发明内容
本发明提供一种动力电池及动力电池的焊接方法,以解决现有技术的不足。
为实现上述目的,本发明提供以下的技术方案:
第一方面,本发明实施例提供一种动力电池,包括裸电芯和与所述裸电芯连接的顶盖,所述裸电芯包括正极片、负极片和隔离膜,所述顶盖的两端分别设置有焊接支架,所述正极片上设置有未涂覆正极活性物质的区域,所述负极片上设置有未涂覆负极活性物质的区域;
所述正极片、负极片和隔离膜卷绕或者叠片设置,所述未涂覆正极活性物质的区域位于所述裸电芯的一侧且向两侧展开形成正极极耳,所述未涂覆负极活性物质的区域位于所述裸电芯的另一侧且向两侧展开形成负极极耳;
其中一个所述焊接支架与所述正极极耳直接连接或间接连接,另一个所述焊接支架与所述负极极耳直接连接或间接连接。
进一步地,所述动力电池中,所述焊接支架通过激光焊接与所述正极极耳或所述负极极耳连接。
进一步地,所述动力电池中,所述未涂覆正极活性物质的区域为铝箔,所述未涂覆负极活性物质的区域为铜箔。
进一步地,所述动力电池中,与所述正极极耳接的焊接支架由铝材料制成,与所述负极极耳连接的焊接支架由铜材料制成。
进一步地,所述动力电池中,所述焊接支架的厚度为0.1-3mm。
进一步地,所述动力电池中,所述未涂覆正极活性物质的区域和所述未涂覆负极活性物质的区域的宽度均为0.2-50mm。
进一步地,所述动力电池中,所述正极极耳远离所述裸电芯的一面与对应的所述焊接支架的内侧贴合;
所述负极极耳远离所述裸电芯的一面与对应的所述焊接支架的内侧贴合。
进一步地,所述动力电池中,所述焊接支架为平板状;或,所述焊接支架的内侧为平面状。
进一步地,所述动力电池中,所述间接连接为所述正极极耳、所述负极极耳分别与所述焊接支架之间设置有保护片。
进一步地,所述动力电池中,向两侧展开后的所述正极极耳位于同一竖直平面;
向两侧展开后的所述负极极耳位于同一竖直平面。
进一步地,所述动力电池中,所述正极极耳与所述电芯之间的角度呈90°;
所述负极极耳与所述电芯之间的角度呈90°。
第二方面,本发明实施例提供一种动力电池的焊接方法,所述方法包括:
将裸电芯一侧的未涂覆正极活性物质的区域向两侧展开的正极极耳,以及将裸电芯另一侧的未涂覆负极活性物质的区域向两侧展开的负极极耳;
分别对所述正极极耳和所述负极极耳进行压平整形;
将压平整形后的所述正极极耳和所述负极极耳分别与对应的焊接支架内侧贴合,并焊接在一起。
进一步地,所述动力电池的焊接方法中,所述将压平整形后的所述正极极耳和所述负极极耳分别与对应的焊接支架内侧贴合,并焊接在一起的步骤包括:
将压平整形后的所述正极极耳和所述负极极耳分别与对应的焊接支架内侧贴合;
通过激光穿透所述正极极耳,以将所述正极极耳焊接到对应的焊接支架上,以及通过激光穿透所述负极极耳,以将所述负极极耳焊接到对应的焊接支架上;
或者,
将压平整形后的所述正极极耳和所述负极极耳分别与对应的焊接支架内侧贴合;
通过激光穿透与所述正极极耳对应的焊接支架,以将所述正极极耳焊接到对应的焊接支架上,以及通过激光穿透与所述负极极耳对应的焊接支架,以将所述负极极耳焊接到对应的焊接支架上。
进一步地,所述动力电池的焊接方法中,在所述将压平整形后的所述正极极耳和所述负极极耳分别与对应的焊接支架内侧贴合,并焊接在一起的步骤之后,所述方法还包括:
对焊接位置进行吸尘。
进一步地,所述动力电池的焊接方法中,在所述对焊接位置进行吸尘的步骤之后,所述方法还包括:
在焊接位置涂覆一层绝缘胶。
进一步地,所述动力电池的焊接方法中,在所述分别对所述正极极耳和所述负极极耳进行压平整形的步骤之后,所述方法还包括:
分别对压平整形后的所述正极极耳和所述负极极耳进行夹紧。
进一步地,所述动力电池的焊接方法中,所述将压平整形后的所述正极极耳和所述负极极耳分别与对应的焊接支架内侧贴合,并焊接在一起的步骤包括:
将压平整形后的所述正极极耳和所述负极极耳分别通过保护片与对应的焊接支架内侧贴合,并焊接在一起。
本发明实施例提供的一种动力电池及动力电池的焊接方法,通过将正极片向两侧展开形成正极极耳和将负极片向两侧展开形成负极极耳,并分别与顶盖上的焊接支架连接,不仅可以减少电池模切过程中切掉部分极耳的生产工序,从而避免了生产过程中产生的材料浪费,在一定程度上降低了生产成本,而且还有利于增大电池能量密度,应用前景广阔。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
