CN113745640A - 一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺 - Google Patents

一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN113745640A
CN113745640A CN202110850870.8A CN202110850870A CN113745640A CN 113745640 A CN113745640 A CN 113745640A CN 202110850870 A CN202110850870 A CN 202110850870A CN 113745640 A CN113745640 A CN 113745640A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
negative
positive
shell
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202110850870.8A
Other languages
English (en)
Inventor
韩永斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan Lilong Battery Technology Co ltd
Original Assignee
Dongguan Lilong Battery Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan Lilong Battery Technology Co ltd filed Critical Dongguan Lilong Battery Technology Co ltd
Priority to CN202110850870.8A priority Critical patent/CN113745640A/zh
Publication of CN113745640A publication Critical patent/CN113745640A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/152—Lids or covers characterised by their shape for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明公开了一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺，包括壳体、圆弧槽、卷芯、正极集流体、负极集流体、正极弹性垫片、负极弹性垫片、正极盖帽和负极盖帽，加工工艺，包括步骤一，配料；步骤二，涂布；步骤三，辊压分切；步骤四，激光模切；步骤五，卷绕组装；步骤六，底部焊接；步骤七，辊槽；步骤八，电芯烘烤；步骤九，注液；步骤十，焊盖帽；步骤十一，化成；包括壳体、圆弧槽、卷芯、正极弹性垫片、负极弹性垫片、正极盖帽和负极盖帽，该发明安全、可靠，通过正极弹性垫片、负极弹性垫片和圆弧槽的配合使用，将电芯稳定的固定在电池壳体内，防止因震动使电芯与电池壳体之间产生碰撞造成的损坏。

Description

一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体为一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺。
背景技术
