CN113871682A - 一种新型方型锂电池组装方法 - Google Patents
一种新型方型锂电池组装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113871682A CN113871682A CN202111056578.5A CN202111056578A CN113871682A CN 113871682 A CN113871682 A CN 113871682A CN 202111056578 A CN202111056578 A CN 202111056578A CN 113871682 A CN113871682 A CN 113871682A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- positive
- battery
- negative
- welding
- lithium battery
- 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.)
- Granted
Links
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 13
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0404—Machines for assembling 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
一种新型方型锂电池组装方法，包括以下操作：烘烤正负极片并与隔膜卷绕得到卷绕件，将正负极柱与极板进行焊接得到正负极板组合件，将正负极板组合件与卷绕件焊接得到裸电芯，将裸电芯套入电池方壳内，将正负极盖板与电池方壳两端焊接，正负极极柱分别与正负极盖板焊接得到方形锂离子组合件，向方形锂离子组合件内注射电解液得到方型锂电池，对方型锂电池进行化成并对电池内部的气体进行排放；本发明能在电池组装时提高电池各部件之间的配合精度，并将电池内部的气体充分排出，提高了电池的组装质量。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体地涉及一种新型方型锂电池组装方法。
背景技术
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于金属锂的化学特性非常活泼，使得金属锂的加工、保存和使用对外界环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。但随着现代科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流并被广泛用于电动汽车、电动工具、家用电器、军工、航天等领域。
锂离子电池组装工艺一般需要经过极片制备、叠片或卷绕、焊接、封装、烘烤、注液、静置、化成、除气袋、二封和分容工序。现有的锂电池的装工序，通常存在以下缺点：
1、各零部件之间缺少定位装置，锂电池在组装的过程中，由于各部件之间配合度较低，导致电池部件之间组装精度较低并影响电池组装质量；
2、电池在组装的过程中，外部气体会进入到电池内部，现有的锂电池排气过程较为复杂，锂电池的排气工序通常设置在组装工序的中间环节，在电池后期组装时仍会有气体进入到电池内部，导致电池排气不充分并影响电池后续的稳定运行；
3、电池在进行排气工序时，电池内已注射的电解液容易在排气时渗出或喷出，影响电池内电解液的最终含量；
4、电池在后续的PACK使用过程中，需要不同单体之间进行串并联，以及不同单体之间焊接极板，市面上的锂电池多为圆柱形结构，电池之间的堆垛和定位较为不便，影响电池构成单元时的精度和PACK成本。
发明内容
鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供一种新型方型锂电池组装方法，能在电池组装时提高电池各部件之间的配合精度，并将电池内部的气体充分排出，提高了电池的组装质量。
为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：
一种新型方型锂电池组装方法，包括以下步骤：
步骤一，烘烤正负极片，将烘烤后的正极片、负极片和隔膜进行卷绕，得到卷绕件；
步骤二，将负极各部件进行焊接，将正极各部件进行焊接，得到正极板组合件和负极板组合件；
步骤三，将正极板组合件和负极板组合件与步骤一中得到的卷绕件两端焊接，得到裸电芯；
步骤四，将步骤三中得到的裸电芯套入电池方壳内；
步骤五，将正极盖板和负极盖板与电池方壳两端焊接；
步骤六，将负极极柱与负极盖板焊接，正极极柱与正极盖板焊接，得到方形锂离子组合件；
步骤七，向步骤六得到的方形锂离子组合件内部注射电解液，得到方型锂电池；
步骤八，对步骤七得到的方型锂电池进行化成，在电池化成的过程中对方型锂电池内部的气体进行持续排放，化成完毕后将方型锂电池静置一段时间并对其完全封闭。
优选的方案中，步骤二中，负极板组合件包括负极支架、负极极板和负极极柱；组装时负极支架和负极极柱之间通过安装槽相互卡接，卡接完毕后再通过焊接将各部件焊接为一体。
优选的方案中，步骤二中，正极板组合件包括正极支架、正极极板和正极极柱；组装时正极支架和正极极板之间通过卡位槽相互卡接，卡接完毕后再通过焊接将各部件焊接为一体。
优选的方案中，步骤四中，裸电芯套入电池方壳内时通过正极支架和负极支架的四个支撑脚来进行卡位和支撑。
优选的方案中，步骤五中，正负极盖板焊接前，先通过凸条和凹槽卡接定位，再对正负极盖板进行焊接；正极盖板与电池方壳焊接时，需要在正极盖板的上下端面设置绝缘垫圈。
