CN114122499A - 一种大尺寸叠片电池及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大尺寸叠片电池及组装方法，大尺寸叠片电池包括电池上盖、上端开口的电池下壳体、电芯，电芯设置在电池下壳体内。电芯包括至少2个叠放的卷芯单元，卷芯单元的正极极耳和负极极耳位于卷芯单元的同一侧，且正极极耳与第一正极连接片焊接，负极极耳与第一负极连接片焊接。电池上盖上设有正极柱和负极柱，且电池上盖的内侧设有与正极柱对应且焊接的第二正极连接片，及与负极柱对应且焊接的第二负极连接片。电池上盖、电芯、电池下壳体三者装配后，第一正极连接片与第二正极连接片接触并焊接连接，第一负极连接片与第二负极连接片接触并焊接连接。本发明设计的大尺寸叠片电池具有良品率高、节省电池内部空间确保电池容量的优点。

Description

一种大尺寸叠片电池及其组装方法

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，涉及叠片电池设计技术，具体涉及一种大尺寸叠片电池及其组装方法。

背景技术

锂离子动力电池是是20世纪开发成功的新型高能电池，广泛应用在移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机、电动汽车中，同时在人造卫星、航空航天和储能方面也得到应用。

目前，随着锂离子电池需求日益增加，电芯尺寸有做大的趋势，使得叠片式电芯的极片层数也随之增多，增加了电池组装的难度，例如：组装时极耳的超声焊接难度增加，此工序会导致电池良品率降低的问题；再例如：电池组装时，由于电芯厚度大需要较长的正负极极耳才能保证超声焊的焊印的覆盖面积，极耳较大会占据一定的空间，从而减少了电池的内部的可用空间，影响电池的容量。

发明内容

本发明的目的在于提高大尺寸叠片电芯组装效率，同时提升电池内部可用空间从而提高电池的容量，进而对现有的叠片电池进行改进，设计了一种大尺寸叠片电池及其组装方法。

实现发明目的的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种大尺寸叠片电池，包括电池上盖、上端开口的电池下壳体、电芯，电芯设置在电池下壳体内。

其中，电芯包括至少2个叠放的卷芯单元，卷芯单元的正极极耳和负极极耳位于卷芯单元的同一侧，且正极极耳与第一正极连接片焊接，负极极耳与第一负极连接片焊接。

其中，电池上盖上设有正极柱和负极柱，且电池上盖的内侧设有与正极柱对应且焊接的第二正极连接片，及与负极柱对应且焊接的第二负极连接片。

电池上盖、电芯、电池下壳体三者装配后，第一正极连接片与第二正极连接片接触并焊接连接，第一负极连接片与第二负极连接片接触并焊接连接。

本发明设计的大尺寸叠片电池是对现有的叠片电池进行改进，首先，通过采用第一正极连接片与卷芯单元的正极极耳连接，采用第一负极连接片与卷芯单元的负极极耳连接，然后将至少2个卷芯单元叠放形成电芯；其次，通过将第二正极连接片与电池上盖上的正极柱连接，将第二负极连接片与电池上盖上的负极柱连接；将电池上盖与电芯装配，使第一正极连接片与第二正极连接片接触并焊接，使第一负极连接片与第二负极连接片接触并焊接后，将装配置电池下壳体内形成的大尺寸叠片电池。

本发明设计的大尺寸叠片电池对正极连接板(包括第一正极连接板和第二正极连接板)和负极连接板(包括第一负极连接板和第二负极连接板)进行设计，能够达到减少超声焊接时极耳层数的目的，同时能够节省电池上盖下方的空间，减小了极片的尺寸，确保了电池容量。

在本发明电芯单元的一个实施例中，上述电芯单元包括2个叠放的叠片卷芯，2个叠片卷芯的正极极耳焊接在同一个第一正极连接片上，且2个叠片卷芯的负极极耳焊接在同一个第一负极连接片上。

进一步的，上述第一正极连接片的中部开设有第一长方形槽，第一长方形槽形成第一熔断保护结构，且2个叠片卷芯的正极极耳分别位于第一长方形槽的两侧。

上述第一负极连接片的中部开设有第二长方形槽，第二长方形槽形成第二熔断保护结构，且2个叠片卷芯的负极极耳分别位于第二长方形槽的两侧。

在本发明电芯单元的另一个实施例中，上述电芯单元包括2个叠放的叠片卷芯，每个叠片卷芯的正极极耳分别对应一个第一正极连接片，且每个叠片卷芯的负极极耳分别对应一个第一负极连接片。