锂离子电池因为具有高比能量、无记忆效应等优点，近年来得到飞速发展，高功率型锂离子电池属于锂离子电池的一个细分领域，主要应用于无人机、启动电源、混合动力车、功率型UPS等领域；现有的软包锂离子电池由于去固有特性对于一些环境长期处于高温的应用场景有明显的缺点，容易产生鼓胀、软包装由于封口原因容易导致内腐蚀等，因而大大限制了其应用；现有的圆柱多极耳工艺流程较为复杂，生产效率较低，特别是多极耳方式不能实现大规模自动化生产，需要有部分手工工序进行辅助才能实现，产品品质及其一致性较难控制；现有的全极耳圆柱锂离子电池的工艺可以实现全自动化生产，工艺效率非常高，但是由于卷芯两端被不能渗透电解液的箔材完全封闭，其生产过程中极片对电解液的吸收非常困难，并且在顶部和底部焊接工序前有一个揉捏极耳的工艺，该工艺容易对极片造成不可逆损伤引起内部短路等安全隐患，揉捏过程中还容易产生铝屑、铜屑的金属粉尘，对于电池的自放电有较大影响；基于以上各技术的缺陷，现如今发明出一种圆柱锂离子电池及加工工艺是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺，以解决上述背景技术中提出容易导致内腐蚀、工艺较为复杂以及极片对电解液吸收困难的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高功率圆柱锂离子电池，包括壳体、圆弧槽、卷芯、正极集流体、负极集流体、正极弹性垫片、负极弹性垫片、正极盖帽和负极盖帽，所述壳体上设置有圆弧槽，壳体内设置有卷芯，壳体的一端内部设置有正极集流体，壳体的另一端内部设置有负极集流体，壳体的一端设置有正极盖帽，壳体的另一端设置有负极盖帽。
优选的，所述壳体的一端内部对应正极集流体的一侧设置有正极弹性垫片，壳体的另一端内部对应负极集流体的一侧设置有负极弹性垫片。
优选的，所述卷芯由正极片、负极片和隔膜组成。
一种高功率圆柱锂离子电池的加工工艺，包括步骤一，配料；步骤二，涂布；步骤三，辊压分切；步骤四，激光模切；步骤五，卷绕组装；步骤六，底部焊接；步骤七，辊槽；步骤八，电芯烘烤；步骤九，注液；步骤十，焊盖帽；步骤十一，化成；
其中上述步骤一中，将重量份数分别为3-5份的纳米级磷酸铁锂和6-15份的微米级磷酸铁锂混合，制成正极活性物质，将制成的重量份数分别为80-95份的正极活性物质和1-10份的粘合剂、1-10份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成正极浆料；将重量份数分别为80-95份的负极活性物质、1-10份的粘合剂和1-10份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成负极浆料；将电解质锂盐和非水溶剂混合制成电解液；
其中上述步骤二中，首先，将步骤一中制得的正极浆料涂布在铝箔的两面，烘干后制得正电极，然后将步骤一中制得的负极浆料涂布在铜箔的两面，烘干后制得负电极；
其中上述步骤三中，将步骤二中制得的正极片和负极片进行辊压，使活性物质、导电剂、粘结剂及集流体接触紧密，然后把正极片和负极片切开成小卷；然后将隔膜分切成要求尺寸；
其中上述步骤四中，对步骤三中分切后的极片进行激光模切，保证电芯卷绕后模切极耳基本处于卷芯同一个半圆周之内，激光模切通过程序设置不同位置其模切极耳尺寸不完全相同；
其中上述步骤五中，将将制造好的正极片、隔膜和负极片相互对应卷绕成形，并将制得的卷芯两侧留有留白，作为正极极耳和负极极耳，然后将卷芯组装入壳体中；
其中上述步骤六中，将激光焊接的激光束通过卷芯卷绕的中心孔位置穿透负极焊接位与负极集流体以及壳体底部焊接，然后将正极焊接位与正极集流体进行激光焊接；
其中上述步骤七中，采用辊槽机对壳体进行辊槽，使在辊槽处形成一个向内凹的圆弧槽；
其中上述步骤八中，打开烘烤总电源开关、真空阀门和压缩气阀门；进入手动操作界面；启动烘烤箱加热按扭，烘烤箱加温；电芯烘烤前提前2h以上对所用烘烤箱进行加温，减少电芯放入烘烤后加温时间；
其中上述步骤九中，将电解液通过定量泵注入密封腔室内，将电池放入注液室，然后真空泵对注液室抽真空，电池内部也形成了真空环境，然后注液嘴插入电池注液口，打开电解液注入阀，同时用氮气加压电解液腔室至0.2-1.0Mpa，保压一定时间，注液室再放气到常压，最后静置12-36h，从而让电解液与电池正负材料和隔膜充分浸润；
其中上述步骤十中，将正极盖帽压在步骤七中辊槽而成的圆弧槽上，使圆弧面与正极盖帽的密封圈接触，进行封口，使台阶面与密封圈挤压，形成密封，然后对锂离子电池进行激光焊接正极盖帽；圆弧槽下面与电池的电芯接触，并有一定的挤压，限制电芯上下移动；
其中上述步骤十一中，用专用的电池充放电设备对成品电池进行小电流预充电一定的电量，再在一定的温度下经过老化处理，再用小电流化成，在负电极表面形成保护模，然后放置数周后，再作放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，再进行分容、检验、包装入库。
