CN113851737A - 一种圆柱锂离子电池制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆柱锂离子电池制造方法，通过气管在支撑杆通孔远离极耳的一端吹入惰性气体，通过上料机构将焊接盘安装到支撑杆靠近极耳的一端；在此过程中惰性气使位于焊接盘下方的极耳向远离焊接盘中心方向翻折，进而便于焊接盘的焊接，且焊接盘先与极耳焊接，再与集流盘焊接，通过超声焊接，可有效增大焊接面积，提升电池两端的过流能力。

Description

一种圆柱锂离子电池制造方法
技术领域
本发明涉及锂电池加工工艺技术领域，尤其涉及一种圆柱锂离子电池制造方法。
背景技术
圆柱电池具有能量密度高，PACK模组空间利用率高等一系列优点，因此圆柱电池使用范围更广一些。现有的圆柱电池，在长时间使用由于应力释放导致卷芯内部塌陷断裂，且现有的正极片、负极片和隔膜绕成卷芯后，两边的极耳焊接方式单一。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种圆柱锂离子电池制造方法。
本发明提出的一种圆柱锂离子电池制造方法，包括如下步骤：
S1、用激光在正极极片和负极极片上切出极耳；
S2、将正极极片、负极极片和隔膜缠绕在支撑杆上形成卷芯，支撑杆具有沿其轴向的通孔；
S3、通过气管在支撑杆通孔远离极耳的一端吹入惰性气体，通过上料机构将焊接盘安装到支撑杆靠近极耳的一端；在此过程中惰性气使位于焊接盘下方的极耳向远离焊接盘中心方向翻折；
S4、将极耳全部翻折到焊接焊接盘上，并将极耳焊接到焊接盘上；
S5、将焊接后的卷芯包胶到外壳；
S6、将集流盘焊接在焊接盘上的极耳上，并将盖板焊接在外壳上包覆集流盘。
为了便于后期电解液的浸润，作为本发明进一步优化的方案，步骤S2中的支撑杆1外壁具有连接孔，连接孔与通孔连通。
为了进一步对后期电解液的浸润，作为本发明进一步优化的方案，S4中焊接盘上也开有中间孔，中间孔与支撑杆的通孔连通，S6中集流盘上开有极流通孔，极流通孔与中间孔连通。
作为本发明进一步优化的方案，中间孔孔径小于通孔孔径，进而便于在放置焊接盘时极耳的翻折。
作为本发明进一步优化的方案，焊接盘与卷芯相对的一端面具有向外凸的卡柱，卡柱与通孔匹配。
作为本发明进一步优化的方案，焊接盘与卷芯相对的一端面具有向外凸起的台阶21。
作为本发明进一步优化的方案，S6中集流盘通过超声焊与焊接盘上极耳焊接在一起，通过超声焊接，可有效增大焊接面积，提升电池两端的过流能。
作为本发明进一步优化的方案，S3中的惰性气体为氮气。
本发明中，所提出的圆柱锂离子电池制造方法，相对于现有技术具有如下优点：
1.激光切等距离极耳裁切优点：裁切出的极耳可用于连接极片与极柱的焊接，相对于之前的焊接方式，过流能力有了很大的提升；
2.支撑杆的设置便于卷芯工艺制造，且增大卷芯的强度，防止卷芯塌陷；且支撑杆的设置可以为极耳焊接提供更多的焊接方式；
3.在焊接盘2放置在卷芯的一端过程中在支撑杆的通孔内吹入惰性气体，进而气流将极耳向远离支撑杆通孔方向即外侧偏斜，进而放置焊接盘贴在电芯上，或使极耳发生多个弯折；
4.卷绕后的极耳与焊接盘先焊接，再通过焊接盘与集流盘的超声焊接连接极耳与极柱，此种焊接方案，可大大增加极耳与集流盘的焊接面积，提升电池的倍率性能。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明正极片结构示意图；
图2为本发明负极片结构示意图；
图3为本发明支撑杆结构示意图；
图4为本发明焊接盘结构示意图；
图5为正极片、负极片和隔膜在支撑杆上初步绕成的卷芯结构示意图；
图6为本发明将焊接盘放置进行焊接时结构图；
图7为本发明翻转极耳结构示意图；
图8为本发明卷芯包胶入壳后结构示意图；
图9为本发明极流盘焊接时结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解对本发明的限制。
需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
此外，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
一种圆柱锂离子电池制造方法，包括如下步骤：S1、用激光在正极极片和负极极片上切出极耳，其中，正极极片极耳长度为18mm，负极极片的极耳长度为16mm，极耳为椭扇形，总宽均为8mm，极耳间距均为120mm如图1和图2所示；