在上述第一负极连接片、第二负极连接片、第一正极连接片、第二正极连接片的一个实施例中，上述第一负极连接片、第二负极连接片、第一正极连接片、第二正极连接片均包括第一焊接片及第一焊接片折弯形成的第二焊接片。

在本发明电芯的一个实施例中，上述电芯的卷芯单元有2～8个。

在本发明大尺寸叠片电池的一个实施例中，上述电池上盖上还设有防爆阀。

第二方面，本发明还提供了一种大尺寸叠片电池的组装方法，用于对第一方面的大尺寸叠片电池进行组装，包括：

将卷芯单元的正极极耳放与第一正极连接片焊接，将负极极耳放与第一负极连接片焊接；将若干个卷芯单元叠放并固定形成电芯；

将正极柱和负极柱装配到电池上盖上，将第二正极连接片设置到电池上盖内侧且与正极柱激光焊接至一起，将第二负极连接片设置到电池上盖内侧且与负极柱激光焊接至一起；

电池上盖的第一正极连接片与电芯的第二正极连接片接触并焊接，同时电池上盖的第一负极连接片与电芯的第二负极连接片接触并焊接，将电池上盖与电芯装配成一体；

将电池上盖与电芯装配置电池下壳体内，并将接缝焊接后形成大尺寸叠片电池。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计的大尺寸叠片电池对正极连接板(包括第一正极连接板和第二正极连接板)和负极连接板(包括第一负极连接板和第二负极连接板)进行设计，能够达到减少超声焊接时极耳层数的目的；能够节省电池上盖下方的空间，减小了极片的尺寸，确保了电池容量；提高大尺寸叠片电池的良品率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要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，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为实施例1中大尺寸叠片电池的结构示意图；

图2为实施例1中卷芯单元的2个叠片卷芯叠放后的一种示意图；

图3为实施例1中卷芯单元的2个叠片卷芯展开的示意图；

图4为实施例1中卷芯单元的2个叠片卷芯叠放后的另一种示意图；

图5为实施例1中电池上盖的内壁位置的示意图；

图6为实施例1中电池上盖的外壁位置的示意图；

图7为实施例2中电池上盖与电芯的装配示意图；

其中，1.电池上盖；2.电池下壳体；3.电芯；4.正极柱；5.负极柱；6.第二正极连接片；7.第二负极连接片；8.防爆阀；31.卷芯单元；32.正极极耳；33.负极极耳；34.第一正极连接片；35.第一负极连接片；36.叠片卷芯；37.第一长方形槽；38.第二长方形槽。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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创造和简化描述，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创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1：

本实施例提供了一种大尺寸叠片电池，请参见图1所示，大尺寸叠片电池包括电池上盖1、上端开口的电池下壳体2、电芯3，电芯3设置在电池下壳体2内。

其中，电芯3包括至少2个叠放的卷芯单元31，在本具体实施方式中，卷芯单元31的数量择优选择使用2～8个。如图2及图3所示，卷芯单元31的正极极耳32和负极极耳33位于卷芯单元31的同一侧，且正极极耳32与第一正极连接片34焊接，负极极耳33与第一负极连接片35焊接。

在本发明电芯单元31的一个实施例中，电芯单元31包括1个叠放的叠片卷芯36，

在本发明电芯单元31的一个实施例中，上述电芯单元31包括2个叠放的叠片卷芯36，如图3所示，图3为2个叠片卷芯36叠放前展开示意图，2个叠片卷芯36的正极极耳32焊接在同一个第一正极连接片34上，且2个叠片卷芯36的负极极耳33焊接在同一个第一负极连接片35上。

进一步的，如图3所示，上述第一正极连接片34的中部开设有第一长方形槽37，第一长方形槽37形成第一熔断保护结构，且2个叠片卷芯36的正极极耳32分别位于第一长方形槽37的两侧。上述第一负极连接片35的中部开设有第二长方形槽38，第二长方形槽38形成第二熔断保护结构，且2个叠片卷芯36的负极极耳33分别位于第二长方形槽38的两侧。

