CN114614101B - 圆柱电池的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆柱电池的制造方法，包括步骤：提供壳体、负极转接片和圆柱电芯，壳体包括顶盖、圆筒形侧壁和底盖，顶盖包括盖帽和密封钉，盖帽设有通孔，通孔位于盖帽的中心；底盖和圆筒形侧壁的底端连接，底盖上设有铆钉；负极转接片设有中心孔；所述圆柱电芯设有沿其轴向延伸的通道，且通道的直径小于中心孔的直径和通孔的直径；将负极转接片连接至圆柱电芯的负极；将盖帽连接至负极转接片；将正极转接片连接至圆柱电芯的正极；将加工后的圆柱电芯放置于壳体的圆筒形侧壁内，将正极转接片连接至铆钉。焊接完成后，再对盖帽和负极转接片的焊接牢度进行测试，排除瑕疵品。

Description

圆柱电池的制造方法

技术领域

本发明涉及领电池制造领域，具体涉及一种圆柱电池的制造方法。

背景技术

作为新能源汽车的最核心部件之一，锂离子具有能量密度高、循环寿命长、安全环保等优势，所以锂电池逐渐成为电动化时代的主流方向。

锂离子电池从形态上分为硬壳电池、软包电池、以及圆柱电池，其中圆柱电池具有体积能量密度高、结构简单、易于成组、便于标准化等优势。随着技术的发展，大圆柱电池逐渐成为市场的主流方向。

常规大圆柱电池的正极采用铆接结构，负极通过负极转接片连接到壳体。现有技术一般是先将铆钉安装于壳体的底盖上，将负极转接片和正极转接片分别与圆柱电芯两端的极耳揉平面焊接，然后将圆柱电芯、正极转接片、负极转接片一起安装于壳体内，并使得圆柱电芯的正极和正极转接片位于壳体的底端，再使用电阻焊将正极转接片和和铆钉连接，通过铆钉输出电流。壳体的顶盖将圆柱电池密封后，再使用激光焊使负极转接片和顶盖连接，完成圆柱电池的加工。

正极转接件和铆钉焊接后，可以通过机器测试正极转接件和铆钉的焊接牢度，比如可以对圆柱电芯和壳体分别施加使其脱开的力，以确定转接件和铆钉的焊接牢度。但是对于负极转接片来说，和壳体的顶盖焊接部，负极转接片位于圆柱电池的壳体内部，无法施力于正极转接件和顶盖，也就没办法测试负极转接片和顶盖的焊接牢度。在实际生产中，负极转接片和顶盖经常会存在虚焊或漏焊的问题，如果不能测试负极转接片和顶盖的焊接牢度而直接将其流入市场，就会出现大量的瑕疵电池，造成不良的影响，还会污染环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种圆柱电池的制造方法，以解决上述现有技术中存在的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种圆柱电池的制造方法，包括步骤：

S1、提供：

壳体，所述壳体包括顶盖、圆筒形侧壁和底盖，所述顶盖包括盖帽和密封钉，所述盖帽设有通孔，所述通孔位于所述盖帽的中心；所述底盖和所述圆筒形侧壁的底端连接，所述底盖上设有铆钉；

负极转接片，所述负极转接片设有中心孔；

圆柱电芯，所述圆柱电芯设有沿其轴向延伸的通道，且所述通道的直径小于所述中心孔的直径和所述通孔的直径，所述圆柱电芯两端具有正极和负极；

S2、将所述负极转接片连接至所述圆柱电芯的负极，且使得所述负极转接片的中心孔和所述圆柱电芯的通道对中；

S3、将所述盖帽连接至所述负极转接片，并使得所述盖帽的通孔和所述中心孔对中；

S4、将正极转接片连接至所述圆柱电芯的正极，并使得所述正极转接片覆盖所述通道；

S5、将所述步骤S4中加工后的所述圆柱电芯放置于壳体的圆筒形侧壁内，并使得所述圆柱电芯的正极和所述正极转接片靠近圆筒形侧壁的底盖处，将所述正极转接片连接至所述铆钉。