优选的，所述步骤二中，铜箔厚度为10μm，铝箔厚度为16μm；负极涂覆宽度为58mm，正极涂覆宽度为56mm；涂布走速为10m/min。
优选的，所述步骤三中，辊压速度为25-30m/min。
优选的，所述步骤六中，激光焊接功率为700-800W。
优选的，所述步骤八中，首先进入烘箱的主操作界面，按手动操作、进入手动操作界面；选择抽真空，先对烘箱进行试抽真空，真空达到-90KPA时，充氮气，以检验设备抽真空及充氮气运行是否正常，若出现真空达不到及其它异常时，立即通知设备人员检修处理；电芯烘烤温度为80-90℃；电芯真空烘烤参数为真空度-90KPA；电芯烘烤时间为24-48h，烘烤时间根据电芯大小而定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该发明安全、可靠，通过正极弹性垫片、负极弹性垫片和圆弧槽的配合使用，将电芯稳定的固定在电池壳体内，防止因震动使电芯与电池壳体之间产生碰撞造成的损坏；通过极片激光模切多极耳和底部激光焊接的工艺，不产生金属粉末，减少了对极片造成损伤，且利于极片对电解液的吸收，该发明的加工工艺简单、全面，利于推广。
附图说明
图1为本发明的整体分解结构示意图；
图2为本发明卷芯的立体剖切结构示意图；
图3为本发明的工艺流程图；
图中：1、壳体；2、圆弧槽；3、卷芯；4、正极集流体；5、负极集流体；6、正极弹性垫片；7、负极弹性垫片；8、正极盖帽；9、负极盖帽；31、正极片；32、负极片；33、隔膜。
具体实施方式
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，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。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供的一种实施例：一种高功率圆柱锂离子电池，包括壳体1、圆弧槽2、卷芯3、正极集流体4、负极集流体5、正极弹性垫片6、负极弹性垫片7、正极盖帽8和负极盖帽9，壳体1上设置有圆弧槽2，壳体1内设置有卷芯3，壳体1的一端内部设置有正极集流体4，壳体1的另一端内部设置有负极集流体5，壳体1的一端设置有正极盖帽8，壳体1的另一端设置有负极盖帽9；壳体1的一端内部对应正极集流体4的一侧设置有正极弹性垫片6，壳体1的另一端内部对应负极集流体5的一侧设置有负极弹性垫片7；卷芯3由正极片31、负极片32和隔膜33组成。
请参阅图3，本发明提供的一种实施例：
实施例1：
一种高功率圆柱锂离子电池的加工工艺，包括步骤一，配料；步骤二，涂布；步骤三，辊压分切；步骤四，激光模切；步骤五，卷绕组装；步骤六，底部焊接；步骤七，辊槽；步骤八，电芯烘烤；步骤九，注液；步骤十，焊盖帽；步骤十一，化成；
其中上述步骤一中，将重量份数分别为3份的纳米级磷酸铁锂和15份的微米级磷酸铁锂混合，制成正极活性物质，将制成的重量份数分别为80份的正极活性物质和2份的粘合剂、2份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成正极浆料；将重量份数分别为80份的负极活性物质、2份的粘合剂和2份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成负极浆料；将电解质锂盐和非水溶剂混合制成电解液；
其中上述步骤二中，首先，将步骤一中制得的正极浆料涂布在铝箔的两面，烘干后制得正电极，然后将步骤一中制得的负极浆料涂布在铜箔的两面，烘干后制得负电极，铜箔厚度为10μm，铝箔厚度为16μm；负极涂覆宽度为58mm，正极涂覆宽度为56mm；涂布走速为10m/min；
其中上述步骤三中，将步骤二中制得的正极片31和负极片32进行辊压，辊压速度为25-30m/min，使活性物质、导电剂、粘结剂及集流体接触紧密，然后把正极片31和负极片32切开成小卷；然后将隔膜33分切成要求尺寸；
其中上述步骤四中，对步骤三中分切后的极片进行激光模切，保证电芯卷绕后模切极耳基本处于卷芯3同一个半圆周之内，激光模切通过程序设置不同位置其模切极耳尺寸不完全相同；
