CN113097633A - 一种电池及其组装工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂电池装配技术领域，公开了一种电池及其组装工艺，包括：电芯组件，电芯组件的两端分别设有正极和负极；壳体，壳体的两端分别形成为开口端和滚边止挡端，电芯组件从开口端伸入壳体内且负极端限位止挡于滚边止挡端；负极连接片，盖合于开口端，负极连接片为导电片并通过激光焊点分别电连接负极和开口端的壳体部。通过本发明的技术方案，能够使电池的正负极位于同一侧，便于外部模组汇流排的设计和焊接，同时还能够增加电芯组件的倍率性能。

Description

一种电池及其组装工艺
技术领域
本发明涉及锂离子电池装配技术领域，特别涉及一种电池及其组装工艺。
背景技术
随着锂离子电池技术的日益成熟，锂离子电池作为动力电池广泛应用于电动汽车领域中。锂离子电池的结构件部分也是锂离子动力电池的重要组成部分，它不仅在安全可靠性方面为锂离子电池提供保障，同时也兼顾锂离子电池内部化学体系与外部模组的连接。随着行业的发展，对电池快速充放电的越来越高，对锂电池的过流能力以及安全能力的要求也越来越高，因此结构件的高倍率性能是大势所趋。然而，现有的锂离子电池在制造过程中，电芯负极与壳体之间采用电阻焊的方式，电芯与壳体之间电阻焊的接触面积太小，影响电芯的倍率性能，同时，电池的正负位于壳体的相对两端，不利于外部模组汇流排的设计和焊接。
发明内容
本发明旨在提出一种电池及其组装工艺，能够使电池的正负极位于同一侧，便于外部模组汇流排的设计和焊接，同时还能够增加电芯组件的倍率性能。
为达到上述目的，本发明提供了一种电池，包括：电芯组件，电芯组件的两端分别设有正极和负极；壳体，壳体的两端分别形成为开口端和滚边止挡端，电芯组件从开口端伸入壳体内且负极端限位止挡于滚边止挡端；负极连接片，盖合于开口端，负极连接片为导电片并通过激光焊点分别电连接负极和开口端的壳体部。
进一步的，开口端设置有抵持于负极的唇边，负极连接片的边缘折弯形成有与唇边贴合的台阶。
进一步的，电芯组件包括固定于正极上的正极盖板，正极盖板上设置有与电芯电连接的导电片；电池包括设置于正极盖板和滚边止挡端之间的绝缘垫圈，绝缘垫圈开设有供导电片穿出的通孔。
进一步的，电池包括贴合于负极连接片表面的负极盖板，负极盖板密封开口端。
进一步的，电池包括密封件，电芯组件的正极开设有注液孔，密封件固定并密封于注液孔的表面；电芯组件和壳体均为圆柱形，负极连接片的材质包括铜、铁、铝中的任一种。
为达到上述目的，本发明还提供了一种电池组装工艺，用于组装上述的电池，电池组装工艺包括：将电芯组件从开口端插入壳体内，并使得电芯组件的正极限位于滚边止挡端处，电芯组件的负极位于开口端处；将负极连接片与负极贴合并进行激光焊接；将负极连接片盖合于开口端并进行激光焊接。
进一步的，电池组装工艺还包括：在将负极连接片盖合于开口端并进行激光焊接的步骤之前，对开口端进行滚边并在开口端形成抵持于负极四周的唇边；并将负极连接片的边缘折弯出与唇边贴合的台阶。
进一步的，在将电芯组件从开口端插入壳体的步骤之前，进一步包括步骤：将正极盖板贴合于正极上并进行激光焊接以形成电芯组件；将绝缘垫圈从开口端装入壳体内并与滚边止挡端贴合，使正极盖板上的导电片穿过绝缘垫圈并外露于壳体。
进一步的，在将电芯组件从壳体的开口端插入壳体的步骤之后进一步包括步骤：将正极盖板与滚边止挡端进行激光焊接并密封滚边止挡端。
进一步的，电池组装工艺还包括步骤：在正极的注液孔处注入电解液；通过密封件盖合于注液孔处；将密封件与电芯组件进行激光焊接。
相对于现有技术，本发明所述的电池及其组装工艺具有以下优势：
本发明的电池组装工艺中，通过负极连接片与电芯组件的负极和壳体进行激光焊接，从而在负极和负极连接片之间形成激光焊点，以及负极连接片和壳体之间形成激光焊点，进而使壳体形成带有负电的负极，最终使电池的正负极位于同一端，更利于外部模组汇流排的设计和焊接。同时，激光焊点能够使电芯组件、负极连接片以及壳体之间的接触面积更大，从而提高电芯组件负极到壳体上上的过流能力，提高电芯组件的倍率性能。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明一实施例电池的立体结构示意图；
