CN114824435A - 一种锂电池及装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种锂电池及装配方法，包括外壳、电芯、正极盖板、正极绝缘片、正极集流结构和负极集流结构，所述外壳为中空柱形管，所述正极端开口，所述负极端封闭，负极端表面中心设有装配通孔A，所述正极盖板安装在正极集流结构上，所述正极绝缘片安装在正极集流结构上，位于正极盖板与正极集流结构中间，所述电芯正极面与正极集流结构焊接，所述电芯负极面与负极集流结构焊接，所述负极集流结构通过装配通孔A与外壳负极端连接。本发明的有益效果体现在：将集流柱设置在集流盘上，加强了集流柱与集流盘之间的连接，进一步减小了电池内阻增大电流；将绝缘片及盖板直接安装在集流柱上，减少了焊接步骤，简化了工艺流程。
Description
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，涉及锂电池装配技术，具体涉及一种锂电池及装配方法。
背景技术
锂电池是以锂金属或锂合金为负极材料，二氧化锰为正极，锂盐溶解在有机溶剂中作为电解液的电池。锂电池由于大电流、高能量密度及寿命高等优点，在众多种类的电池中脱颖而出，被广泛应用于各种场景下的各种设备。
现有锂电池大多采用在盖板上设置集流柱，集流盘与电芯焊接，集流盘再与集流柱焊接为一体的装配形式。此种装配方式中盖板与集流柱通过铆钉固连，并在连接处填入绝缘材料，工艺流程复杂；同时还需要考虑集流柱与集流盘之间焊接的可靠性，焊接效果不良会使电池电阻增大甚至失去集流柱与集流盘之间的电连接导致电池无法使用，且现有锂电池大多为两头二极柱形式的锂电池，正极和负极端都需要进行焊接电芯、集流盘与盖板的步骤，焊接操作次数多，降低了锂电池的组装效率。
现有技术中焊接集流盘与电芯的方式为：将电芯极耳沿集流盘下表面贴紧，采用激光电焊的方式，在集流盘上表面点焊触点。由于极耳位于集流盘下方，焊接时从集流盘上方点焊，极耳位置处于视野盲区，很容易出现极耳与集流盘贴合不佳，导致焊接效果差的情况，且由于无法准确判断极耳位置，往往无法将极耳全方面焊接在集流盘上，电池电阻较大，从而影响放电电流。
发明内容
为解决上述现有技术问题，本发明提供一种锂电池，采用的技术方案是：
一种锂电池，其特征在于，包括：
具有正极端和负极端的外壳；
具有正极面和负极面的电芯；
正极盖板；
正极绝缘片；
集流结构，所述集流结构包括正极集流结构和负极集流结构；
所述外壳为中空柱形管，所述正极端开口，所述负极端封闭，负极端表面中心设有装配通孔A；
所述集流结构包括集流盘和集流柱，所述集流柱设于集流盘中心，并与集流盘连为一体；
其中，所述正极盖板安装在正极集流结构上，用于封堵外壳正极端；
其中，所述正极绝缘片安装在正极集流结构上，位于正极盖板与正极集流结构中间；
其中，所述电芯正极面与正极集流结构焊接，所述电芯负极面与负极集流结构焊接；
其中，所述负极集流结构通过装配通孔A与外壳负极端连接；
优选的，所述集流盘还包括长弧孔，所述长弧孔用于供极耳穿过，分布位置与极耳一一对应；
优选的，所述长弧孔的宽度为1mm，长度为5mm；
优选的，所述正极集流柱上包括第一凹槽和第二凹槽，所述负极集流柱上包括第三凹槽；
其中，所述第一凹槽用于装配正极盖板，所述第二凹槽用于装配正极绝缘片，所述第三凹槽用于装配外壳负极端；
其中，所述第一凹槽与第二凹槽间距2mm；
优选的，所述电芯包括：
包括正极导电层和正极耳的正极片；
包括负极导电层和负极耳的负极片；
具有膈膜宽度方向的膈膜，所述膈膜宽度方向包括正方向和负方向；
其中，所述正极片、膈膜和负极片依次卷绕形成电芯；
其中，所述正极导电层设于正极片外侧，沿正方向引出正极耳，所述负极导电层设于负极片外侧，沿负方向引出负极耳；
优选的，所述正极盖板包括：
具有绝缘部的装配通孔B；