其中上述步骤五中，将将制造好的正极片31、隔膜33和负极片32相互对应卷绕成形，并将制得的卷芯3两侧留有留白，作为正极极耳和负极极耳，然后将卷芯3组装入壳体1中；
其中上述步骤六中，将激光焊接的激光束通过卷芯3卷绕的中心孔位置穿透负极焊接位与负极集流体5以及壳体1的底部焊接，然后将正极焊接位与正极集流体4进行激光焊接，激光焊接功率为700-800W；
其中上述步骤七中，采用辊槽机对壳体1进行辊槽，使在辊槽处形成一个向内凹的圆弧槽2；
其中上述步骤八中，首先打开烘烤总电源开关、真空阀门和压缩气阀门；进入烘箱的主操作界面，按手动操作、进入手动操作界面；选择抽真空，先对烘箱进行试抽真空，真空达到-90KPA时，充氮气，以检验设备抽真空及充氮气运行是否正常，若出现真空达不到及其它异常时，立即通知设备人员检修处理；电芯烘烤温度为80-90℃；电芯真空烘烤参数为真空度-90KPA；电芯烘烤时间为24-48h，烘烤时间根据电芯大小而定进入手动操作界面；设备抽真空及充氮气运行正常后，启动烘烤箱加热按扭，烘烤箱加温；电芯烘烤前提前2h以上对所用烘烤箱进行加温，减少电芯放入烘烤后加温时间；
其中上述步骤九中，将电解液通过定量泵注入密封腔室内，将电池放入注液室，然后真空泵对注液室抽真空，电池内部也形成了真空环境，然后注液嘴插入电池注液口，打开电解液注入阀，同时用氮气加压电解液腔室至0.2-1.0Mpa，保压一定时间，注液室再放气到常压，最后静置12-36h，从而让电解液与电池正负材料和隔膜33充分浸润；
其中上述步骤十中，将正极盖帽8压在步骤七中辊槽而成的圆弧槽2上，使圆弧面与正极盖帽8的密封圈接触，进行封口，使台阶面与密封圈挤压，形成密封，然后对锂离子电池进行激光焊接正极盖帽8；圆弧槽2下面与电池的电芯接触，并有一定的挤压，限制电芯上下移动；
其中上述步骤十一中，用专用的电池充放电设备对成品电池进行小电流预充电一定的电量，再在一定的温度下经过老化处理，再用小电流化成，在负电极表面形成保护模，然后放置数周后，再作放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，再进行分容、检验、包装入库。
实施例2：
一种高功率圆柱锂离子电池的加工工艺，包括步骤一，配料；步骤二，涂布；步骤三，辊压分切；步骤四，激光模切；步骤五，卷绕组装；步骤六，底部焊接；步骤七，辊槽；步骤八，电芯烘烤；步骤九，注液；步骤十，焊盖帽；步骤十一，化成；
其中上述步骤一中，将重量份数分别为4份的纳米级磷酸铁锂和12份的微米级磷酸铁锂混合，制成正极活性物质，将制成的重量份数分别为90份的正极活性物质和5份的粘合剂、5份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成正极浆料；将重量份数分别为90份的负极活性物质、5份的粘合剂和5份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成负极浆料；将电解质锂盐和非水溶剂混合制成电解液；
其中上述步骤二中，首先，将步骤一中制得的正极浆料涂布在铝箔的两面，烘干后制得正电极，然后将步骤一中制得的负极浆料涂布在铜箔的两面，烘干后制得负电极，铜箔厚度为10μm，铝箔厚度为16μm；负极涂覆宽度为58mm，正极涂覆宽度为56mm；涂布走速为10m/min；
其中上述步骤三中，将步骤二中制得的正极片31和负极片32进行辊压，辊压速度为25-30m/min，使活性物质、导电剂、粘结剂及集流体接触紧密，然后把正极片31和负极片32切开成小卷；然后将隔膜33分切成要求尺寸；
其中上述步骤四中，对步骤三中分切后的极片进行激光模切，保证电芯卷绕后模切极耳基本处于卷芯3同一个半圆周之内，激光模切通过程序设置不同位置其模切极耳尺寸不完全相同；
其中上述步骤五中，将将制造好的正极片31、隔膜33和负极片32相互对应卷绕成形，并将制得的卷芯3两侧留有留白，作为正极极耳和负极极耳，然后将卷芯3组装入壳体1中；
其中上述步骤六中，将激光焊接的激光束通过卷芯3卷绕的中心孔位置穿透负极焊接位与负极集流体5以及壳体1的底部焊接，然后将正极焊接位与正极集流体4进行激光焊接，激光焊接功率为700-800W；
其中上述步骤七中，采用辊槽机对壳体1进行辊槽，使在辊槽处形成一个向内凹的圆弧槽2；