图2是根据本发明一实施例电池的爆炸结构示意图；
图3是根据本发明一实施例电池的局部爆炸结构示意图；
图4是根据本发明一实施例电池的局部剖视结构示意图。
图5是根据本发明一实施例电池组装工艺的步骤流程图；
图6是根据本发明一实施例步骤S2之前的步骤流程图；
图7是根据本发明一实施例电池组装工艺的进一步步骤流程图。
附图标记说明：
1 电池
11 电芯组件 12 壳体
13 负极连接片 14 绝缘垫圈
15 负极盖板 16 密封件
111 正极盖板 112 电芯
113 导电片 114 注液孔
121 开口端 122 滚边止挡端
123 唇边
131 台阶
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
在本发明的实施方式中所提到的“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
另外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
图1是根据本发明一实施例电池的立体结构示意图。图2是根据本发明一实施例电池的爆炸结构示意图。图3是根据本发明一实施例电池的局部爆炸结构示意图。图4是根据本发明一实施例电池的局部剖视结构示意图。如图1-图4所示，在本发明的实施例中，提供一种电池1，包括：电芯组件11，电芯组件11的两端分别设有正极和负极；壳体12，壳体12的两端分别形成为开口端121和滚边止挡端122，电芯组件11从开口端121伸入壳体12内且负极端限位止挡于滚边止挡端122；负极连接片13，盖合于开口端121，负极连接片13为导电片113并通过激光焊点分别电连接负极和开口端121的壳体12部。
由于壳体12的两端分别为开口端121和滚边止挡端122，因此可将电芯组件11从开口端121伸入壳体12内，使电芯组件11的正极朝向滚边止挡端122，负极朝向开口端121，并在滚边止挡端122的作用下对电芯组件11进行限位，通过负极连接片13盖合于开口端121，使负极连接片13的表面与负极贴合，并进行激光焊接，从而在负极和负极连接片13之间形成激光焊点，由于负极连接片13为导电片113，因此可实现电芯组件11和负极连接片13之间的电性导通。负极连接片13的边缘与开口端121的内壁贴合，并进行激光焊接，从而在负极连接片13和壳体12之间形成激光焊点，由于负极连接片13与电芯组件11之间形成电性导通，因此可在负极连接片13和壳体12之间形成电性导通，进而使壳体12形成带有负电的负极，也即，使滚边止挡端122为带有负电的负极，使电池的正负极位于同一侧。
在本发明的实施例中，滚边止挡端122中间设有通孔，且通孔的尺寸小于电芯组件11的尺寸，以对电芯组件11进行止挡限位，同时还能通孔的作用下将外部模组汇流排的正极与电芯组件11的正极进行电连接，进而将外部模组汇流排的负极与滚边止挡端122进行电连接，即可实现模组汇流排与电池1之间的电性导通，相对于现有技术中正负极位于两端的电池而言，本发明的电池1更利于外部模组汇流排的设计和焊接。
在本发明的实施例中，电芯组件11的负极与负极连接片13之间通过激光焊接，负极连接片13与开口端121的壳体12部进行激光焊接，从而可在电芯组件11的负极和负极连接片13之间形成激光焊点，在负极连接片13和壳体12之间形成激光焊点，相对于现有技术中通过电阻焊的方式而言，本发明的激光焊点能够使电芯组件11、负极连接片13以及壳体12之间的接触面积更大，从而提高电芯组件11负极到壳体12上上的过流能力，提高电芯组件11的倍率性能。
在本发明的实施例中，电芯组件11和壳体12均为圆柱形，负极连接片13的材质包括铜、铁、铝中的任一种。
在本发明的实施例中，开口端121设置有抵持于负极的唇边123，负极连接片13的边缘折弯形成有与唇边123贴合的台阶131。