S2、将正极极片、负极极片和隔膜缠绕在支撑杆1上形成卷芯，支撑杆1具有沿其轴向的通孔10，支撑杆1如图3所示，其中隔膜包覆负极辅料的宽度为2mm，负极包覆正极1.5mm，具体行程的卷芯如图5所示，支撑杆1具体如图4所示；
S3、在通孔10远离极耳的一端吹入氮气，通过上料机构将焊接盘2安装到支撑杆1靠近极耳的一端；在此过程中惰性气使位于焊接盘2下方的极耳向远离焊接盘2中心方向翻折，如图6所示；
在本实施例中具体的，焊接盘2与卷芯相对的一端面具有向外凸起的台阶21，台阶21与卷芯相对的一段面又有向外凸起的卡柱20，卡柱20与通孔10匹配，焊接盘2直径为16mm，厚度为1mm，中心有直径为1mm的中间孔200，中间孔200贯穿焊接盘2，台阶21高度为0.6mm，台阶21的直径为8mm，卡柱20的直径为4mm，倒角为1mm，通过吸盘工装吸住焊接盘2远离将台阶21的一端面，将焊接盘2向靠近S2中形成的卷芯，使卡柱20卡在通孔10内，并使台阶21靠近卷芯的一端与卷芯端面抵触，在此果汁中通过吹气工装在支撑杆1远离极耳一端的通孔10内吹入氮气，气流将极耳往外推，在艳茹焊接盘2时保证极耳往外翻折；
S4、通过折极耳工装将极耳全部翻折到焊接焊接盘2上，并通过超声焊接方式将极耳焊接到焊接盘2上，如图7所示；
S5、将焊接后的卷芯包胶到外壳上，如图8所示；
S6、将集流盘3通过超声焊焊接在焊接盘2上的极耳上，并将盖板焊接在外壳上包覆集流盘3如图9所示。
在本实施例中优选的，步骤S2中的支撑杆1外壁具有连接孔11，连接孔11与通孔10连通，连接孔11为条状孔。
在本实施例中优选的，S4中焊接盘2上也开有中间孔200，中间孔200与支撑杆1的通孔10连通，S6中集流盘3上开有极流通孔30，极流通孔30与中间孔200连通，中间孔200孔径小于通孔10孔径。
本发明相对现有技术具有如下优点：
1、圆柱极片裁切工艺，主改为激光切等距离极耳裁切，裁切出的极耳可用于连接极片与极柱的焊接，相对于之前的焊接方式，过流能力有了很大的提升；
2、圆柱电池的卷绕工艺，主要是将原有卷芯内部增加支撑杆1，支撑杆1内部贯穿中空，并且在其内壁上有条状孔，有利于后期电解液的浸润，且支撑杆1后期还可以避免卷芯内部的塌陷；
3、圆柱电池的组装工艺，是将卷绕后的极耳与焊接盘2先焊接，再通过焊接盘2与集流盘3的超声焊接连接极耳与极柱，此种焊接方案，可大大增加极耳与集流盘3的焊接面积，提升电池的倍率性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种圆柱锂离子电池制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、用激光在正极极片和负极极片上切出极耳；
S2、将正极极片、负极极片和隔膜缠绕在支撑杆上形成卷芯，支撑杆具有沿其轴向的通孔；
S3、在通孔远离极耳的一端吹入惰性气体，通过上料机构将焊接盘安装到支撑杆靠近极耳的一端；在此过程中惰性气使位于焊接盘下方的极耳向远离焊接盘中心方向翻折；
S4、将极耳全部翻折到焊接焊接盘上，并将极耳焊接到焊接盘上；
S5、将焊接后的卷芯包胶到外壳；
S6、将集流盘焊接在焊接盘上的极耳上，并将盖板焊接在外壳上包覆集流盘。
2.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池制造方法，其特征在于，步骤S2中的支撑杆外壁具有连接孔，连接孔与通孔连通。
3.根据权利要求2所述的圆柱锂离子电池制造方法，其特征在于，S4中焊接盘上也开有中间孔，中间孔与支撑杆的通孔连通，S6中集流盘上开有极流通孔，极流通孔与中间孔连通。
4.根据权利要求3所述的圆柱锂离子电池制造方法，其特征在于，中间孔孔径小于通孔孔径。
5.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池制造方法，其特征在于，焊接盘与卷芯相对的一端面具有向外凸的卡柱，卡柱与通孔匹配。
6.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池制造方法，其特征在于，焊接盘与卷芯相对的一端面具有向外凸起的台阶。
7.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池制造方法，其特征在于，S6中集流盘通过超声焊与焊接盘上极耳焊接在一起。
8.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池制造方法，其特征在于，S3中的惰性气体为氮气。
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