通孔C，所述通孔C用于向电池内部注入电解液；
盲孔D，所述盲孔D用于可在需要时被破坏以向电池内部二次注入电解液；
具有薄弱区的防爆孔，所述防爆孔为盲孔；
其中，所述绝缘部为绝缘材料涂层，所述涂层设于装配通孔B的开孔内壁并并沿装配通孔B向正极盖板上下表面延伸；
其中，所述薄弱区为十字型铣削槽；
其中，所述装配通孔B位于正极盖板中心；
其中，所述通孔C、盲孔D和防爆孔互不连通；
优选的，所述涂层沿装配通孔B向正极盖板上下表面延伸的距离为3mm；
优选的，所述正极绝缘片包括装配通孔E、通孔F、通孔G和通孔F，所述通孔F、通孔G和通孔F的位置关系与通孔C、盲孔D、防爆孔一一对应；
一种用于组装如权利要求1-8任一项所述的锂电池的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：负极集流结构与电芯负极端焊接，正极集流结构与电芯正极端焊接；
S2：正极绝缘片安装在正极集流柱的第二凹槽上；
S3：正极盖板安装在正极集流柱的第一凹槽上；
S4：电芯负极端向内装入外壳，外壳负极端安装在负极集流柱的第三凹槽上；
S5：正极盖板边缘与外壳正极端焊接；
优选的，步骤S5之后，正极集流结构、负极集流结构与外壳之间通过装配通孔A和装配通孔B连接的空隙，使用环氧树脂组合物进行绝缘固化密封。
本发明的有益效果体现在，提供一种锂电池，将集流柱设置在集流盘上，加强了集流柱与集流盘之间的连接，进一步减小了电池内阻增大电流；取消负极绝缘片，负极集流结构与外壳直接连接，将正极缘片及正极盖板直接安装在正极集流结构上，减少了焊接步骤，简化了工艺流程且成本降低；通过在集流盘上开设供极耳穿过的弧孔，使极耳可以穿过弧孔在集流盘上方与集流盘焊接，更加简单易操作，且可视化焊接使得极耳与集流盘之间的连接更加精确。
附图说明
图1示出了根据发明的锂电池装配关系爆炸图；
图2示出了来自图1的正极集流结构示意图；
图3示出了来自图1的负极集流结构示意图；
图4示出了来自图1的电芯部分示意图；
图5示出了来自图1的正极盖板示意图；
图6示出了来自图1的绝缘片示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6所示，本发明提供的具体实施例如下：
实施例1：
一种锂电池，其特征在于，包括：
具有正极端和负极端的外壳1；
具有正极面和负极面的电芯2；
正极盖板3；
正极绝缘片4；
正极集流结构5，包括正极集流盘51和正极集流柱52；
负极集流结构6，包括负极集流盘61和负极集流柱62；
所述外壳1为中空柱形管，所述正极端开口，所述负极端封闭，负极端表面中心设有装配通孔A；
其中，所述正极集流柱52设于正极集流盘51中心，并与正极集流盘51连为一体；
其中，所述负极集流柱62设于负极集流盘61中心，并与负极集流盘61连为一体；
其中，所述正极盖板3安装在正极集流柱52上，用于封堵外壳1正极端；
其中，所述正极绝缘片4安装在正极集流柱52上，位于正极盖板3与正极集流盘51中间；
其中，所述电芯2正极面与正极集流盘51焊接，所述电芯2负极面与负极集流盘61焊接；
其中，所述负极集流结构6通过装配通孔A与外壳1负极端连接。
锂电池集流柱与集流盘之间靠焊接连接，一旦焊接效果不良会使电池电阻增大甚至失去集流柱与集流盘之间的电连接导致电池无法使用；正极和负极端都需要进行焊接电芯、集流盘与盖板的步骤，焊接操作次数多，降低了锂电池的组装效率。
在本实施例中，本发明提供的一种锂电池，设置集流结构，正极盖板与正极绝缘片均安装在正极集流结构上，负极集流结构通过装配通孔A与外壳直接连接，略去了大量焊接步骤，提高组装效率，降低成本；且集流结构包括集流柱与集流盘，二者自成一体，工艺简单，避免了集流柱与集流盘焊接时由于焊接工艺误差等问题导致的焊接面积不足从而电阻增大效率降低的问题。
实施例2：