优选的方案中，步骤七中，通过负极极柱向方型电池锂电池组合内注射电解液，所述负极极柱上开设注液口。
优选的方案中，步骤八中，化成的过程中通过负极极柱上的注液口排放电池内部气体，所述负极极柱与密封螺丝螺纹连接，负极极柱内部设有密封圈，密封圈的下端连接弹簧，弹簧的下端连接负极极柱的内壁，通过向外旋转密封螺丝控制注液口开启排气，化成结束后通过向内旋转密封螺丝控制注液口闭合并将电池排气口完全封闭。
本专利可达到以下有益效果：
1、电池在组装时，各部件之间设有相应的定位机构，可显著提高各配件之间的配合精度，并且方便安装工人进行拼装，在提高了装配工人的装配效率的同时也提升了锂电池的装配精度；
2、电池在装配时采用方型结构的电池外壳，在同等体积下能显著提高电池内部的电解液承载量，提高电池使用性能；
3、通过特殊的负极结构，电池的排气工作能设置在化成过程中进行，在简化了电池排气工序的同时也能保证将电池内部的气体充分排出，提高了电池后续运行的稳定性和使用寿命；
4、电池在安装的过程中，其内部正负极支架的支腿采用内中空结构，能够为电解液提供更大的存储空间，增加了电池的循环使用寿命，同时也为电池在使用过程中产生的气体提供了缓存的空间，并提高了电池运行的安全性；
5、电池在安装的过程中，其安装结构采用方型—圆柱形相结合的方式，在提高了电池内部稳定性的同时，也为电池后续的堆垛和连接并焊线工作提供了方便；
6、电池的安装结构采用方型—圆柱型相结合的连接方式，各配件之间受限于不同形状的约束，其连接较单一结构要更为紧固，在后续使用的过程中也不会因外界原因而造成内部零件发生松动或位移，提高了电池后续运行的稳定性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明整体结构意图；
图2为本发明负极板组合件安装示意图；
图3为本发明正极板组合件安装示意图；
图4为本发明负极极柱结构示意图；
图5为本发明负极极柱平面剖视图。
图中：负极板组合件1、负极支架101、负极极柱102、注液口1021、密封圈1022、弹簧1023、负极极板103、安装槽1031、正极板组合件2、正极支架201、卡位槽2011、正极极柱202、正极极板203、电池方壳3、负极盖板401、正极盖板402、绝缘垫圈5、密封螺丝6、凸条701、凹槽702、支撑脚8。
具体实施方式
实施例：一种新型方型锂电池的组装
步骤一，在露点≤-15℃的干燥环境中，烘烤正负极片，将烘烤后的正极片、负极片和隔膜进行卷绕，得到卷绕件。
步骤二，在露点低于-15℃的干燥环境中，将负极各部件进行焊接，将正极各部件进行焊接，得到正极板组合件2和负极板组合件1；其中负极板组合件1的组装方式为先将负极支架101和负极极柱102之间通过安装槽1031相互卡接，卡接完毕后再通过焊接将负极支架101、负极极柱102和负极极板103接为一体；正极板组合件2的组装方式为先将正极支架201和正极极板203之间通过卡位槽2011相互卡接，卡接完毕后再通过焊接将正极支架201、正极极柱202和正极极板203接为一体。
步骤三，在露点低于-15℃的干燥环境中，将正极板组合件2和负极板组合件1与步骤一中得到的卷绕件两端焊接，得到裸电芯。
步骤四，在露点低于-15℃的干燥环境中，将步骤三中得到的裸电芯套入电池方壳3内；套入时通过正极支架201和负极支架101的四个支撑脚8卡住电池方壳3的内壁，防止裸电芯在电池方壳3发生位移，支撑脚8对电池方壳3也起到对电池方壳3支撑的效果，防止电池方壳3在后期运行时因受到外部挤压而发生内凹等变形；支撑脚8采用内中空式的结构能够为电解液提供更大的存储空间，增加了电池的循环使用寿命，同时也为电池在使用过程中产生的气体提供了缓存的空间，并提高了电池运行的安全性；此外，电池方壳3采用了方型结构，在提高了电池内部稳定性的同时，也为电池后续的堆垛和连接并焊线工作提供了方便。
步骤五，在露点低于-15℃的干燥环境中，将正极盖板402和负极盖板401与电池方壳3两端焊接，正负极盖板焊接前，先通过正负极盖板下端面的凸条701与正负极支架上的凹槽702卡接定位，再对正负极盖板进行焊接，以确保正负极盖板与电池方壳3之间的装配精度，正极盖板402与电池方壳3焊接时，需要在正极盖板402的上下端面设置绝缘垫圈5，以确保电池正极处的密封性。
步骤六，在露点低于-15℃的干燥环境中，将负极极柱102与负极盖板401焊接，正极极柱202与正极盖板402焊接，得到方形锂离子组合件。
步骤七，向步骤六得到的方形锂离子组合件内部注射电解液，得到方型锂电池；注射时先向外旋转密封螺丝6，负极极柱102内的弹簧1023将密封圈1022向上顶起，注液口1021处打开，通过注液口1021向电池内注入电解液。
步骤八，对步骤七得到的方型锂电池进行化成，化成的过程中对电池内部的气体进行持续的排放；排气时向外旋转密封螺丝6，负极极柱102内的弹簧1023将密封圈1022向上顶起，电池内部的气体通过注液口1021向外排出，开启注液口1021口10~20s后完成排气工作；化成结束后，将电池在烘箱内静置1小时，烘箱温度设置为92℃，待电池内部电解液下沉稳定后向内旋转密封螺丝6，密封螺丝6将封圈1022向下压并压缩弹簧1023，最终使密封圈1022堵住注液口1021，完成了对方型电池的最后密封。
