CN112652823A - 一种柱状锂电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种柱状锂电池及其制备方法，包括壳体和卷绕电池芯，卷绕电池芯的中心设有一个卷绕柱，卷绕柱上设有正电极体和负电极体，正电极体和负电极体之间绝缘体分隔，正电极体和负电极体分别与卷绕电池芯的正负极连接后卷绕成电池芯，所述壳体上设有分别与正负电极体相接引出的电池正负极导电体。本发明在电池芯中心加装一个卷绕柱，卷绕柱上设有互相绝缘隔离的正负电极体，一个电极体向下与下部壳相接，另一个电极体向上与导电体相接，这样可以省去在线焊接极耳的工序，大大简化了装配工艺，降低了装配的难度。实现了组装方便快捷的目的。

Description

一种柱状锂电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种锂电池生产技术，特别是一种柱状锂电池。
背景技术
现有技术中在柱状锂电池的加工生产过程中，其组装工艺流程复杂，包括1、正负极极耳引出工艺困难；尤其是在装配过程中需要将电池芯的正负极极片与正负极极耳进行焊接，正负极极耳再与壳体上的导电体焊接，从而将电引出，这是造成组装困难的主要原因，同时占用了电池芯径向和高度的尺寸，对能量密度影响极大；2、引出过程对电芯会造成一定损伤；3、加注电解液的过程会有污染；4、抽排气困难；5、如果不采用抽排气工艺，会在电池内部产生很高内压，存在安全隐患；另外在化成过程中产生的废气会对电池充放电循环性能造成影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种组装方便快捷、能提升能量密度的柱状锂电池及其制备方法。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种柱状锂电池，包括壳体和卷绕电池芯，其特点是：卷绕电池芯的中心设有一个卷绕柱，卷绕柱上设有正电极体和负电极体，正电极体和负电极体之间绝缘体分隔，正电极体和负电极体分别与卷绕电池芯的正负极连接后卷绕成电池芯，所述壳体上设有分别与正负电极体相接引出的电池正负极导电体。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述卷绕柱为一绝缘轴，正负电极体镶嵌在绝缘轴上。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述卷绕柱由上中下三段构成，中间段为绝缘体段，上下段分别为正负电极体。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，卷绕柱为中空轴。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述壳体包括下部壳和封盖，封盖上开有电解液加注孔，在封盖上正对卷绕柱设有导电体安装孔，导电体与封盖之间通过绝缘层密封装在导电体安装孔处。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，卷绕柱为中空轴，在轴壁上开有若干扩散孔，所述电解液加注孔设置在导电体正中并正对卷绕柱的上端口设置。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，设有用于针刺注液和抽排气时封闭电解液加注孔的胶塞。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，设有用于封闭电解液加注孔的封口钉。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述封口钉设有盖住电解液加注孔的帽盖，以及穿过电解液加注孔的钉体，钉体的下端与卷绕柱上相对应的电极体紧密相接。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述钉体为倒锥形，卷绕柱上相对应的电极体套接在钉体的下端实现紧密相接。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，卷绕柱上的正电极体向上与导电体相接构成正极引出端，卷绕柱上的负电极体向下与壳体相接构成负极引出端。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在壳体底部正对卷绕柱设有向内凸起的连接部，卷绕柱上的电极体与连接部紧密相接。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，内凸起的连接部为锥台状，所述卷绕柱上的电极体套接在锥台状连接部实现紧密相接。
