所示，并利用胶带400固定两个单卷芯100。
步骤S2：将合芯后的卷芯与盖板组件500连接；
其中，如图8、图9、图10、图11所示，所述盖板组件500包括第一极柱501、第二极柱502、基板503、绝缘板504、导电片505、凸台506；
如图8、图9所示，所述第一极柱501与所述第二极柱502分别连接在所述基板503的顶面，第一极柱501与第二极柱502的极性不同，第一极柱501、第二极柱502与基板503之间隔有绝缘件，所述绝缘板504连接所述基板503的底面，所述导电片505连接在所述绝缘板504上。
如10所示，所述绝缘板504的底面侧边具有翻边，所述翻边具有槽口，所述导电片505连接在槽口处，导电片505的两端用于与导电连接部201连接，中部可以为了减轻重量，设置一些减重槽；所述基板503、所述导电片505、所述凸台506均为金属材质。
如图11所示，所述基板503与所述绝缘板504上具有供凸台506穿过的孔，所述凸台506穿过孔后的一端固连第一极柱501和第二极柱502，另一端固连导电片505。
如图12、13所示，将步骤S1合芯后的双卷芯装配到盖板组件500上，先将连接片200与导电片505相接触，再将两者分别焊接在一起，得到终焊印507，可以采用激光焊接的方式，但本发明不限定具体的焊接方式；
步骤S3：如图14所示将步骤S2中焊接好的导电连接部201与导电片505的焊印507表面覆盖胶带400；如图15所示焊接后的导电连接部201与导电片505一起折叠90度，使导电连接部201紧贴在单卷芯100的外表面；在导电片505的外表面贴覆胶带400，起到防止粉尘扩散到卷芯内部的作用；
如图16所示，在图15的基础上，再在导电片505的外表面贴覆胶带400，防止导电片505与铝壳相接触，规避了电池短路的风险。
至此，即完成了本实施例一中双卷芯并联装配的过程。
实施例二：
如图17所示，本实施例与实施例一的区别在于：连接片200的结构不同；
相邻所述极耳连接部202之间具有第一凹槽203，第一凹槽203将极耳连接部202分开，所述导电连接部201之间具有第二凹槽204。通过在连接片200上设置第一凹槽203、第二凹槽204方式，实现了进一步降低连接片200质量、提升锂电池能量密度的目的。
如图18所示，两个极耳连接部202分别与两个单卷芯100的第一极耳102、第二极耳103焊接。
实施例三：
如图19所示，本实施例与实施例二的区别在于：仅保留一侧导电连接部201；
仅保留一侧导电连接部201可以进一步减轻了连接片200的质量。需要注意的是，此时盖板组件500也需要做出相应变化：导电片505也只保留一侧焊接位置，且位置与连接片200的导电连接部201相对应。
如图20所示，两个极耳连接部202分别与两个单卷芯100的第一极耳102、第二极耳103焊接，两个连接片200的导电连接部201分置于合芯后的卷芯的两侧。
实施例四：
如图21所示，本实施例与实施例一的区别在于：对三个单卷芯100进行并联装配；
本实施例中的连接片200上，相邻所述极耳连接部202之间具有第一凹槽203，第一凹槽203将极耳连接部202分开，所述导电连接部201之间具有第二凹槽204；本实施例中，极耳连接部202为三个，导电连接部201为两个；
如图22所示，首先按照实施例一中的步骤S1实现双卷芯的焊接，将两个单卷芯100的极耳焊接在两个相邻的极耳连接部202上，如图23-图27所示，然后再将一个单卷芯100焊接在余下的极耳连接部202上，焊接方式同实施例一，最后通过胶带400固定三个单卷芯100。
依次类推，若单卷芯100个数大于三个，则适配的连接片200增加极耳连接部202；并依次按照第三个单卷芯100的焊接合芯方式进行。
实施例五：
图28所示，本实施例与实施例四的区别在于：连接片200保留一侧导电连接部201；
且两个连接片200的导电连接部201的朝向相同或相反均可(如图28所示，两个连接片200的导电连接部201的朝向相反)。需要注意的是，此时盖板组件500的导电片505也需要做出相应变化，导电片505也只保留一侧焊接部，且位置与导电连接部201的焊接部相对应。
实施例六：
本实施例与实施例一的区别在于：对四个单卷芯100进行并联装配；
如图29所示的双卷芯结构：首先按照实施例一中步骤S1的方式将两个单卷芯100的极耳焊接在极耳连接部202上，本实施例中的连接片200采用实施例三中的连接片200(或与实施例三中的对称)，且两个连接片200的极耳连接部202的朝向相同；重复上述流程，得到与图29镜像的双卷芯结构，图29所示的双卷芯结构与其镜像双卷芯结构的区别在于：两者连接片200的焊接部的朝向不同；