电池在组装完毕后，电池在后续的使用过程中通常会将电池拼接成电池组，并将各个电池的负极极柱102和正极极柱202进行并焊连接，通过采用本专利中的方型—圆型电池组装技术，可为组装电池组的工作提供便捷，使各电池之间更易堆垛和定位；此外，随着模块化电池组技术的普及，通过采用本发明的电池中的的方型—圆型结构，使本电池在模块化电池组技术的使用中能够更为容易的进行拼装和拆解，进而可对电池组的大小和数量进行灵活的调整，以应对不同设备的使用要求。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，在互不冲突的前提下，本发明记载的各项技术特征能够互相组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种新型方型锂电池组装方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，烘烤正负极片，将烘烤后的正极片、负极片和隔膜进行卷绕，得到卷绕件；
步骤二，将负极各部件进行焊接，将正极各部件进行焊接，得到正极板组合件（2）和负极板组合件（1）；
步骤三，将正极板组合件（2）和负极板组合件（1）与步骤一中得到的卷绕件两端焊接，得到裸电芯；
步骤四，将步骤三中得到的裸电芯套入电池方壳（3）内；
步骤五，将正极盖板（402）和负极盖板（401）与电池方壳（3）两端焊接；
步骤六，将负极极柱（102）与负极盖板（401）焊接，正极极柱（202）与正极盖板（402）焊接，得到方形锂离子组合件；
步骤七，向步骤六得到的方形锂离子组合件内部注射电解液，得到方型锂电池；
步骤八，对步骤七得到的方型锂电池进行化成，在电池化成的过程中对方型锂电池内部的气体进行持续排放，化成完毕后将方型锂电池静置一段时间并对其完全封闭。
2.根据权利要求1所述的新型方型锂电池组装方法，其特征在于：步骤二中，负极板组合件（1）包括负极支架（101）、负极极板（103）和负极极柱（102）；组装时负极支架（101）和负极极柱（102）之间通过安装槽（1031）相互卡接，卡接完毕后再通过焊接将各部件焊接为一体。
3.根据权利要求1所述的新型方型锂电池组装方法，其特征在于：步骤二中，正极板组合件（2）包括正极支架（201）、正极极板（203）和正极极柱（202）；组装时正极支架（201）和正极极板（203）之间通过卡位槽（2011）相互卡接，卡接完毕后再通过焊接将各部件焊接为一体。
4.根据权利要求1所述的新型方型锂电池组装方法，其特征在于：步骤四中，裸电芯套入电池方壳（3）内时通过正极支架（201）和负极支架（101）的四个支撑脚（8）来进行卡位和支撑。
5.根据权利要求1所述的新型方型锂电池组装方法，其特征在于：步骤五中，正负极盖板焊接前，先通过凸条（701）和凹槽（702）卡接定位，再对正负极盖板进行焊接；正极盖板（402）与电池方壳（3）焊接时，需要在正极盖板（402）的上下端面设置绝缘垫圈（5）。
6.根据权利要求1所述的新型方型锂电池组装方法，其特征在于：步骤七中，通过负极极柱（102）向方型电池锂电池组合内注射电解液，所述负极极柱（102）上开设注液口（1021）。
7.根据权利要求1所述的新型方型锂电池组装方法，其特征在于：步骤八中，化成的过程中通过负极极柱（102）上的注液口（1021）排放电池内部气体，所述负极极柱（102）与密封螺丝（6）螺纹连接，负极极柱（102）内部设有密封圈（1022），密封圈的下端连接弹簧（1023），弹簧（1023）的下端连接负极极柱（102）的内壁，通过向外旋转密封螺丝（6）控制注液口（1021）开启排气，化成结束后通过向内旋转密封螺丝（6）控制注液口（1021）闭合并将电池排气口完全封闭。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111056578.5A CN113871682B (zh) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | 一种新型方型锂电池组装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111056578.5A CN113871682B (zh) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | 一种新型方型锂电池组装方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113871682A true CN113871682A (zh) | 2021-12-31 |
| CN113871682B CN113871682B (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=78995188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111056578.5A Active CN113871682B (zh) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | 一种新型方型锂电池组装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113871682B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202217738U (zh) * | 2011-08-31 | 2012-05-09 | 浙江谷神能源科技股份有限公司 | 低压防爆圆柱锂离子电池 |
| WO2014166142A1 (zh) * | 2013-04-09 | 2014-10-16 | 东莞乔登节能科技有限公司 | 锂电池结构 |
| CN206541868U (zh) * | 2017-03-16 | 2017-10-03 | 广东瑞康新能源科技股份有限公司 | 一种轻便式稳固组装的锂离子动力电池顶盖 |
| JP2017188338A (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池 |