通过在开口端121设置唇边123，并在负极连接片13的边缘折弯出于唇边123贴合的台阶131，从而在对负极连接片13和开口端121的壳体12部进行激光焊接时，使台阶131贴合于唇边123上并形成定位作用，并且还能够对台阶131和唇边123进行激光焊接，提高负极连接片13和壳体12之间的焊接面积，更利于对负极连接片13和壳体12之间的激光焊接。
在本发明的实施例中，电芯组件11包括固定于正极上的正极盖板111，正极盖板111上设置有与电芯112电连接的导电片113；电池1包括设置于正极盖板111和滚边止挡端122之间的绝缘垫圈14，绝缘垫圈14开设有供导电片113穿出的通孔。
通过将正极盖板111设置于电芯112的正极上，并在正极盖板111上设置与电芯112电连接的导电片113，从而实现电芯112正极与导电片113的电性导通，进而在需要将外部汇流排模组与电池1电连接时，可将外部汇流排模组的正极与导电片113进行焊接，更利于外部汇流排模组和电池1正极焊接。
通过在正极盖板111和滚边止挡端122之间设置绝缘垫片，从而使电芯组件11的正极与壳体12在绝缘垫片的作用下实现绝缘作用，防止电芯组件11的正极与壳体12接触而发生短路的情况。在绝缘垫片上开设有供导电片113穿出的通孔，以使导电片113经过绝缘垫片上的通孔外露于壳体12，也即，导电片113从滚边止挡端122中间的通孔伸出，方便外部汇流排模组与导电片113进行焊接。
可以理解，正极盖板111内填充有绝缘材料，从而使正极盖板111与滚边止挡端122进行焊接的位置相对于导电片113的位置互相绝缘，从而避免正极盖板111与壳体12之间由于电性导通而发生短路的情况。
在本发明的实施例中，正极盖板111与电芯112之间通过激光焊接，并在正极盖板111和电芯112之间形成激光焊点，从而实现正极盖板111和电芯112正极之间的电性导通。正极盖板111外露于壳体12的部分密封并卡接于滚边止挡端122中间的通孔处，从而将电芯组件11固定于壳体12内，防止电芯组件11相对壳体12发生晃动。
在本发明的实施例中，电池1包括贴合于负极连接片13表面的负极盖板15，负极盖板15密封开口端121，负极盖板15由塑料、橡胶等绝缘材料制成，将负极盖板15贴合于负极连接片13的表面，并由负极盖板15密封开口端121，从而在负极盖板15的作用下进一步加固电芯组件11和壳体12之间装配的结构强度，防止电芯组件11在壳体12内发生晃动，同时，还能在负极盖板15的作用下密封开口端121，防止灰尘杂物从开口端121进入壳体12内而影响电池1的性能。
在本发明的实施例中，电池1包括密封件16，电芯组件11的正极开设有注液孔114，密封件16固定并密封于注液孔114的表面。通过在电芯组件11的正极开设注液孔114，以便于通过注液孔114向电芯组件11的内部注入电解液，以通过电解液起到分解电子的作用，通过设置可盖合于注液孔114表面的密封件16以对注液孔114进行密封，防止电解液从注液孔114处流出。
可以理解，密封件16为铝钉，且通过焊接的形式固定于注液孔114的表面，提高密封件16密封注液孔114的密封性。
图5是根据本发明一实施例电池组装工艺的步骤流程图。如图5所示，在本发明的实施例中，还提供了一种电池组装工艺，用于组装上述的电池1，电池组装工艺包括：
步骤S1：将电芯组件11从开口端121插入壳体12内，并使得电芯组件11的正极限位于滚边止挡端122处，电芯组件11的负极位于开口端121处；
步骤S2：将负极连接片13与负极贴合并进行激光焊接；
步骤S3：将负极连接片13盖合于开口端121并进行激光焊接。