在一个实施例中，在所述步骤S2中，通过激光将所述负极转接片焊接至所述圆柱电芯的负极上。

在一个实施例中，在所述步骤S3中，将电阻焊的焊针从所述圆柱电芯的正极处穿入至所述通道内，并对所述负极转接片加热使其焊接于所述盖帽。

在一个实施例中，在所述步骤S4中，通过激光将所述正极转接片焊接至所述圆柱电芯的正极。

在一个实施例中，在所述步骤S5中，将所述电阻焊的焊针依次穿过所述顶盖的所述通孔、所述中心孔以及所述通道，并对所述正极转接片加热使其焊接于所述铆钉。

在一个实施例中，所述圆柱电池的制造方法还包括步骤：

S6、将所述圆筒形侧壁的顶端与所述盖帽的外周连接，再将密封钉连接至所述顶盖外部并覆盖所述通孔

在一个实施例中，所述顶盖还包括连接部，所述连接部从所述盖帽的外周朝所述圆柱电芯的方向延伸；

在所述步骤S6中，通过激光将所述连接部焊接至所述圆筒形侧壁。

在一个实施例中，在所述步骤S6中，通过激光将所述密封钉焊接至所述盖帽。

在一个实施例中，所述负极转接片的中心孔直径和所述通孔的直径相等。

在一个实施例中，所述壳体为钢壳。

一种圆柱电池，本发明将壳体的顶盖上设置了通孔，并使得通孔的位置和圆柱电芯的通道对应，负极转接片上也设置了中心孔，并且通孔和中心孔的直径均小于圆柱电芯的通道直径，负极转接片和圆柱电芯的负极连接后，可以使焊针穿过通道将负极转接片和盖帽连接。而且在焊接完成后，还可以对盖帽和负极转接片的焊接牢度进行测试，以检测是否存在虚焊或漏焊的情况，排除瑕疵品。

附图说明

图1是本发明的一个实施例中的负极转接片和盖帽连接的示意图。

图2是本发明的一个实施例中的正极转接片和圆柱电芯的正极连接后的示意图。

图3是本发明的一个实施例中的负极转接片和铆钉连接的示意图。

图4是本发明的一个实施例的安装完成后的圆柱电池示意图。

附图标记：100、圆柱电池；1、壳体、11、顶盖；111、盖帽；112、密封钉；113、连接部；114、通孔；12、圆筒形侧壁；13、底盖；2、圆柱电芯；21、圆柱电芯的负极；22、圆柱电芯的正极；23、通道；3、负极转接片；4、正极转接片；5、铆钉；200、焊针。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

本发明涉及一种圆柱电池100的制造方法，包括步骤：

S1、提供壳体1、负极转接片3和圆柱电芯2。壳体1包括顶盖11、圆筒形侧壁12和底盖13，顶盖11包括盖帽111和密封钉112，盖帽111设有通孔114，通孔114位于盖帽111的中心。底盖13和圆筒形侧壁12的底端连接，底盖13上设有铆钉5。负极转接片3设有中心孔。圆柱电芯2设有沿其轴向延伸的通道23，且通道23的直径小于中心孔的直径和通孔114的直径，圆柱电芯2两端具有正极和负极。

S2、将负极转接片3连接至圆柱电芯的负极21，且使得负极转接片3的中心孔和圆柱电芯2的通道23对中。

S3、将盖帽111连接至负极转接片3，并使得盖帽111的通孔114和中心孔对中。

S4、将正极转接片4连接至圆柱电芯的正极22，并使得正极转接片4覆盖通道23。

S5、将步骤S4中加工后的圆柱电芯2放置于壳体1的圆筒形侧壁12内，并使得圆柱电芯的正极22和正极转接片4靠近圆筒形侧壁12的底盖13处，将正极转接片4连接至铆钉5。

本发明将壳体1的顶盖11上设置了通孔114，并使得通孔114的位置和圆柱电芯2的通道23对中，而且负极转接片3上也设置了中心孔，并且通孔114和中心孔的直径均小于圆柱电芯2的通道23直径。因此，负极转接片3和圆柱电芯的负极21连接后，再将负极转接片3连接盖帽111，可以将检测设备对圆柱电芯2和盖帽111施加使两者朝向相互背离的方向运动的力，从而判断负极转接片3和盖帽111的焊接牢度。另外将正极转接片4和铆钉5连接后，同样可以使用检测设备对圆筒形侧壁12和圆柱电芯2施加使两者朝向相互背离的方向运动的力，从而检测正极转接片4和铆钉5的焊接牢度。另外，使用本发明的圆柱电池100的制造方法，在制造过程中，不仅可以检测正极转接片4和铆钉5的焊接牢度，还可以检测负极转接片3和盖帽111的焊接牢度，进而判断正极转接片4和铆钉5、负极转接片3和盖帽111中是否存在虚焊或漏焊的情况，排除瑕疵品。而且本发明将负极转接片3通过焊接方式连接盖帽111，不需要在圆筒形侧壁12上开设滚槽，不需要通过滚槽的方式连接负极转接片3，从而节省了圆柱电池100的空间，提高壳体1的空间利用率和圆柱电池100的能量密度。