其中上述步骤八中，首先打开烘烤总电源开关、真空阀门和压缩气阀门；进入烘箱的主操作界面，按手动操作、进入手动操作界面；选择抽真空，先对烘箱进行试抽真空，真空达到-90KPA时，充氮气，以检验设备抽真空及充氮气运行是否正常，若出现真空达不到及其它异常时，立即通知设备人员检修处理；电芯烘烤温度为80-90℃；电芯真空烘烤参数为真空度-90KPA；电芯烘烤时间为24-48h，烘烤时间根据电芯大小而定进入手动操作界面；设备抽真空及充氮气运行正常后，启动烘烤箱加热按扭，烘烤箱加温；电芯烘烤前提前2h以上对所用烘烤箱进行加温，减少电芯放入烘烤后加温时间；
其中上述步骤九中，将电解液通过定量泵注入密封腔室内，将电池放入注液室，然后真空泵对注液室抽真空，电池内部也形成了真空环境，然后注液嘴插入电池注液口，打开电解液注入阀，同时用氮气加压电解液腔室至0.2-1.0Mpa，保压一定时间，注液室再放气到常压，最后静置12-36h，从而让电解液与电池正负材料和隔膜33充分浸润；
其中上述步骤十中，将正极盖帽8压在步骤七中辊槽而成的圆弧槽2上，使圆弧面与正极盖帽8的密封圈接触，进行封口，使台阶面与密封圈挤压，形成密封，然后对锂离子电池进行激光焊接正极盖帽8；圆弧槽2下面与电池的电芯接触，并有一定的挤压，限制电芯上下移动；
其中上述步骤十一中，用专用的电池充放电设备对成品电池进行小电流预充电一定的电量，再在一定的温度下经过老化处理，再用小电流化成，在负电极表面形成保护模，然后放置数周后，再作放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，再进行分容、检验、包装入库。
实施例3：
一种高功率圆柱锂离子电池的加工工艺，包括步骤一，配料；步骤二，涂布；步骤三，辊压分切；步骤四，激光模切；步骤五，卷绕组装；步骤六，底部焊接；步骤七，辊槽；步骤八，电芯烘烤；步骤九，注液；步骤十，焊盖帽；步骤十一，化成；
其中上述步骤一中，将重量份数分别为5份的纳米级磷酸铁锂和8份的微米级磷酸铁锂混合，制成正极活性物质，将制成的重量份数分别为95份的正极活性物质和8份的粘合剂、8份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成正极浆料；将重量份数分别为95份的负极活性物质、8份的粘合剂和8份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成负极浆料；将电解质锂盐和非水溶剂混合制成电解液；
其中上述步骤二中，首先，将步骤一中制得的正极浆料涂布在铝箔的两面，烘干后制得正电极，然后将步骤一中制得的负极浆料涂布在铜箔的两面，烘干后制得负电极，铜箔厚度为10μm，铝箔厚度为16μm；负极涂覆宽度为58mm，正极涂覆宽度为56mm；涂布走速为10m/min；
其中上述步骤三中，将步骤二中制得的正极片31和负极片32进行辊压，辊压速度为25-30m/min，使活性物质、导电剂、粘结剂及集流体接触紧密，然后把正极片31和负极片32切开成小卷；然后将隔膜33分切成要求尺寸；
其中上述步骤四中，对步骤三中分切后的极片进行激光模切，保证电芯卷绕后模切极耳基本处于卷芯3同一个半圆周之内，激光模切通过程序设置不同位置其模切极耳尺寸不完全相同；
其中上述步骤五中，将将制造好的正极片31、隔膜33和负极片32相互对应卷绕成形，并将制得的卷芯3两侧留有留白，作为正极极耳和负极极耳，然后将卷芯3组装入壳体1中；
其中上述步骤六中，将激光焊接的激光束通过卷芯3卷绕的中心孔位置穿透负极焊接位与负极集流体5以及壳体1的底部焊接，然后将正极焊接位与正极集流体4进行激光焊接，激光焊接功率为700-800W；
其中上述步骤七中，采用辊槽机对壳体1进行辊槽，使在辊槽处形成一个向内凹的圆弧槽2；
其中上述步骤八中，首先打开烘烤总电源开关、真空阀门和压缩气阀门；进入烘箱的主操作界面，按手动操作、进入手动操作界面；选择抽真空，先对烘箱进行试抽真空，真空达到-90KPA时，充氮气，以检验设备抽真空及充氮气运行是否正常，若出现真空达不到及其它异常时，立即通知设备人员检修处理；电芯烘烤温度为80-90℃；电芯真空烘烤参数为真空度-90KPA；电芯烘烤时间为24-48h，烘烤时间根据电芯大小而定进入手动操作界面；设备抽真空及充氮气运行正常后，启动烘烤箱加热按扭，烘烤箱加温；电芯烘烤前提前2h以上对所用烘烤箱进行加温，减少电芯放入烘烤后加温时间；