在本发明电芯单元的另一个实施例中，如图4所示，上述电芯单元31包括2个叠放的叠片卷芯36，每个叠片卷芯36的正极极耳32分别对应一个第一正极连接片35，且每个叠片卷芯36的负极极耳33分别对应一个第一负极连接片35。

其中，如5和图6所示，上述电池上盖1上设有正极柱4和负极柱5，且电池上盖1的内侧设有与正极柱4对应且焊接的第二正极连接片6，及与负极柱5对应且焊接的第二负极连接片7。

进一步的，为了确保大尺寸叠片电池工作时的安全性，如图5和图6所示，上述电池上盖1上还设有防爆阀8。

上述电池上盖1、电芯2、电池下壳体3三者装配后，第一正极连接片34与第二正极连接片6接触并焊接连接，第一负极连接片35与第二负极连接片7接触并焊接连接。

在上述第一负极连接片35、第二负极连接片7、第一正极连接片34、第二正极连接片6的一个实施例中，如图2至5所示，上述第一负极连接片35、第二负极连接片7、第一正极连接片34、第二正极连接片6均包括第一焊接片及第一焊接片折弯形成的第二焊接片，其中，第一焊接片用于负极极耳33或正极极耳32超声焊接，第二焊接片用于在电池上盖1与电芯3装配时，第二正极连接片6的第二焊接片与第一正极连接片34的第二焊接片接触并焊接；第二负极连接片7的第二焊接片与第一负极连接片35的第二焊接片接触并焊接。

本实施例提供的大尺寸叠片电池，通过采用第一正极连接片34与卷芯单31元的正极极耳32连接，采用第一负极连接片35与卷芯单元31的负极极耳33连接，然后将至少2个卷芯单元32叠放形成电芯3；其次，通过将第二正极连接片6与电池上盖1上的正极柱4连接，将第二负极连接片7与电池上盖1上的负极柱5连接；将电池上盖1与电芯3装配，使第一正极连接片34与第二正极连接片6接触并焊接，使第一负极连接片35与第二负极连接片7接触并焊接后，将装配置电池下壳体2内形成的大尺寸叠片电池。

本发明设计的大尺寸叠片电池对正极连接板(包括第一正极连接板和第二正极连接板)和负极连接板(包括第一负极连接板和第二负极连接板)进行设计，能够达到减少超声焊接时极耳层数的目的，同时能够节省电池上盖下方的空间，减小了极片的尺寸，确保了电池容量。

实施例2：

本实施例提供了一种大尺寸叠片电池的组装方法，用于对实施例1大尺寸叠片电池进行组装，本实施例对实施例1卷芯单元31中含有2个叠片卷芯36，且2个叠片卷芯36同时与第一正极连接片34和第一负极连接片35焊接进行说明。

大尺寸叠片电池的组装方法，包括：

步骤1、将卷芯单元的正极极耳放与第一正极连接片焊接，将负极极耳放与第一负极连接片焊接；将若干个卷芯单元叠放并固定形成电芯。

具体的，操作时，将卷芯单元31的2个叠片卷芯36并列排放，并使2个叠片卷芯36的正极极耳32在第一正极连接片34上并分别位于第一长方形槽37的两侧，使2个叠片卷芯36的负极极耳33在第一负极连接片35上并分别位于第二长方形槽38的两侧；将正极极耳32焊接在第一正极连接片34上形成超声焊焊印，将负极极耳33焊接在第一负极连接片35上形成超声焊焊印；然后将2个叠片卷芯36对折叠放形成卷芯单元31。

当卷芯单元31有2个以上时，将2个以上卷芯单元31叠放，并用绑带或胶带等固定成一体形成电芯3，如图7所示。

在本步骤中，如果第一负极连接片35、第二负极连接片7、第一正极连接片34、第二正极连接片6含有第一焊接片及第一焊接片折弯形成的第二焊接片时，正极极耳32和负极极耳33分别焊接在第一焊接片上。

步骤2、将正极柱4和负极柱5装配到电池上盖4上，将第二正极连接片6设置到电池上盖1内侧且与正极柱4激光焊接至一起，将第二负极连接片7设置到电池上盖1内侧且与负极柱2激光焊接至一起。