可选地，在步骤S2中，通过激光将负极转接片3焊接至圆柱电芯的负极21上。如图1所示，负极转接片3为环状，负极转接片3的中心孔对应通孔114和通道23。负极转接片3连接圆柱电芯的负极21后，其中心孔和通孔114同轴设置，中心孔还能起到定位作用，方便负极转接片3连接圆柱电芯的负极21。另外，由于负极转接片3的中心孔的直径小于通道23的直径，负极转接片3和圆柱电芯的负极21连接后，焊针可穿过通孔114并对负极转接片3的中心孔的外周区加热，并使其和盖帽111连接。但应理解，在其他实施例中，通道23和通孔114也可偏心设置。负极转接片3小于圆柱电芯2的直径，如图1至图4所示，负极转接片3的直径小于所述圆柱电芯2的直径，一方面防止负极转接片3凸出于圆柱电芯2的外周，从而造成安装上的困难，另一方面还可以避免负极转接片3接触壳体1，防止短路，从而造成圆柱电芯2失控。

可选地，在步骤S3中，将电阻焊的焊针从圆柱电芯的正极22处穿入至通道23内，并对负极转接片3加热使其焊接于盖帽111。

可选地，在步骤S4中，通过激光将正极转接片4焊接至圆柱电芯的正极22。

可选地，在步骤S5中，将电阻焊的焊针依次穿过顶盖11的通孔114、中心孔以及通道23，并对正极转接片4加热使其焊接于铆钉5。

可选地，圆柱电池100的制造方法还包括步骤：S6、将圆筒形侧壁12的顶端与盖帽111的外周连接，再将密封钉112连接至顶盖11外部并覆盖通孔114。圆柱电池100内部焊接都完成后，需要将电解液从通孔114内输入，再将密封钉112焊接于通孔114处使壳体1形成一个密封的空间。

进一步地，顶盖11还包括连接部113，连接部113从盖帽111的外周朝圆柱电芯2的方向延伸。连接部113和盖帽111形成桶状。连接部113用于连接于圆筒形侧壁12的内壁。连接部113的形状优选为圆筒形，和圆筒形侧壁12配合以加强顶盖11和圆筒形侧壁12的密封连接。应理解，连接部113也可以为其他形状，还可以条状，条状的连接部113从盖帽111的外周朝向圆柱电芯的正极22延伸，不限制连接部113的形状。具体来说，可以将盖帽111外周和连接部113均连接于圆筒形侧壁12，使顶盖11连接于圆筒形侧壁12，连接部113可以加强顶盖11和圆筒形侧壁12的连接强度，并使得顶盖11和圆筒形侧壁12的密封连接。

在步骤S6中，通过激光将连接部113焊接至圆筒形侧壁12。激光可以将在圆筒形侧壁12的外部对其穿透焊接，使圆筒形侧壁12与连接部113焊接。

可选地，在步骤S6中，通过激光将密封钉112焊接至盖帽111。应理解，电解液从盖帽111的通孔114内倒入壳体1后，密封钉112和盖帽111之间需密封连接，防止壳体1内的电解液泄漏。

可选地，负极转接片3的中心孔直径和通孔114的直径相等，且均小于通道23的直径。中心孔的直径和通孔114的直径一致，可以使负极转接片3定位连接于盖帽111。具体地，负极转接片3和圆柱电芯的负极21连接后，使中心孔和盖帽111的通孔114定位对齐，再使用电阻焊的焊针将负极转接片3和盖帽111连接。另外，通孔114还位于盖帽111的中心，通孔114和圆柱电芯2的通道23以及集流片的中心孔对应，且三者中心基本重合，方便三者定位连接。