其中上述步骤九中，将电解液通过定量泵注入密封腔室内，将电池放入注液室，然后真空泵对注液室抽真空，电池内部也形成了真空环境，然后注液嘴插入电池注液口，打开电解液注入阀，同时用氮气加压电解液腔室至0.2-1.0Mpa，保压一定时间，注液室再放气到常压，最后静置12-36h，从而让电解液与电池正负材料和隔膜33充分浸润；
其中上述步骤十中，将正极盖帽8压在步骤七中辊槽而成的圆弧槽2上，使圆弧面与正极盖帽8的密封圈接触，进行封口，使台阶面与密封圈挤压，形成密封，然后对锂离子电池进行激光焊接正极盖帽8；圆弧槽2下面与电池的电芯接触，并有一定的挤压，限制电芯上下移动；
其中上述步骤十一中，用专用的电池充放电设备对成品电池进行小电流预充电一定的电量，再在一定的温度下经过老化处理，再用小电流化成，在负电极表面形成保护模，然后放置数周后，再作放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，再进行分容、检验、包装入库。
各实施例所得的产品性质对比如下表：
Figure BDA0003182452290000111
基于上述，相较于传统的高功率圆柱锂离子电池及加工工艺，该发明通过电池壳体上的圆弧槽和电池壳体内部设置有正极弹性垫片和负极弹性垫片的配合，提高了电芯在电池壳体内的稳定性，防止因震动使电芯与电池壳体之间产生碰撞造成的损坏；极片激光模切多极耳和底部激光焊接的工艺的使用，代替了现有的揉平工艺，不产生金属粉末，减少了对极片造成损伤，且利于极片对电解液的吸收，该发明实现了高功率圆柱锂离子电池的自动化生产，解决了高功率圆柱锂离子电芯浮充状态析锂问题，提升了电芯注液过程的吸液速率，该发明工艺简单、全面，利于推广。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种高功率圆柱锂离子电池，包括壳体(1)、圆弧槽(2)、卷芯(3)、正极集流体(4)、负极集流体(5)、正极弹性垫片(6)、负极弹性垫片(7)、正极盖帽(8)和负极盖帽(9)，其特征在于：所述壳体(1)上设置有圆弧槽(2)，壳体(1)内设置有卷芯(3)，壳体(1)的一端内部设置有正极集流体(4)，壳体(1)的另一端内部设置有负极集流体(5)，壳体(1)的一端设置有正极盖帽(8)，壳体(1)的另一端设置有负极盖帽(9)。
2.根据权利要求1所述的一种高功率圆柱锂离子电池，其特征在于：所述壳体(1)的一端内部对应正极集流体(4)的一侧设置有正极弹性垫片(6)，壳体(1)的另一端内部对应负极集流体(5)的一侧设置有负极弹性垫片(7)。
3.根据权利要求1所述的一种高功率圆柱锂离子电池，其特征在于：所述卷芯(3)由正极片(31)、负极片(32)和隔膜(33)组成。
4.一种高功率圆柱锂离子电池的加工工艺，包括步骤一，配料；步骤二，涂布；步骤三，辊压分切；步骤四，激光模切；步骤五，卷绕组装；步骤六，底部焊接；步骤七，辊槽；步骤八，电芯烘烤；步骤九，注液；步骤十，焊盖帽；步骤十一，化成；其特征在于：
其中上述步骤一中，将重量份数分别为3-5份的纳米级磷酸铁锂和6-15份的微米级磷酸铁锂混合，制成正极活性物质，将制成的重量份数分别为80-95份的正极活性物质和1-10份的粘合剂、1-10份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成正极浆料；将重量份数分别为80-95份的负极活性物质、1-10份的粘合剂和1-10份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成负极浆料；将电解质锂盐和非水溶剂混合制成电解液；
其中上述步骤二中，首先，将步骤一中制得的正极浆料涂布在铝箔的两面，烘干后制得正电极，然后将步骤一中制得的负极浆料涂布在铜箔的两面，烘干后制得负电极；
其中上述步骤三中，将步骤二中制得的正极片(31)和负极片(32)进行辊压，使活性物质、导电剂、粘结剂及集流体接触紧密，然后把正极片(31)和负极片(32)切开成小卷；然后将隔膜(33)分切成要求尺寸；