通过先将电芯组件11从开口端121插入壳体12内，并使得电芯组件11的正极限位于滚边止挡端122处，电芯组件11的负极位于开口端121处，以使电芯组件11在滚边止挡端122的作用实现限位。进而，通过负极连接片13的表面与负极贴合，并进行激光焊接，从而在负极和负极连接片13之间形成激光焊点，并实现电芯组件11和负极连接片13之间的电性导通。最后，将负极连接片13盖合于开口端121并进行激光焊接，也即将负极连接片13的边缘与开口端121的内壁贴合，并进行激光焊接，从而在负极连接片13和壳体12之间形成激光焊点，实现负极连接片13和壳体12之间的电性导通，进而使壳体12形成带有负电的负极，也即，使滚边止挡端122为带有负电的负极。
通过本发明的电池组装工艺获得的电池1，相对于现有技术中正负极位于两端的电池1而言，本发明的电池1更利于外部模组汇流排的设计和焊接，并且本发明的激光焊点能够使电芯组件11、负极连接片13以及壳体12之间的接触面积更大，从而提高电芯组件11负极到壳体12上上的过流能力，提高电芯组件11的倍率性能。
在本发明的实施例中，在将负极连接片13盖合于开口端121并进行激光焊接的步骤之前还包括：
步骤S301：对开口端121进行滚边并在开口端121形成抵持于负极四周的唇边123；并将负极连接片13的边缘折弯出与唇边123贴合的台阶131。
在将负极连接片13盖合于开口端121并进行激光焊接之前，通过对开口端121进行滚边，并在开口端121形成抵持于负极四周的唇边123，以对电芯组件11进行限位，在负极连接片13的边缘折弯出于唇边123贴合的台阶131，从而在对负极连接片13和开口端121的壳体12部进行激光焊接时，使台阶131贴合于唇边123上并形成定位作用，并且还能够对台阶131和唇边123进行激光焊接，提高负极连接片13和壳体12之间的焊接面积，更利于对负极连接片13和壳体12之间的激光焊接
图6是根据本发明一实施例步骤S2之前的步骤流程图。如图6所示，在本发明的实施例中，在将电芯组件11从开口端121插入壳体12的步骤之前，进一步包括：
步骤S201：将正极盖板111贴合于正极上并进行激光焊接以形成电芯组件11；
步骤S202：将绝缘垫圈14从开口端121装入壳体12内并与滚边止挡端122贴合，使正极盖板111上的导电片113穿过绝缘垫圈14并外露于壳体12。
在将电芯组件11从开口端121插入壳体12的步骤之前，先通过将正极盖板111贴合于电芯112的正极上并进行激光焊接以形成电芯组件11，由于正极盖板111上设置有与电芯112电连接的导电片113，从而可实现电芯112正极与导电片113的电性导通。进而，将绝缘垫片从开口端121装入壳体12内与滚边止挡端122贴合，使正极盖板111上的导电片113穿过绝缘垫圈14并外露于壳体12，使电芯组件11的正极与壳体12在绝缘垫片的作用下实现绝缘作用，防止电芯组件11的正极与壳体12接触而发生短路的情况。在绝缘垫片上开设有供导电片113穿出的通孔，以使导电片113经过绝缘垫片上的通孔外露于壳体12，也即，导电片113从滚边止挡端122中间的通孔伸出，方便外部汇流排模组与导电片113进行焊接。
在本发明的实施例中，在将电芯组件11从壳体12的开口端121插入壳体12的步骤之后进一步包括：
步骤S11：将正极盖板111与滚边止挡端122进行激光焊接并密封滚边止挡端122。
通过将正极盖板111与滚边止挡端122进行激光焊接，可进一步提升电芯组件11在壳体12内装配的结构稳定性，防止电芯组件11相对壳体12发生晃动，同时通过激光焊接的方式密封滚边止挡端122的通孔，可防止灰尘杂物从滚边止挡端122进入壳体12内而对电池1的性能造成影响。
图7是根据本发明一实施例电池组装工艺的进一步步骤流程图。如图7所示，在本发明的实施例中，电池组装工艺还包括：
步骤S4：在正极的注液孔114处注入电解液；
步骤S5：通过密封件16盖合于注液孔114处；
步骤S6：将密封件16与电芯组件11进行激光焊接。
由于电芯组件11的正极开设注液孔114，从而可通过注液孔114向电芯组件11的内部注入电解液，以通过电解液起到分解电子的作用，进而通过设置可盖合于注液孔114表面的密封件16以对注液孔114进行密封，防止电解液从注液孔114处流出，最后通过将密封件16与电芯组件11进行激光焊接，以将密封件16固定于电芯组件11上，提高密封件16密封注液孔114的密封性。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：