此外,术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作,以此不能理解为本发明的限制。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
有鉴于上述现有的动力电池结构技术存在的缺陷,本申请人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识,并配合学理的运用,积极加以研究创新,以希望创设能够解决现有技术中缺陷的技术,使得动力电池结构更具有实用性。经过不断的研究、设计,并经过反复试作样品及改进后,终于创设出确具实用价值的本发明。
请参考图1~8,本发明实施例提供一种动力电池,包括裸电芯10和与所述裸电芯10连接的顶盖20,所述裸电芯10包括正极片11、负极片12和隔离膜,所述顶盖20的两端分别设置有焊接支架30,所述正极片11上设置有未涂覆正极活性物质的区域13,示例性的,所述未涂覆正极活性物质的区域13可以设置在所述正极片11的一侧边上且呈条形,所述负极片12上设置有未涂覆负极活性物质的区域14,示例性的,所述未涂覆负极活性物质的区域14可以设置在所述负极片12的一侧边上且呈条形;
所述正极片11、负极片12和隔离膜卷绕或者叠片设置,所述未涂覆正极活性物质的区域13位于所述裸电芯10的一侧且向两侧展开形成正极极耳131,所述未涂覆负极活性物质的区域14位于所述裸电芯10的另一侧且向两侧展开形成负极极耳141;
其中一个所述焊接支架30与所述正极极耳131直接连接或间接连接,另一个所述焊接支架30与所述负极极耳141直接连接或间接连接。
优选的,所述间接连接为所述正极极耳131、所述负极极耳141分别与所述焊接支架30之间设置有保护片。
在本实施例中,所述未涂覆正极活性物质的区域13向两侧展开时,示例性的可以是对称的一分为二,即分成两个正极极耳131,所述未涂覆负极活性物质的区域14同理。当然也还可以分为N个,不作限定。
需要说明的是,本实施例在正极片11和负极片12上设置极耳的方式与常规的不同,在本实施例中,正极片11和负极片12被制成了如图4所示的形状,即,在正极片11的一侧边设置条形的未涂覆正极活性物质的区域13,而在所述负极片12的一侧边上设置条形的未涂覆负极活性物质的区域14,未涂覆正极活性物质的区域13和未涂覆负极活性物质的区域14的宽度可为0.2-50mm。
在本实施例中,卷绕或者叠片设置完成后得到的裸电芯10后,所述未涂覆正极活性物质的区域13和所述未涂覆负极活性物质的区域14分别位于所述裸电芯10的左右两侧。由于需要与顶盖20上的焊接支架30焊接,所以所述未涂覆正极活性物质的区域13和所述未涂覆负极活性物质的区域14都需要对称切割,分为两部分,即两侧正极极耳131和两侧负极极耳141,这两侧正极极耳131和两侧负极极耳141分别需要沿切割位置向左右两侧展开,使未涂覆正极活性物质的区域13和所述未涂覆负极活性物质的区域14分别与顶盖20上的焊接支架30紧密接触。
优选的,所述未涂覆正极活性物质的区域13选型为铝箔,所述未涂覆负极活性物质的区域14选型为铜箔。
在本实施例中,所述焊接支架30通过激光焊接与两个所述正极极耳131或两个所述负极极耳141连接。
示例性的,以两个所述正极极耳131与所述焊接支架30激光焊接为例(两个所述负极极耳141同理),首先采用工装将压平整形过的两个所述正极极耳131和顶盖20上对应的所述焊接支架30贴合,然后用激光将两者进行焊接连接。焊接时,其中一种方式是激光穿透两个所述正极极耳131,然后将两个所述正极极耳131焊接到顶盖20上相应的焊接支架30上;另一种方式是激光穿透顶盖20上的焊接支架30,然后将顶盖20上的焊接支架30和对应的两个所述正极极耳131焊接到一起。
在本实施例中,与所述正极极耳131连接的焊接支架30由铜材料制成,与所述负极极耳141连接的焊接支架30由铝材料制成。
优选的,所述焊接支架30的厚度为0.1-3mm。
需要说明的是,所述顶盖20上还将设置有注液孔、极柱等,但由于不是本方案设计的重点,在此不做深入的阐述。