一种柱状锂电池及其制备方法，其特点是：
将电池芯卷绕料的正负极引出片分别与卷绕柱上的正负电极体连接，然后卷绕成柱状；
将卷绕成柱状的卷绕电池芯装入下部壳内，
将导电体封装在封盖的安装孔处，通过绝缘体实现绝缘密封连接；
将上述封盖盖住下部壳的上口，并用压接设备使得卷绕电池芯卷绕柱的正负电极体分别与下部壳和上部导电体紧密相接；
将封盖边缘与下部壳焊接；
通过电解液加注孔加注电解液，
装入胶塞，此胶塞作为通过注射针穿刺注射方式注入电解液的即时密封塞，同时作为抽排气时的穿刺密封塞；
等化成工艺结束后，抽掉胶塞，然后在电解液加注孔处装入封口钉，
再将封口钉与导电体焊接密封。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，最后由下部壳的底部通过点焊向上与卷绕柱相接的电极体焊接。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在化成工艺结束后，进行抽排气，抽出电池内部多余气体，再抽掉胶塞，装入封口钉。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，抽出电池内部多余气体后，补充加注电解液，再抽掉胶塞，装入封口钉。
本发明与现有技术相比，本发明在电池芯中心加装一个卷绕柱，卷绕柱上设有互相绝缘隔离的正负电极体，一个电极体向下与下部壳相接代表一极，另一个电极体向上与导电体相接代表另一极，这样可以省去在线焊接极耳的工序，大大简化了装配工艺，降低了装配的难度。实现了组装方便快捷的目的。
附图说明
图1为本发明的结构简图；
图2为卷绕柱与电池芯卷绕料的正负极引出片连接的结构图；
图3为卷绕柱另一种结构图；
图4为导电体结构图；
图5为导电体上装胶塞结构图的连接图；
图6为图1的Ⅰ处放大图；
图7为图1的Ⅱ处放大图；
图8为本发明另一实施方式的结构图。
图中：1下部壳、2卷绕电池芯、3封盖、4导电体、5卷绕柱、6电池芯卷绕料的正（负）极引出片、7电极体（正）、8卷绕柱的绝缘段、9扩散孔、10电极体（负）、11电解液加注孔、12胶塞、13封口钉、14下部壳壳体底部的连接部。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，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，而不构成对其权利的限制。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。
一种柱状锂电池，包括壳体和卷绕电池芯，卷绕电池芯的中心设有一个卷绕柱，卷绕柱上设有正电极体和负电极体，正电极体和负电极体之间绝缘体分隔，正电极体和负电极体分别与卷绕电池芯的正负极连接后卷绕成电池芯，所述壳体上设有分别与正负电极体相接引出的电池正负极导电体。
所述壳体包括下部壳和封盖，封盖上开有电解液加注孔，在封盖上正对卷绕柱设有导电体安装孔，导电体与封盖之间通过绝缘层密封装在导电体安装孔处。下部壳可以设置为另一个导电体。
所述卷绕柱为一绝缘轴，正负电极体镶嵌在绝缘轴上。
卷绕柱可以是中空轴，电解液加注孔开在导电体的正中位置，需要在卷绕柱的壁上开有扩散孔，电解液经加注孔注入经卷绕柱内，气化后通过扩散孔向电池芯渗透，浸润电池芯。卷绕柱也可以是实芯轴，电解液加注孔开在封盖上的其它位置，不用再通过卷绕柱来传导渗透电解液了。
所述卷绕柱可以是由上中下三段构成，中间段为绝缘体段，上下段分别为正负电极体。卷绕柱可以是中空轴，卷绕柱也可以是实芯轴。
设有用于针刺注液和抽排气时封闭电解液加注孔的胶塞。可以直接通过电解液加注孔注入电解液，也可先装上胶塞，再通过针刺注液加注电解液。电解液通过注射针穿刺注射方式向电池内注液。拔出注射针，胶塞可以自动实现密封，可以一次加注，也可以多次加注，密封性好，不会有漏液情况发生，安全可靠。此胶塞同时作为抽排气时的穿刺密封塞；等化成工艺结束后，抽掉胶塞，然后再将电解液加注孔焊接密封。化成后，电池内部空间产生气体，可通过穿刺针穿过胶塞来抽出多余气体，降低电池内部压力，消除安全隐患。也可再次补加电解液。补加电解液可以提升电池容量，另外又可以提高电池循环充电次数，提高电池使用寿命。
设有用于封闭电解液加注孔的封口钉。
所述封口钉设有盖住电解液加注孔的帽盖，以及穿过电解液加注孔的钉体，钉体的下端与卷绕柱上相对应的电极体紧密相接。
所述钉体为倒锥形，卷绕柱上相对应的电极体套接在钉体的下端实现紧密相接。
封口钉的钉体上设置为螺钉状，可与电极体螺接，连接更可靠紧密，可在帽盖正中设置十字旋槽，即可方便螺接，又能作为正极标识。
