CN114300814B - 用于非等极耳与顶盖的极柱结构、焊接方法及其锂电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了锂电池技术领域一种用于非等极耳与顶盖的极柱结构、焊接方法及其锂电池，包括负极极柱、正极极柱以及顶盖，所述负极极柱与所述正极极柱分别包括上连接部和下固定部，所述上连接部与所述下固定部一体化结构设置；所述负极极柱通过所述下固定部设置在所述顶盖的一侧，所述正极极柱通过所述下固定部设置在所述顶盖的另一侧，所述上连接部凸出所述顶盖设置。本发明通过极柱机构与非等极耳直接焊接设置，无转接片结构，降低了制造成本，提高了电芯的能量密度，提高了极耳的导热速度，利于电芯散热。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体地，涉及一种用于非等极耳与顶盖的极柱结构、焊接方法及其锂电池。
背景技术
目前由于锂电池具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多等优点，在智能手机、穿戴设备、电动自行车和新能源汽车等设备上得到广泛的应用，成为解决能源危机和环境污染等全球性问题的关键。随着电动汽车技术的日益完善，电动汽车和混合动力车离人们的日常生活越来越近，对电池的容量、性能要求越来越高。
现有锂电池多采用多极耳结构，锂电池中极耳与极柱是通过转接片连接的，其中极耳与转接片部分经过超声波焊接，转接片与极柱部分经过激光焊接在一起。这种焊接结构存在以下几个问题：
1、转接片的存在增加了电池的制造成本，且降低了电池的能量密度；
2、超声波焊接极耳时易造成极耳破裂，且超声波焊接头寿命有限；
3、为了防止注液嘴中的电解液直接冲击到隔膜，会在注液嘴下放放置托台，托台的存在易将电解液直接喷到转接片上，从而影响注液效率；
4、与转接片相关的两处焊接结构容易造成电芯产热不均匀，且工艺复杂易造成电芯内阻增加。
经现有技术检索发现，中国实用新型专利公告号为CN205335338U，公开了一种动力锂电池电芯与顶盖连接结构，包括分散的电芯和顶盖；所述分散的电芯平均分成第一组电芯、第二组电芯，第一组电芯、第二组电芯的极耳外侧分别点焊接形成第一组预焊平面、第二组预焊平面；第一组预焊平面、第二组预焊平面与顶盖的极柱端面直接激光焊接。该专利技术就存在以下问题：该技术采用了激光焊接方式，并且仅仅适用于等极耳结构的电芯，无法满足非等极耳的应用。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于非等极耳与顶盖的极柱结构、焊接方法及其锂电池。
根据本发明提供的一种用于非等极耳与顶盖的极柱结构，包括负极极柱、正极极柱以及顶盖，所述负极极柱与所述正极极柱分别包括上连接部和下固定部，所述上连接部与所述下固定部一体化结构设置；
所述负极极柱通过所述下固定部设置在所述顶盖的一侧，所述正极极柱通过所述下固定部设置在所述顶盖的另一侧，所述上连接部凸出所述顶盖设置。
一些实施方式中，所述顶盖上设有防爆阀，所述防爆阀设置在所述负极极柱与所述正极极柱之间，所述顶盖上开设有注液嘴，所述注液嘴设置在所述防爆阀与所述负极极柱之间。
一些实施方式中，所述负极极柱与所述正极极柱采用相同结构设置，所述负极极柱的材质采用铜，所述正极极柱的材质采用铝。
一些实施方式中，所述上连接部采用工字型结构设置，所述下固定部通过密封圈与所述顶盖密封设置。
本发明还提供一种用于非等极耳与顶盖的极柱结构的焊接方法，包括第一卷芯、第二卷芯以及极柱结构，所述第一卷芯与所述第二卷芯配对设置，所述第一卷芯与所述第二卷芯对接处分别设有两处非等极耳，所述非等极耳通过超声波焊接设置在所述极柱结构上。
一些实施方式中，所述非等极耳通过超声波焊接设置在所述极柱结构上具体包括以下步骤：步骤1.将所述第一卷芯与所述第二卷芯配对设置，对所述非等极耳通过超声波焊接整形和风吹整形进行平整整形；
步骤2.所述非等极耳完成整形后，将卷芯上的两处所述非等极耳分别与所述极柱机构中的所述负极极柱、所述正极极柱进行超声波焊接连接。
一些实施方式中，所述超声波焊接的方式采用平行极耳焊接或垂直极耳焊接。
一些实施方式中，所述超声波焊接的次数包括一次或多次焊接。
一些实施方式中，所述平行焊接焊印的长度小于等于所述非等极耳相邻间距之和，所述平行焊接焊印的宽度小于等于所述非等极耳的宽度；