在本实施例中,两个所述正极极耳131远离所述裸电芯10的一面与对应的所述焊接支架30的内侧贴合;
两个所述负极极耳141远离所述裸电芯10的一面与对应的所述焊接支架30的内侧贴合。
优选的,所述焊接支架为平板状;或,所述焊接支架的内侧为平面状,这样可增加所述正极极耳131、负极极耳141与所述焊接支架30的接触面,便于焊接,防止虚焊。
在本实施例中,向两侧展开后的所述正极极耳131位于同一竖直平面;同样的,向两侧展开后的所述负极极耳141也位于同一竖直平面。
示例性的,比如所述正极极耳131与所述电芯10之间的角度呈90°,所述负极极耳141与所述电芯10之间的角度也呈90°。
需要说明的是,所述正极极耳131、所述负极极耳141分别与所述电芯10之间的角度虽然可以是任意角度值,但优选为接近90°的角度值,尤其以90°为最佳,这样设置的目的在于可以减少长度方向占用的空间,以增加一定体积下的能量密度,同时也便于焊接,能够保证焊接的质量。
尽管本文中较多的使用了裸电芯、顶盖、正极片、负极片等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
本发明实施例提供的一种动力电池,通过将正极片上向两侧展开形成正极极耳和将负极片向两侧展开形成负极极耳,并分别与顶盖上的焊接支架连接,不仅可以减少电池模切过程中切掉部分极耳的生产工序,从而避免了生产过程中产生的材料浪费,在一定程度上降低了生产成本,而且还有利于增大电池能量密度,应用前景广阔。
实施例二
请参阅图9,图9为本发明实施例二提供的一种动力电池的焊接方法的流程示意图。具体方法步骤如下:
S201、将裸电芯一侧的未涂覆正极活性物质的区域向两侧展开形成正极极耳,以及将裸电芯另一侧的未涂覆负极活性物质的区域向两侧展开形成负极极耳。
需要说明的是,未涂覆正极活性物质的区域和未涂覆负极活性物质的区域向两侧展开时可以是对称的一分为二,且一分为二的位置可位于对称的折弯角上。
S202、分别对所述正极极耳和所述负极极耳进行压平整形。
需要说明的是,在焊接前,本实施例需要先采用工装将两个所述正极极耳和两个所述负极极耳压平整形,也可采用超声波先将两个所述正极极耳和两个所述负极极耳进行预焊。
优选的,在所述步骤S202之后,所述方法还包括:
分别对压平整形后的所述正极极耳和所述负极极耳进行夹紧。
需要说明的是,实质上,在压平整形后还需要采用压装工具对正极极耳和负极极耳进行夹紧。夹紧的目的是为了在焊接时,不让正极极耳和负极极耳发生散开,也为了不让正极极耳和负极极耳晃动。夹紧一般是通过上下压合的方式把成堆的极耳夹紧,对于压装工具的选型来说,只要满足与极耳接触夹紧面,不覆盖到极耳的焊接面这个条件就行。
S203、将压平整形后的所述正极极耳和所述负极极耳分别与对应的焊接支架内侧贴合,并焊接在一起。
需要说明的是,上述步骤S203中所述正极极耳和所述负极极耳与各自对应的焊接支架的内侧的贴合是直接贴合,但实际上还可以是间接贴合,即所述正极极耳和所述负极极耳分别通过保护片(数量不作限定)与对应的焊接支架内侧贴合,然后再焊接在一起。
优选的,所述步骤S203还可以进一步包括:
将压平整形后的两个所述正极极耳和两个所述负极极耳分别与对应的焊接支架内侧贴合;
通过激光穿透两个所述正极极耳,以将两个所述正极极耳焊接到对应的焊接支架上,以及通过激光穿透两个所述负极极耳,以将两个所述负极极耳焊接到对应的焊接支架上;
或者,
将压平整形后的两个所述正极极耳和两个所述负极极耳分别与对应的焊接支架内侧贴合;
通过激光穿透与两个所述正极极耳对应的焊接支架,以将两个所述正极极耳焊接到对应的焊接支架上,以及通过激光穿透与两个所述负极极耳对应的焊接支架,以将两个所述负极极耳焊接到对应的焊接支架上。
优选的,在所述步骤S203之后,所述方法还包括:
对焊接位置进行吸尘。
需要说明的是,在焊接完成后采用吸尘装置对焊接位置吸尘,以清除表面焊渣。另外,焊接完成后也将按照正常生产工艺操作,包绝缘片,入壳,注液等,但由于不是本方案设计的重点,在此不做深入的阐述。
优选的,在所述对焊接位置进行吸尘的步骤之后,所述方法还包括:
在焊接位置涂覆一层绝缘胶。
需要说明的是,在焊接位置涂覆一层绝缘胶可以防止焊渣颗粒掉入电芯内部,从而避免威胁到电芯的安全及影响使用寿命。