卷绕柱上的正电极体向上与导电体相接构成正极引出端，卷绕柱上的负电极体向下与壳体相接构成负极引出端。
在下部壳壳体底部正对卷绕柱设有向内凸起的连接部，卷绕柱上的电极体与连接部紧密相接。
内凸起的连接部为锥台状，所述卷绕柱上的电极体套接在锥台状连接部实现紧密相接。通过压接设备实现紧密连接。
一种柱状锂电池及其制备方法，
将电池芯卷绕料的正负极引出片分别与卷绕柱上的正负电极体连接（可以是焊接），然后卷绕成柱状；
将卷绕成柱状的卷绕电池芯装入下部壳内，
将导电体封装在封盖的安装孔处，通过绝缘体实现绝缘密封连接；
将上述封盖盖住下部壳的上口，并用压接设备使得卷绕电池芯卷绕柱的正负电极体分别与下部壳和上部导电体紧密相接；
将封盖边缘与下部壳焊接；
通过电解液加注孔加注电解液，通过电解液加注孔加注电解液的方式可以是直接由电解液加注孔注入电解液，也可以是先装上胶塞，再通过注射针穿刺注射方式注入电解液。此胶塞作为通过注射针穿刺注射方式注入电解液的即时密封塞，同时作为抽排气时的穿刺密封塞；
等化成工艺结束后，抽掉胶塞，然后在电解液加注孔处装入封口钉，
再将封口钉与导电体焊接密封。
在化成工艺结束后，需要进行抽排气作业，抽出电池内部多余气体，然后可以再次补充加注电解液，然后再抽掉胶塞，装入封口钉，将封口钉与导电体焊接密封。
最后由下部壳的底部通过点焊向上与卷绕柱相接的电极体焊接。

Claims (17)

1.一种柱状锂电池，包括壳体和卷绕电池芯，其特征在于：卷绕电池芯的中心设有一个卷绕柱，卷绕柱上设有正电极体和负电极体，正电极体和负电极体之间绝缘体分隔，正电极体和负电极体分别与卷绕电池芯的正负极连接后卷绕成电池芯，所述壳体上设有分别与正负电极体相接引出电的正负极导电体。
2.根据权利要求1所述的柱状锂电池，其特征在于：所述卷绕柱为一绝缘轴，正负电极体镶嵌在绝缘轴上。
3.根据权利要求1所述的柱状锂电池，其特征在于：所述卷绕柱由上中下三段构成，中间段为绝缘体段，上下段分别为正负电极体。
4.根据权利要求1、2或3所述的柱状锂电池，其特征在于：卷绕柱为中空轴。
5.根据权利要求1所述的柱状锂电池，其特征在于：所述壳体包括下部壳和封盖，封盖上开有电解液加注孔，在封盖上正对卷绕柱设有导电体安装孔，导电体与封盖之间通过绝缘层密封装在导电体安装孔处。
6.根据权利要求5所述的柱状锂电池，其特征在于：卷绕柱为中空轴，在轴壁上开有若干扩散孔，所述电解液加注孔设置在导电体正中并正对卷绕柱的上端口设置。
7.根据权利要求5或6所述的柱状锂电池，其特征在于：设有用于针刺注液和抽排气时封闭电解液加注孔的胶塞。
8.根据权利要求5或6所述的柱状锂电池，其特征在于：设有用于封闭电解液加注孔的封口钉。
9.根据权利要求8所述的柱状锂电池，其特征在于：所述封口钉设有盖住电解液加注孔的帽盖，以及穿过电解液加注孔的钉体，钉体的下端与卷绕柱上相对应的电极体紧密相接。
10.根据权利要求9所述的柱状锂电池，其特征在于：所述钉体为倒锥形，卷绕柱上相对应的电极体套接在钉体的下端实现紧密相接。
11.根据权利要求1所述的柱状锂电池，其特征在于：卷绕柱上的正电极体向上与导电体相接构成正极引出端，卷绕柱上的负电极体向下与壳体相接构成负极引出端。
12.根据权利要求1、2、3或5所述的柱状锂电池，其特征在于：在壳体底部正对卷绕柱设有向内凸起的连接部，卷绕柱上的电极体与连接部紧密相接。
13.根据权利要求12所述的柱状锂电池，其特征在于：内凸起的连接部为锥台状，所述卷绕柱上的电极体套接在锥台状连接部实现紧密相接。
14.一种柱状锂电池及其制备方法，其特征在于：
将电池芯卷绕料的正负极引出片分别与卷绕柱上的正负电极体连接，然后卷绕成柱状；
将卷绕成柱状的卷绕电池芯装入下部壳内，
将导电体封装在封盖的安装孔处，通过绝缘体实现绝缘密封连接；
将上述封盖盖住下部壳的上口，并用压接设备使得卷绕电池芯卷绕柱的正负电极体分别与下部壳和上部导电体紧密相接；
将封盖边缘与下部壳焊接；
通过电解液加注孔加注电解液，
装入胶塞，此胶塞作为通过注射针穿刺注射方式注入电解液的即时密封塞；
等化成工艺结束后，抽掉胶塞，然后在电解液加注孔处装入封口钉，
再将封口钉与导电体焊接密封。
15.根据权利要求14所述的柱状锂电池，其特征在于：最后由下部壳的底部通过点焊向上与卷绕柱相接的电极体焊接。
16.根据权利要求14所述的柱状锂电池，其特征在于：在化成工艺结束后，进行抽排气，抽出电池内部多余气体，再抽掉胶塞，装入封口钉。
17.根据权利要求16所述的柱状锂电池，其特征在于：抽出电池内部多余气体后，补充加注电解液，再抽掉胶塞，装入封口钉。
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