如图30所示，将两个镜像的双卷芯结构对接，并采用胶带400粘接在一起；后与盖板组件500连接即可。
需要说明的是，上述实施例中，均只叙述不同部分，其余部分采用与实施例一的方式，或做一些适应性的调整，不再赘述。
且上述实施例中给出了适用于双卷芯、三卷芯、四卷芯并联装配的优选实施例，由此可知，通过任意组合，本申请能够兼容任意多卷芯的并联装配，大大提升了工艺适应能力。
本发明通过将多个单卷芯100通过连接片200依次焊接、合芯，实现了多个卷芯的装配，可以根据需要选择任意数量的卷芯进行连接，使用灵活；并通过连接片200的导电连接部201与盖板组件500的导电片505相接触，焊接点均位于卷芯合芯之后的外侧的方式，实现了降低焊接短路率的目的。
本申请可以采用更短的极耳，不仅可以规避由于极耳过长导致极耳折叠、电芯短路的风险，而且可有效降低物料成本、提高锂电池的能量密度；本申请的终焊印均位于卷芯合芯后的外侧，可有效规避焊接粉尘进入卷芯内部的风险，降低了锂电池制造的短路率；能够有效减小卷芯与盖板之间的间隙，使并联卷芯的结构更加紧凑，从而能有效提升整个锂电池的能量密度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.锂电池的多卷芯并联装配方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：多个单卷芯焊接在连接片；后将多个单卷芯依次合芯，并通过绝缘带包裹焊接区域；
其中，每个所述连接片包括与单卷芯相等个数的极耳连接部、至少一个导电连接部，导电连接部连接在极耳连接部的顶部并延伸至极耳连接部的一侧或两侧，将多个单卷芯并排布置，将多个单卷芯的极耳与极耳连接部焊接；
步骤S2：将合芯后的卷芯组与盖板组件连接；
其中，盖板组件包括导电片，将导电连接部与导电片焊接。
2.根据权利要求1所述的锂电池的多卷芯并联装配方法，其特征在于，在所述步骤S1中，先将两个单卷芯的极耳与极耳连接部焊接，并合芯形成双卷芯，后将第三个单卷芯的极耳与极耳焊接部焊接，与双卷芯合芯，若单卷芯个数大于三个，则依次按照第三个单卷芯的焊接合芯方式进行。
3.根据权利要求1所述的锂电池的多卷芯并联装配方法，其特征在于，在所述步骤S1中，若单卷芯个数为偶数个，先将两个单卷芯与连接片焊接并合芯，形成双卷芯，后将多组双卷芯并排连接形成偶数个的卷芯组。
4.根据权利要求2或3所述的锂电池的多卷芯并联装配方法，其特征在于，形成双卷芯的具体过程为，将两个单卷芯镜像排列，将两个单卷芯的极耳搭接在两个连接片上，并将保护片放置在极耳上，进行焊接，形成焊印；合芯后通过胶带将两个单卷芯粘接在一起，并在焊接区域通过胶带粘接。
5.根据权利要求1所述的锂电池的多卷芯并联装配方法，其特征在于，所述连接片为一体成型的片状结构，所述极耳连接部与所述导电连接部呈T型或单边T型结构，T型或单边T型结构的顶部的两端为导电连接部，T型或单边T型结构的底部为极耳连接部。
6.根据权利要求5所述的锂电池的多卷芯并联装配方法，其特征在于，相邻所述极耳连接部之间具有第一凹槽，所述导电连接部之间具有第二凹槽。
7.根据权利要求6所述的锂电池的多卷芯并联装配方法，其特征在于，所述盖板组件还包括基板、绝缘板、第一极柱、第二极柱、凸台，所述第一极柱与所述第二极柱分别连接在所述基板的顶面，所述绝缘板连接所述基板的底面，所述导电片连接在所述绝缘板上，所述第一极柱通过凸台与其中一个导电片连接，所述第二极柱通过凸台与另一个导电片连接。
8.根据权利要求7所述的锂电池的多卷芯并联装配方法，其特征在于，所述绝缘板的底面侧边具有翻边，所述翻边具有槽口，所述导电片连接在槽口处，所述基板、所述导电片、所述凸台均为金属材质。
9.根据权利要求7所述的锂电池的多卷芯并联装配方法，其特征在于，所述基板与所述绝缘板上具有供凸台穿过的孔，所述凸台穿过孔后的一端固连第一极柱和第二极柱，另一端固连导电片，第一极柱与第二极柱的极性不同，第一极柱、第二极柱与基板之间隔有绝缘件。
10.根据权利要求1所述的锂电池的多卷芯并联装配方法，其特征在于，还包括步骤S3：将步骤S2中焊接好的导电连接部与导电片的焊印表面覆盖胶带；焊接后的导电连接部与导电片一起折叠，使导电连接部紧贴在单卷芯的外表面；在导电片的外表面贴覆胶带。
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