CN113206302A - 电池的组装方法及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明的电池的组装方法及锂离子电池，属于电池制造工艺的技术领域，解决现有技术的方法致使锂电池空间利用率较低的技术问题。其包括电池极片两侧模切出正、负极耳；所述电池极片绕卷成型电池的卷芯，且卷芯对应的两侧形成电池的正、负极耳；预设尺寸电池壳和顶盖的制造，使所述顶盖能够盖合所述电池壳，所述顶盖在预设位置安装正、负极柱，所述正、负极柱分别设有带折叠翼的连接片；预设数量所述卷芯的正、负极耳分别与所对应的所述连接片的折叠翼进行焊接；沿所述折叠翼与正、负极耳各自连接处，相向进行折叠或折弯，并固定；所述正、负极耳折弯后，进行成形工艺组装。本发明用以完善电池的使用功能，节约锂电池组装的空间。

Description

电池的组装方法及锂离子电池

技术领域

本发明属于电池制造工艺的技术领域，尤其涉及一种电池的组装方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池已广泛应用于涉及储能的各个领域，特别是在新能源电动汽车领域，锂离子电池的能量密度密切决定着电动汽车续航里程的长短。如何优化卷芯极耳和锂离子电池的极柱连接方式、减小卷芯与盖板之间的空间、提高锂离子电池的生产的自动化程度、确保连接的安全可靠，均成为了亟待解决的问题。

现有技术中的方形铝壳电池大都采用单向出极耳方式，将正负极片卷绕成裸电芯，通过转接片焊接，再将转接片和顶盖进行焊接，最后将电芯插入铝壳进行焊接。

本案发明人发现现有技术至少存在以下缺陷：

1.锂离子电池结构连接片占用了上方的空间，锂离子电池的长度越长，连接片占用的空间就越多，越影响锂离子电池的空间利用率和能量密度。

2.锂离子电池结构在入壳过程中，需要使用外力将盖板压入铝壳，在压装过程，存在着将极耳和其他连接片插入裸电芯的可能，造成使用过程短路，甚至起火爆炸风险。

3.该结构只适用于卷绕型裸电芯，单个卷绕型裸电芯在结构上存在一半区域无极耳，用该方式可以进行。层叠方式的裸电芯，其每一层正负极片都存在极耳，用目前组装方法，将存在拉扯极片的情况。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池的组装方法，解决现有技术的方法形致使锂电池空间利用率较低的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：

一方面提供一种电池的组装方法，适用于锂离子电池的组装，所述方法包括：

电池极片两侧模切出正、负极耳；

所述电池极片绕卷成型电池的卷芯，且卷芯对应的两侧形成电池的正、负极耳；

预设尺寸电池壳和顶盖的制造，使所述顶盖能够盖合所述电池壳，所述顶盖在预设位置安装正、负极柱，所述正、负极柱分别设有带折叠翼的连接片；

预设数量所述卷芯的正、负极耳分别与所对应的所述连接片的折叠翼进行焊接；

沿所述折叠翼与正、负极耳各自连接处，相向进行折叠或折弯，并固定；

所述正、负极耳折弯后，进行成形工艺组装。

另一方面提供一种锂离子电池，根据以上部分或全部所述的方法制备而成，具体的:

包括壳体和能够盖合所述壳体的顶盖，所述壳体内放置多个卷芯，所述卷芯两侧分别设置有正、负极耳，其中：

所述顶盖上对称设置有正、负极柱，所述正、负极柱分别安装有两侧边带折叠翼的连接片，所述折叠翼与位置相对应的所述正、负极耳部分重合方式或完全重合方式固定连接。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：