步骤3、电池上盖1的第一正极连接片6与电芯3的第二正极连接片34接触并焊接，同时电池上盖1的第一负极连接片7与电芯3的第二负极连接片35接触并焊接，将电池上盖1与电芯3装配成一体。具体的，本步骤的焊接方法可以选用激光焊接方法，形成的焊印为激光焊焊印。

在本步骤中，如果第一负极连接片35、第二负极连接片7、第一正极连接片34、第二正极连接片6含有第一焊接片及第一焊接片折弯形成的第二焊接片时，在电池上盖1与电芯3装配后，还需要将第一负极连接片35与第二负极连接片7之间的第二焊接片焊接；将第一正极连接片34与第二正极连接片6之间的第二焊接片焊接，使得电池上盖1与电芯3装配成一体。

步骤4、将电池上盖1与电芯3装配置电池下壳体2内，并将接缝焊接后形成大尺寸叠片电池。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种大尺寸叠片电池，包括电池上盖、上端开口的电池下壳体、电芯，所述电芯设置在所述电池下壳体内，其特征在于：所述电芯包括至少2个叠放的卷芯单元，所述卷芯单元的正极极耳和负极极耳位于所述卷芯单元的同一侧，且所述正极极耳与第一正极连接片焊接，所述负极极耳与第一负极连接片焊接；

所述电池上盖上设有正极柱和负极柱，且所述电池上盖的内侧设有与所述正极柱对应且焊接的第二正极连接片，及与所述负极柱对应且焊接的第二负极连接片；

所述电池上盖、所述电芯、所述电池下壳体三者装配后，所述第一正极连接片与所述第二正极连接片接触并焊接连接，所述第一负极连接片与所述第二负极连接片接触并焊接连接。

2.根据权利要求1所述的大尺寸叠片电池，其特征在于：所述电芯单元包括2个叠放的叠片卷芯，2个所述叠片卷芯的正极极耳焊接在同一个所述第一正极连接片上，且2个所述叠片卷芯的负极极耳焊接在同一个所述第一负极连接片上。

3.根据权利要求2所述的大尺寸叠片电池，其特征在于：所述第一正极连接片的中部开设有第一长方形槽，所述第一长方形槽形成第一熔断保护结构，且2个所述叠片卷芯的正极极耳分别位于所述第一长方形槽的两侧；

所述第一负极连接片的中部开设有第二长方形槽，所述第二长方形槽形成第二熔断保护结构，且2个所述叠片卷芯的负极极耳分别位于所述第二长方形槽的两侧。

4.根据权利要求1所述的大尺寸叠片电池，其特征在于：所述电芯单元包括2个叠放的叠片卷芯，每个所述叠片卷芯的正极极耳分别对应一个所述第一正极连接片，且每个所述叠片卷芯的负极极耳分别对应一个所述第一负极连接片。

5.根据权利要求1～4任一项所述的大尺寸叠片电池，其特征在于：所述第一负极连接片、所述第二负极连接片、所述第一正极连接片、所述第二正极连接片均包括第一焊接片及第一焊接片折弯形成的第二焊接片。

6.根据权利要求1所述的大尺寸叠片电池，其特征在于：所述电芯的所述卷芯单元有2～8个。

7.根据权利要求1所述的大尺寸叠片电池，其特征在于：所述电池上盖上还设有防爆阀。

8.一种大尺寸叠片电池的组装方法，用于对权利要求1～7任一项所述的大尺寸叠片电池进行组装，其特征在于，包括：

将卷芯单元的正极极耳放与第一正极连接片焊接，将负极极耳放与第一负极连接片焊接；将若干个卷芯单元叠放并固定形成电芯；

将正极柱和负极柱装配到电池上盖上，将第二正极连接片设置到电池上盖内侧且与正极柱激光焊接至一起，将第二负极连接片设置到电池上盖内侧且与负极柱激光焊接至一起；

电池上盖的第一正极连接片与电芯的第二正极连接片接触并焊接，同时电池上盖的第一负极连接片与电芯的第二负极连接片接触并焊接，将电池上盖与电芯装配成一体；

将电池上盖与电芯装配置电池下壳体内，并将接缝焊接后形成大尺寸叠片电池。

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