电芯组件(11)，所述电芯组件(11)的两端分别设有正极和负极；
壳体(12)，所述壳体(12)的两端分别形成为开口端(121)和滚边止挡端(122)，所述电芯组件(11)从所述开口端伸入所述壳体(12)内且负极端限位止挡于所述滚边止挡端(122)；
负极连接片(13)，盖合于所述开口端(121)，所述负极连接片(13)为导电片并通过激光焊点分别电连接所述负极和所述开口端(121)的壳体部。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述开口端(121)设置有抵持于所述负极的唇边(123)，所述负极连接片(13)的边缘折弯形成有与所述唇边(123)贴合的台阶(131)。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电芯组件(11)包括固定于所述正极上的正极盖板(111)，所述正极盖板(111)上设置有与所述电芯(112)电连接的导电片(113)；
所述电池包括设置于所述正极盖板(111)和所述滚边止挡端(122)之间的绝缘垫圈(14)，所述绝缘垫圈(14)开设有供所述导电片(113)穿出的通孔。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池包括贴合于所述负极连接片(13)表面的负极盖板(15)，所述负极盖板(15)密封所述开口端(121)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电池，其特征在于，所述电池包括密封件(16)，所述电芯组件(11)的正极开设有注液孔(114)，所述密封件(16)固定并密封于所述注液孔(114)的表面；
所述电芯组件(11)和所述壳体(12)均为圆柱形，所述负极连接片(13)的材质包括铜、铁、铝中的任一种。
6.一种电池组装工艺，用于组装根据权利要求1-5任一项所述的电池，其特征在于，所述电池组装工艺包括：
将所述电芯组件(11)从所述开口端(121)插入所述壳体(12)内，并使得所述电芯组件(11)的正极限位于所述滚边止挡端(122)处，所述电芯组件(11)的负极位于所述开口端(121)处；
将所述负极连接片(13)与所述负极贴合并进行激光焊接；
将所述负极连接片(13)盖合于所述开口端(121)并进行激光焊接。
7.根据权利要求6所述的电池组装工艺，其特征在于，在将所述负极连接片(13)盖合于所述开口端(121)并进行激光焊接的步骤之前还包括：对所述开口端(121)进行滚边并在所述开口端(121)形成抵持于所述负极四周的唇边(123)；并将所述负极连接片(13)的边缘折弯出与所述唇边(123)贴合的台阶(131)。
8.根据权利要求6所述的电池组装工艺，其特征在于，在将所述电芯组件(11)从所述开口端(121)插入所述壳体(12)的步骤之前，进一步包括：
将正极盖板(111)贴合于所述正极上并进行激光焊接以形成电芯组件(11)；
将绝缘垫圈(14)从所述开口端(121)装入所述壳体(12)内并与所述滚边止挡端(122)贴合，使所述正极盖板(111)上的导电片(113)穿过所述绝缘垫圈(14)并外露于所述壳体(12)。
9.根据权利要求8所述的电池组装工艺，其特征在于，在将电芯组件(11)从壳体(12)的开口端(121)插入所述壳体(12)的步骤之后进一步包括：将所述正极盖板(111)与所述滚边止挡端(122)进行激光焊接并密封所述滚边止挡端(122)。
10.根据权利要求6所述的电池组装工艺，其特征在于，所述电池组装工艺还包括：
在所述正极的注液孔(114)处注入电解液；
通过密封件(16)盖合于所述注液孔(114)处；
将所述密封件(16)与所述电芯组件(11)进行激光焊接。
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