其中上述步骤四中，对步骤三中分切后的极片进行激光模切，保证电芯卷绕后模切极耳基本处于卷芯(3)同一个半圆周之内，激光模切通过程序设置不同位置其模切极耳尺寸不完全相同；
其中上述步骤五中，将将制造好的正极片(31)、隔膜(33)和负极片(32)相互对应卷绕成形，并将制得的卷芯(3)两侧留有留白，作为正极极耳和负极极耳，然后将卷芯组装入壳体(1)中；
其中上述步骤六中，将激光焊接的激光束通过卷芯(3)卷绕的中心孔位置穿透负极焊接位与负极集流体(5)以及壳体(1)底部焊接，然后将正极焊接位与正极集流体(4)进行激光焊接；
其中上述步骤七中，采用辊槽机对壳体(1)进行辊槽，使在辊槽处形成一个向内凹的圆弧槽(2)；
其中上述步骤八中，打开烘烤总电源开关、真空阀门和压缩气阀门；进入手动操作界面；启动烘烤箱加热按扭，烘烤箱加温；电芯烘烤前提前2h以上对所用烘烤箱进行加温，减少电芯放入烘烤后加温时间；
其中上述步骤九中，将电解液通过定量泵注入密封腔室内，将电池放入注液室，然后真空泵对注液室抽真空，电池内部也形成了真空环境，然后注液嘴插入电池注液口，打开电解液注入阀，同时用氮气加压电解液腔室至0.2-1.0Mpa，保压一定时间，注液室再放气到常压，最后静置12-36h，从而让电解液与电池正负材料和隔膜(33)充分浸润；
其中上述步骤十中，将正极盖帽(8)压在步骤七中辊槽而成的圆弧槽(2)上，使圆弧面与正极盖帽(8)的密封圈接触，进行封口，使台阶面与密封圈挤压，形成密封，然后对锂离子电池进行激光焊接正极盖帽(8)；圆弧槽(2)下面与电池的电芯接触，并有一定的挤压，限制电芯上下移动；
其中上述步骤十一中，用专用的电池充放电设备对成品电池进行小电流预充电一定的电量，再在一定的温度下经过老化处理，再用小电流化成，在负电极表面形成保护模，然后放置数周后，再作放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，再进行分容、检验、包装入库。
5.根据权利要求4所述的一种高功率圆柱锂离子电池的加工工艺，其特征在于：所述步骤二中，铜箔厚度为10μm，铝箔厚度为16μm；负极涂覆宽度为58mm，正极涂覆宽度为56mm；涂布走速为10m/min。
6.根据权利要求4所述的一种高功率圆柱锂离子电池的加工工艺，其特征在于：所述步骤三中，辊压速度为25-30m/min。
7.根据权利要求4所述的一种高功率圆柱锂离子电池的加工工艺，其特征在于：所述步骤六中，激光焊接功率为700-800W。
8.根据权利要求4所述的一种高功率圆柱锂离子电池的加工工艺，其特征在于：所述步骤八中，首先进入烘箱的主操作界面，按手动操作、进入手动操作界面；选择抽真空，先对烘箱进行试抽真空，真空达到-90KPA时，充氮气，以检验设备抽真空及充氮气运行是否正常，若出现真空达不到及其它异常时，立即通知设备人员检修处理；电芯烘烤温度为80-90℃；电芯真空烘烤参数为真空度-90KPA；电芯烘烤时间为24-48h，烘烤时间根据电芯大小而定。
CN202110850870.8A 2021-07-27 2021-07-27 一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺 Withdrawn CN113745640A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110850870.8A CN113745640A (zh) 2021-07-27 2021-07-27 一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110850870.8A CN113745640A (zh) 2021-07-27 2021-07-27 一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113745640A true CN113745640A (zh) 2021-12-03

Family