所述垂直焊接焊印的长度小于等于所述正极极柱的长度，所述垂直焊接焊印的宽度大于等于所述非等极耳边缘距离。
本发明还提供一种锂电池，包括所述的用于非等极耳与顶盖的极柱结构。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1.本发明通过设置极柱结构，极柱机构与非等极耳直接焊接设置，无转接片结构，降低了制造成本，提高了电芯的能量密度，提高了极耳的导热速度，利于电芯散热；
2.本发明通过采用平行极耳焊接或垂直极耳焊接的超声波焊接方式，使得焊接时不存在台阶，提高了焊接优率；
3.本发明通过将卷芯上两处非等极耳与极柱机构一体化焊接，同时将两侧进行焊接，提高生产效率，且应用超声波焊接，提高了生产效率，降低了制造成本；
4、本发明通过设置上连接部和下固定部的正极极柱、负极极柱，采用工字型结构设置的上连接部，解决了现有极耳与极柱直接连接时无法使用超声波焊接的问题。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明用于非等极耳与顶盖超声波焊接的极柱结构超声波平行焊接的俯视示意图；
图2为本发明用于非等极耳与顶盖超声波焊接的极柱结构超声波垂直焊接的俯视示意图；
图3为本发明中极柱组件的正视示意图；
图4为本发明中极柱组件的左视示意图；
图5为本发明中极柱组件的俯视示意图；
图6为本发明中极柱组件的剖面示意图；
图7为本发明非等极耳与顶盖超声波焊接的极柱结构超声波两次平行焊接的俯视示意图；
图8为本发明非等极耳与顶盖超声波焊接的极柱结构超声波两次垂直焊接的俯视示意图；
附图标记:
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
如图3所示为中极柱组件的正视示意图，如图4所示为中极柱组件的左视示意图，如图5所示为中极柱组件的俯视示意图，如图6所示为中极柱组件的剖面示意图，包括负极极柱1、正极极柱2以及顶盖6，负极极柱1与正极极柱2分别包括上连接部11和下固定部12，上连接部11与下固定部12一体化结构设置。
负极极柱1通过下固定部12设置在顶盖6的一侧，正极极柱2通过下固定部12设置在顶盖6的另一侧，上连接部11凸出顶盖6设置。顶盖6上设有防爆阀3，防爆阀3设置在负极极柱1与正极极柱2之间，顶盖6上开设有注液嘴4，注液嘴4设置在防爆阀3与负极极柱1之间。
在本实施例中，负极极柱1与正极极柱2采用相同结构设置，负极极柱1的材质采用铜，正极极柱2的材质采用铝。上连接部11采用工字型结构设置，下固定部12通过密封圈5与顶盖6密封设置。
如图1所示为用于非等极耳8与顶盖6超声波焊接的极柱结构超声波平行焊接的俯视示意图，包括第一卷芯9、第二卷芯10以及极柱结构，第一卷芯9与第二卷芯10配对设置，第一卷芯9与第二卷芯10对接处分别设有两处非等极耳8，非等极耳8通过超声波焊接设置在极柱结构上。
非等极耳8通过超声波焊接设置在极柱结构上具体包括以下步骤：步骤1.将第一卷芯9与第二卷芯10配对设置，对非等极耳8通过超声波焊接整形和风吹整形进行平整整形；
步骤2.非等极耳8完成整形后，将卷芯上的两处非等极耳8分别与极柱机构中的负极极柱1、正极极柱2进行超声波平行极耳焊接连接。
超声波焊接的次数包括一次或多次焊接。在本实施例中，采用一次焊接次数的超声波焊接。且平行焊接焊印71的长度小于等于非等极耳8相邻间距之和，平行焊接焊印71的宽度小于等于非等极耳8的宽度。
实施例2：
本实施例2是在实施例1的基础上形成，如图2所示为用于非等极耳8与顶盖6超声波焊接的极柱结构超声波垂直焊接的俯视示意图，包括第一卷芯9、第二卷芯10以及极柱结构，第一卷芯9与第二卷芯10配对设置，第一卷芯9与第二卷芯10对接处分别设有两处非等极耳8，非等极耳8通过超声波焊接设置在极柱结构上。
非等极耳8通过超声波焊接设置在极柱结构上具体包括以下步骤：步骤1.将第一卷芯9与第二卷芯10配对设置，对非等极耳8通过超声波焊接整形和风吹整形进行平整整形；
步骤2.非等极耳8完成整形后，将卷芯上的两处非等极耳8分别与极柱机构中的负极极柱1、正极极柱2进行超声波垂直极耳焊接连接。超声波焊接的次数包括一次或多次焊接。在本实施例中，采用一次焊接次数的超声波焊接。垂直焊接焊印72的长度小于等于正极极柱2的长度，垂直焊接焊印72的宽度大于等于非等极耳8边缘距离。