本案的技术核心是卷芯采用两侧模切出正、负极耳，正、负极耳分别与顶盖上的正负极柱通过连接片连接，并连接片两侧设置有可折叠的折叠翼，折叠翼分别与对应的极耳相互连接，然后再进行折叠，因此，通过连接片的设置替代传统因方形铝壳使用较长的连接件，占用较大铝壳空间，影响锂离子电池的空间利用率和能量密度。在实际使用中多个卷芯与顶盖上的连接片进行焊接，焊接后将折叠翼分别相向折叠(连通极耳一起弯折)，折弯极耳后，电芯再经包绝缘膜，入壳，顶盖焊接，封口和包膜后即可完成组装。

本案所提供结构，通过折叠所设置折叠翼可将极耳分别进行弯折，从而避免在方形铝壳中使用较长或较大的连接件进行极柱与极耳的连接，节约铝壳的使用空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为发明方法的流程图；

图2为本发明卷芯两侧出极耳的示意图；

图3为本发明顶盖设置连接片的结构示意图；

图4为本发明折叠翼与极耳焊接后的示意图；

图5为本发明折叠翼与极耳弯折后的示意图；

其中：

1、卷芯；11、正极耳；12、负极耳；2、顶盖；21、正极柱；22、连接片；23、负极柱；221、折叠翼；222、弹性下襟；223、加强筋。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示的电池的组装方法，适用于锂离子电池的组装，其方法包括：

S101:电池极片两侧模切出正极耳11和负极耳12；

电池极片两侧模切出正极耳11和负极耳12后，也可以对电池极片进行清洗和除水工艺处理，再将电池极片绕卷成型电池的卷芯1，除杂、除尘等传统工艺实施；

进一步的，除水工艺处理为负压的密封环境中，通过抽真空法进行除水，在密封环境下进行抽取真空，使密封环境处于负压，水在负压环境下挥发速率高，避免微量水分的渗入；

S102:如图2所示，电池极片绕卷成型电池的卷芯1，且卷芯1对应的两侧形成电池的正极耳11和负极耳12，本案的核心技术，以两侧出极耳，通过下午连接片22的设置，避免使用传统工艺中长度较长的连接件，尤其是在空间较大的铝壳中，伴随连接件长度的增加，占用铝壳较大的空间；

S103:如图3所示，预设尺寸电池壳和顶盖2的制造，电池壳优选的为，方形铝壳。一般的，顶盖2成形后，底面贴合有绝缘垫，顶盖2盖合电池壳时，以形成顶盖2与卷芯1之间的绝缘层。顶盖2在预设位置安装正极柱21和负极柱23，正极柱21和负极柱23分别设有带折叠翼221的连接片22，折叠翼221的设置，用于将极耳与其重合式的焊接在一起，(部分面积重合式的焊接或极耳完全焊接在折叠翼221上)，焊接后，通过相向折叠折叠翼221，以带动极耳的折叠或弯折，从而避免在较大方形铝壳中使用较长的连接件件将极柱与极耳进行焊接，节约方形铝壳的空间，可增大电池的电容量；

进一步的，连接片22一体式设置有弹性下襟222，其用于与焊接设置的定位，避免对裸电芯和极耳的拉扯；连接片22通过冲压方式，能有效的提高强度，避免变形；

再进一步的，在连接片22表面且沿中心线放线设置有防变形的加强筋，提高整体制造的成品率，节约成本。

S104:如图4所示，预设数量卷芯1的正极耳11和负极耳12分别与所对应连接片22的折叠翼221进行焊接；

通过本案的技术方案，可实现多个卷芯1的焊接，即为，一个极柱设置多个连接片22，可实现多个卷芯1的安装，即为，每个连接片22连接两个卷芯1，极耳与折叠翼221焊接后，弯折或折叠即可；