可选地，壳体1为钢壳。通过电阻焊可以将负极转接片3和钢壳焊接，钢壳的强度大于铝壳。

进一步地，圆柱电芯2还包括负极极耳和正极极耳，负极极耳被揉平后，再连接负极转接片3。

进一步地，铆钉5和底盖13之间绝缘连接，圆柱电芯的正极22通过正极转接片4连接至铆钉5，并通过铆钉5输出电流。在图2至图4的实施例中，正极转接片4为盘状，应理解，在其他实施例中，正极转接片4也可以为其他形状。

本发明将壳体1的盖帽111上设置了通孔114，负极转接片3上也设置了中心孔，并且使得通孔114和中心孔的直径均小于圆柱电芯2的通道23直径。通过将负极转接片3和圆柱电芯的负极21连接后，可以使电阻焊的焊针穿过通道23将负极转接片3和盖帽111连接。而且在焊接完成后，还可以对盖帽111和负极转接片3的焊接牢度进行测试，而且将正极转接片4和铆钉5通过电阻焊连接后，在顶盖11和圆筒形侧壁12焊接前，可以对正极转接片4和铆钉5之间的焊接牢度进行检测，保证正极转接片4和铆钉5、负极转接片3和顶盖11之间的焊接牢度都能够检测，避免出现焊接不老、虚焊或漏焊的问题，保证圆柱电池100的质量，减少瑕疵率。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种圆柱电池的制造方法，其特征在于，包括步骤：

S1、提供：

壳体，所述壳体包括顶盖、圆筒形侧壁和底盖，所述顶盖包括盖帽和密封钉，所述盖帽设有通孔，所述通孔位于所述盖帽的中心；所述底盖和所述圆筒形侧壁的底端连接，所述底盖上设有铆钉；

负极转接片，所述负极转接片设有中心孔；

圆柱电芯，所述圆柱电芯设有沿其轴向延伸的通道，且所述通道的直径小于所述中心孔的直径和所述通孔的直径，所述圆柱电芯两端具有正极和负极；

S2、将所述负极转接片连接至所述圆柱电芯的负极，且使得所述负极转接片的中心孔和所述圆柱电芯的通道对中；

S3、将所述盖帽连接至所述负极转接片，并使得所述盖帽的通孔和所述中心孔对中；

S4、将正极转接片连接至所述圆柱电芯的正极，并使得所述正极转接片覆盖所述通道；

S5、将所述步骤S4中加工后的所述圆柱电芯放置于壳体的圆筒形侧壁内，并使得所述圆柱电芯的正极和所述正极转接片靠近圆筒形侧壁的底盖处，将所述正极转接片连接至所述铆钉。

2.根据权利要求1所述的圆柱电池的制造方法，其特征在于，在所述步骤S2中，通过激光将所述负极转接片焊接至所述圆柱电芯的负极上。

3.根据权利要求1所述的圆柱电池的制造方法，其特征在于，在所述步骤S3中，将电阻焊的焊针从所述圆柱电芯的正极处穿入至所述通道内，并对所述负极转接片加热使其焊接于所述盖帽。

4.根据权利要求1所述的圆柱电池的制造方法，其特征在于，

在所述步骤S4中，通过激光将所述正极转接片焊接至所述圆柱电芯的正极。

5.根据权利要求1所述的圆柱电池的制造方法，其特征在于，

在所述步骤S5中，将电阻焊的焊针依次穿过所述顶盖的所述通孔、所述中心孔以及所述通道，并对所述正极转接片加热使其焊接于所述铆钉。

6.根据权利要求1所述的圆柱电池的制造方法，其特征在于，所述圆柱电池的制造方法还包括步骤：

S6、将所述圆筒形侧壁的顶端与所述盖帽的外周连接，再将密封钉连接至所述顶盖外部并覆盖所述通孔。

7.根据权利要求6所述的圆柱电池的制造方法，其特征在于，所述顶盖还包括连接部，所述连接部从所述盖帽的外周朝所述圆柱电芯延伸；

在所述步骤S6中，通过激光将所述连接部焊接至所述圆筒形侧壁。

8.根据权利要求6所述的圆柱电池的制造方法，其特征在于，在所述步骤S6中，通过激光将所述密封钉焊接至所述盖帽。

9.根据权利要求1所述的圆柱电池的制造方法，其特征在于，所述负极转接片的中心孔直径和所述通孔的直径相等。

10.根据权利要求1所述的圆柱电池的制造方法，其特征在于，所述壳体为钢壳。

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