实施例3：
本实施例3是在实施例1的基础上形成，如图7所示为非等极耳8与顶盖6超声波焊接的极柱结构超声波两次平行焊接的俯视示意图，在本实施例中，采用两次焊接次数的超声波平行焊接。同样可以实现焊接，只是焊印面积变小。
实施例4：
本实施例4是在实施例2的基础上形成，如图8所示为非等极耳8与顶盖6超声波焊接的极柱结构超声波两次垂直焊接的俯视示意图，在本实施例中，采用两次焊接次数的超声波垂直焊接。同样可以实现焊接，只是焊印面积变小。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (5)
1.一种用于非等极耳与顶盖的极柱结构，其特征在于，包括负极极柱(1)、正极极柱(2)以及顶盖(6)，所述负极极柱(1)与所述正极极柱(2)分别包括上连接部(11)和下固定部(12)，所述上连接部(11)与所述下固定部(12)一体化结构设置；
所述负极极柱(1)通过所述下固定部(12)设置在所述顶盖(6)的一侧，所述正极极柱(2)通过所述下固定部(12)设置在所述顶盖(6)的另一侧，所述上连接部(11)凸出所述顶盖(6)设置；所述上连接部(11)采用工字型结构设置，所述下固定部(12)通过密封圈(5)与所述顶盖(6)密封设置；
所述用于非等极耳与顶盖的极柱结构的焊接方法包括：第一卷芯(9)、第二卷芯(10)以及极柱结构，所述第一卷芯(9)与所述第二卷芯(10)配对设置，所述第一卷芯(9)与所述第二卷芯(10)对接处分别设有两处非等极耳(8)，所述非等极耳(8)通过超声波焊接设置在所述极柱结构上；
所述非等极耳(8)通过超声波焊接设置在所述极柱结构上具体包括以下步骤：步骤1.将所述第一卷芯(9)与所述第二卷芯(10)配对设置，对所述非等极耳(8)通过超声波焊接整形和风吹整形进行平整整形；
步骤2.所述非等极耳(8)完成整形后，将卷芯上的两处所述非等极耳(8)分别与所述极柱结构中的所述负极极柱(1)、所述正极极柱(2)进行超声波焊接连接；
所述超声波焊接的方式采用平行极耳焊接；所述平行极耳焊接形成的平行焊接焊印(71)的长度小于等于所述非等极耳(8)相邻间距之和，所述平行焊接焊印(71)的宽度小于等于所述非等极耳(8)的宽度。
2.根据权利要求1所述的用于非等极耳与顶盖的极柱结构，其特征在于，所述顶盖(6)上设有防爆阀(3)，所述防爆阀(3)设置在所述负极极柱(1)与所述正极极柱(2)之间，所述顶盖(6)上开设有注液嘴(4)，所述注液嘴(4)设置在所述防爆阀(3)与所述负极极柱(1)之间。
3.根据权利要求1所述的用于非等极耳与顶盖的极柱结构，其特征在于，所述负极极柱(1)与所述正极极柱(2)采用相同结构设置，所述负极极柱(1)的材质采用铜，所述正极极柱(2)的材质采用铝。
4.根据权利要求1所述的用于非等极耳与顶盖的极柱结构，其特征在于，所述超声波焊接的次数包括一次或多次焊接。
5.一种锂电池，其特征在于，包括根据权利要求1-4任意一项所述的用于非等极耳与顶盖的极柱结构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201206 room b105, floor 1, building 4, No. 1255, Jinhai Road, pilot Free Trade Zone, Pudong New Area, Shanghai Applicant after: SHANGHAI RUIPU ENERGY Co.,Ltd. Applicant after: Ruipu Lanjun Energy Co.,Ltd. Address before: Room b105, 1st floor, building 4, 1255 Jinhai Road, Pudong New Area Free Trade Zone, Shanghai 200135 Applicant before: SHANGHAI RUIPU ENERGY Co.,Ltd. Applicant before: RUIPU ENERGY Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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