| CN111370775A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-07-03 | 上海比耐信息科技有限公司 | 一种大容量电池及其制作方法 |
-
2021
- 2021-09-09 CN CN202111056578.5A patent/CN113871682B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202217738U (zh) * | 2011-08-31 | 2012-05-09 | 浙江谷神能源科技股份有限公司 | 低压防爆圆柱锂离子电池 |
| WO2014166142A1 (zh) * | 2013-04-09 | 2014-10-16 | 东莞乔登节能科技有限公司 | 锂电池结构 |
| JP2017188338A (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池 |
| CN206541868U (zh) * | 2017-03-16 | 2017-10-03 | 广东瑞康新能源科技股份有限公司 | 一种轻便式稳固组装的锂离子动力电池顶盖 |
| CN111370775A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-07-03 | 上海比耐信息科技有限公司 | 一种大容量电池及其制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113871682B (zh) | 2024-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7175936B2 (en) | Lithium secondary battery and assembled structure of lithium secondary batteries | |
| CN101286577A (zh) | 一种大功率的锂离子动力电池 | |
| CN201789002U (zh) | 一种锂离子二次电池 | |
| CN113871765B (zh) | 一种圆柱型电池及其制造方法 | |
| CN115986335A (zh) | 一种电极端子、集流组件及圆柱电池 | |
| CN106099164B (zh) | 一种圆柱型电池三电极装置及其组装方法 | |
| CN103094621A (zh) | 锂离子电池化成方法及装置 | |
| CN202167563U (zh) | 一种圆柱型锂离子动力电池 | |
| CN112687884A (zh) | 一种原位测试电池极片阻抗的锂电池及其制作方法 | |
| CN113871682A (zh) | 一种新型方型锂电池组装方法 | |
| CN101771173A (zh) | 高功率锂离子电池及其制造方法 | |
| CN107452902B (zh) | 极柱同侧设置的可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池 | |
| KR20100066196A (ko) | 이차전지 및 이에 적용된 전극군 | |
| CN109728341B (zh) | 锂电池 | |
| CN210272444U (zh) | 一种方便外接件焊接的锂电池盖帽 | |
| CN114114042A (zh) | 一种可分开表征全电池中正负极阻抗的方法 | |
| CN201392389Y (zh) | 一种模拟电池 | |
| CN114665197B (zh) | 一种锂离子圆柱电池及其生产工艺 | |
| KR102264674B1 (ko) | 진공을 이용한 전해액 주액 방법 | |
| CN116111201B (zh) | 一种大容量电池及该大容量电池的制作方法 | |
| CN221102349U (zh) | 一种圆柱电池负极封口结构 | |
| KR20200144269A (ko) | 전극 테스트 장치 및 이를 이용한 전극 특성 테스트 방법 | |
| CN220290939U (zh) | 电池 | |
| KR100529067B1 (ko) | 리튬 이차전지와 그의 제조방법 | |
| KR20180081916A (ko) | 진공을 이용한 전해액 주액 방법 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20240307 Address after: 528400, Building A, Building B, Building C, Building D-2, No. 97 Qianjin Fourth Road, Tanzhou Town, Zhongshan City, Guangdong Province, China Applicant after: ZHONGSHAN RUNYE NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD. Country or region after: China Address before: 443400 Wufeng National Industrial Park, Yichang City, Hubei Province (Baiyang Town, Zhijiang City) Applicant before: Hubei runye new energy Co.,Ltd. Country or region before: China |