ID=78729208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110850870.8A Withdrawn CN113745640A (zh) 2021-07-27 2021-07-27 一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113745640A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114784447A (zh) * 2022-05-16 2022-07-22 佰凡电池(江苏)有限公司 一种耐高温的新能源锂电池以及加工方法
CN115548415A (zh) * 2022-11-29 2022-12-30 中自环保科技股份有限公司 一种基于全极耳的软包大圆柱电池的组合方法
CN116345030A (zh) * 2023-05-19 2023-06-27 苏州宇量电池有限公司 圆柱电池及其制作方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114784447A (zh) * 2022-05-16 2022-07-22 佰凡电池(江苏)有限公司 一种耐高温的新能源锂电池以及加工方法
CN114784447B (zh) * 2022-05-16 2024-04-09 佰凡电池(江苏)有限公司 一种耐高温的新能源锂电池以及加工方法
CN115548415A (zh) * 2022-11-29 2022-12-30 中自环保科技股份有限公司 一种基于全极耳的软包大圆柱电池的组合方法
CN116345030A (zh) * 2023-05-19 2023-06-27 苏州宇量电池有限公司 圆柱电池及其制作方法
CN116345030B (zh) * 2023-05-19 2023-09-12 苏州宇量电池有限公司 圆柱电池及其制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204834764U (zh) 一种端面焊的圆柱形高倍率锂离子电池
CN113745640A (zh) 一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺
KR101583120B1 (ko) 전지용 전극의 제조 방법
CN108550896B (zh) 一种全极耳卷绕圆柱锂离子电池装配方法
CN201122626Y (zh) 一种叠片式电池的极片及包括该极片的极芯和电池
CN101286577A (zh) 一种大功率的锂离子动力电池
CN102683752B (zh) 一种叠片式锂离子动力电池及其制作方法
CN109585932B (zh) 一种对称电池的制作方法及对称电池
CN109103448B (zh) 一种高容量圆柱软包装锂离子电池及其制造方法
CN103700807B (zh) 一种高电压锂离子电池及其制备方法
CN102347512B (zh) 大容量锂离子电池
CN111244381A (zh) 一种全极耳型纽扣电池及其制造方法
CN108172921B (zh) 软包电池的抽气方法
CN113078366A (zh) 一种软包装锂离子电池原位补锂及电池制造方法
CN102044698B (zh) 一种高功率锂离子电池及其制备方法
CN102800894A (zh) 一种预应力结构的方形锂离子电池
CN110828905A (zh) 一种锂离子电池的制造方法
CN107863487B (zh) 一种锂硫电池正极及其制备方法，锂硫电池电芯及锂硫电池
CN210379299U (zh) 一种高容量三元二次电池防过充的电池
CN112103554A (zh) 一种三电极可修复锂离子电池
CN105355979A (zh) 一种高电压软包锂离子二次电池的化成方法
CN202772198U (zh) 一种预应力结构的方形锂离子电池
CN102751535A (zh) 一种大容量汽车用磷酸铁锂锂离子电池的制备方法
CN202058814U (zh) 一种圆形锂离子电池
CN104638304A (zh) 一种大容量锂离子动力电池极组制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20211203

WW01 Invention patent application withdrawn after publication