S105:如图5所示，沿折叠翼221与正极耳11和负极耳12各自连接处，相向进行折叠或折弯，并固定；

弯折角度以90°或接近90°即可，弯折后需要进行固定，固定方式，例如，连接片22中心线方向上设置孔，通过螺栓或顶丝进行固定；

S106:正极耳11和负极耳12折弯后，进行成形工艺组装。

完成成形后采用现有技术的成形工艺即可，例如，电芯经包绝缘膜，入壳，顶盖2焊接，封口和包膜后即可完成组装等，在此不再赘述。

另一方面提供一种锂离子电池，根据以上部分或全部方法制备而成，其具体的结构为：

包括壳体和能够盖合壳体的顶盖2，优选的，顶盖2底面设置有绝缘件，在顶盖2与卷芯1之间的形成绝缘层。壳体内放置多个卷芯1，卷芯1两侧分别设置有正极耳11和负极耳12，其中：

顶盖2上对称设置有正极柱21和负极柱23，正极柱21和负极柱23分别安装有两侧边带折叠翼221的连接片22，连接片22优选的，以L型结构设置，一端与极柱连接，另一端为自由端，折叠翼221与位置相对应的正极耳11和负极耳12部分重合方式或完全重合方式固定连接。

连接片22一体式设置有弹性下襟222，其用于与焊接设置的定位，弹性下襟222形成小幅度凸起，有益于设备进行夹持和定位，保证定位过程不会拉扯裸电芯和极耳，也便于自动化生产。连接片22中心线位置设置有孔，配和固定件(螺栓或顶丝等)以对折叠后的折叠翼221进行固定。

上述的，顶盖2中央区域设置孔，以降低自身的重量。

需要指出的是，以上采用的焊接方式均为：超声波预焊接的方式，超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，其优点是：焊接速度快,效率高，绝大部分超声波焊接可以在0.1～0.5s之内完成，并且成本低，由于效率可省去了大量夹具、粘合剂或者机械紧固件等的使用。

综上，采用两侧面出极耳方式的组装方式，能大幅度提高空间利用率和能量密度。

正负极片状L型连接片22设置了两个翼状片垂直于L型连接片22大面，其与极耳超声波焊接后，可90°折弯，折弯后连接部件占用体积小，能较大的节约锂离子电池内部空间，提高空间利用率。

以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池的组装方法，适用于锂离子电池的组装，其特征在于，所述方法包括：

电池极片两侧模切出正、负极耳；

所述电池极片绕卷成型电池的卷芯，且卷芯对应的两侧形成电池的正、负极耳；

预设尺寸电池壳和顶盖的制造，使所述顶盖能够盖合所述电池壳，所述顶盖在预设位置安装正、负极柱，所述正、负极柱分别设有带折叠翼的连接片；

预设数量所述卷芯的正、负极耳分别与所对应的所述连接片的折叠翼进行焊接；

沿所述折叠翼与正、负极耳各自连接处，相向进行折叠或折弯，并固定；

所述正、负极耳折弯后，进行成形工艺组装。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电池极片两侧模切出正、负极耳后，对所述电池极片进行清洗和除水工艺处理，再将所述电池极片绕卷成型电池的卷芯。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述除水工艺处理为负压的密封环境中，通过抽真空法进行除水。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述顶盖成形后，底面贴合有绝缘垫，以形成顶盖与卷芯之间的绝缘层。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述连接片一体式设置有弹性下襟，其用于与焊接设置的定位，避免对裸电芯和极耳的拉扯。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述连接片表面且沿中心线放线设置有防变形的加强筋。

7.一种锂离子电池，其特征在于，根据权利要求1至6任意一项所述的方法制备而成。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，包括壳体和能够盖合所述壳体的顶盖，所述壳体内放置多个卷芯，所述卷芯两侧分别设置有正、负极耳，其中：

所述顶盖上对称设置有正、负极柱，所述正、负极柱分别安装有两侧边带折叠翼的连接片，所述折叠翼与位置相对应的所述正、负极耳部分重合方式或完全重合方式固定连接。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述顶盖底面设置有绝缘件，在所述顶盖与卷芯之间的形成绝缘层。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述连接片一体式设置有弹性下襟，其用于与焊接设置的定位，避免对裸电芯和极耳的拉扯；

所述连接片中心线位置设置有孔，配和固定件以对折叠后的折叠翼进行固定。

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