本发明实施例提供的一种动力电池的焊接方法,通过将正极片上向两侧展开形成正极极耳和将负极片向两侧展开形成负极极耳,并分别与顶盖上的焊接支架连接,不仅可以减少电池模切过程中切掉部分极耳的生产工序,从而避免了生产过程中产生的材料浪费,在一定程度上降低了生产成本,而且还有利于增大电池能量密度,应用前景广阔。
至此,以说明和描述的目的提供上述实施例的描述。不意指穷举或者限制本公开。特定的实施例的单独元件或者特征通常不受到特定的实施例的限制,但是在适用时,即使没有具体地示出或者描述,其可以互换和用于选定的实施例。在许多方面,相同的元件或者特征也可以改变。这种变化不被认为是偏离本公开,并且所有的这种修改意指为包括在本公开的范围内。
提供示例实施例,从而本公开将变得透彻,并且将会完全地将该范围传达至本领域内技术人员。为了透彻理解本公开的实施例,阐明了众多细节,诸如特定零件、装置和方法的示例。显然,对于本领域内技术人员,不需要使用特定的细节,示例实施例可以以许多不同的形式实施,而且两者都不应当解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中,不对公知的工序、公知的装置结构和公知的技术进行详细地描述。
在此,仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇,并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示,在此使用的单数形式“一个”和“该”可以意指为也包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包括在内的意思,并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序,在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是,可以采用附加的或者可选择的步骤。
当元件或者层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个元件或层,其可以是直接在另一个元件或者层上、与另一个元件或层接合、连接到或者联接到另一个元件或层,也可以存在介于其间的元件或者层。与此相反,当元件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件或层,则可能不存在介于其间的元件或者层。其他用于描述元件关系的词应当以类似的方式解释(例如,“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所罗列的项目的一个或以上的任一和所有的组合。虽然此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各种的元件、组件、区域、层和/或部分,这些元件、组件、区域、层和/或部分不受到这些术语的限制。这些术语可以只用于将一个元件、组件、区域或部分与另一个元件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示,在此使用诸如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或者次序。因此,在下方论述的第一元件、组件、区域、层或者部分可以采用第二元件、组件、区域、层或者部分的术语而不脱离该示例实施例的教导。
空间的相对术语,诸如“内”、“外”、“在下面”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等,在此可出于便于描述的目的使用,以描述如图中所示的一个元件或者特征和另外一个或多个元件或者特征之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描绘的取向之外该装置的不同的取向。例如如果翻转该图中的装置,则描述为“在其他元件或者特征的下方”或者“在元件或者特征的下面”的元件将取向为“在其他元件或者特征的上方”。因此,示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或者其他取向)并且以此处的空间的相对描述解释。