所述正极集流盘51和负极集流盘61均包括长弧孔7，所述长弧孔7用于供极耳穿过，分布位置与极耳一一对应。
现有技术将电芯极耳沿集流盘下表面贴紧，采用激光电焊的方式，在集流盘上表面点焊触点。由于极耳位于集流盘下方，焊接时从集流盘上方点焊，极耳位置处于视野盲区，很容易出现极耳与集流盘贴合不佳，导致焊接效果差的情况，且由于无法准确判断极耳位置，往往无法将极耳全方面焊接在集流盘上，电池电阻较大，从而影响放电电流。
在本实施例中，集流盘上设有长弧孔，极耳从长弧孔中穿过并折叠贴紧集流盘上表面，焊接时直接在集流盘上表面上进行点焊即可。在集流盘上表面点焊操作简单，且可视化焊接使得极耳与集流盘之间的连接更加精确。
优选的，所述长弧孔8的宽度为7mm，长度为5mm。
实施例3：
所述正极集流柱52上包括第一凹槽521和第二凹槽522，所述负极集流柱62上包括第三凹槽621；
其中，所述第一凹槽521用于装配正极盖板3，所述第二凹槽522用于装配正极绝缘片4，所述第三凹槽621用于装配外壳负极端；
其中，所述第一凹槽521与第二凹槽522间距2mm。
在本实施例中，在集流柱设置凹槽，使集流柱与盖板、绝缘片及外壳连接得更加稳固。电池在使用过程中，内部电解液反应会生成气体导致电池膨胀，往往会在电池正极盖板上设置泄压安全阀，正极盖板与正极绝缘片相对位置固定且紧密贴合，在电池内部压强增大时安全阀能立即反应并作用，增强了电池安全性。
实施例4：
所述电芯2包括：
包括正极导电层211和正极耳212的正极片21；
包括负极导电层221和负极耳222的负极片22；
具有膈膜宽度方向的膈膜23，所述膈膜宽度方向包括正方向和负方向；
其中，所述正极片21、膈膜23和负极片22依次卷绕形成电芯2；
其中，所述正极导电层211设于正极片21外侧，沿正方向引出正极耳212，所述负极导电层221设于负极片22外侧，沿负方向引出负极耳222。
现有锂电池往往在电芯中央留出通道，为了装配时能够使焊接头伸入通道，从而将负极集流盘与外壳焊接在一起。
在本实施例中，本发明提供的一种锂电池的电芯，由于负极集流结构与外壳不穿过电芯焊接，而是通过装配通孔A连接，电芯中央不留焊接通孔，卷绕更紧密，提高了电芯的能量密度，同等电池体积下，具有更高的电池容量。
实施例5：
所述正极盖板3包括：
具有绝缘部311的装配通孔B31；
通孔C32，所述通孔C32用于向电池内部注入电解液；
盲孔D33，所述盲孔D33用于可在需要时被破坏以向电池内部二次注入电解液；
具有薄弱部341的防爆孔34，所述防爆孔34为盲孔；
其中，所述绝缘部311为绝缘材料涂层，所述涂层设于装配通孔B31的开孔内壁并沿装配通孔B31向正极盖板3上下表面延伸；
其中，所述薄弱部341为十字型铣削槽；
其中，所述装配通孔B31位于正极盖板3中心；
其中，所述通孔B32、盲孔C33和防爆孔34互不连通。
在本实施例中，本发明提供的一种锂电池的正极盖板，包括装配通孔B、通孔C、盲孔D和防爆孔，用于实现装配、注液、二次注液及过压检测的功能。在装配通孔B内壁与沿装配通孔B向正极盖板上下延伸的表面上设置绝缘材料涂层，保证了集流柱与正极盖板的绝对绝缘；在防爆孔上设置薄弱区即十字型铣削槽，薄弱区相比于其他区域更易受到外力影响破裂，在电池内部过压膨胀时，防爆孔能够获得更好的反应速度，电池安全性提升。
优选的，所述涂层沿装配通孔B向正极盖板上下表面延伸的距离为3mm。
实施例6：
所述正极绝缘片4包括装配通孔E41、通孔F42、通孔G43和通孔F44，所述通孔F42、通孔G43和通孔F44的位置关系与通孔C32、盲孔D33、防爆孔34一一对应。
在本实施例中，本发明提供的一种锂电池的正极绝缘片，包括装配通孔E、通孔F、通孔G和通孔F，用于配合正极盖板实现装配、注液、二次注液及过压检测的功能。
实施例7：
一种用于组装本发明提供的锂电池的装配方法，包括以下步骤：
S1：负极集流结构6与电芯2负极端焊接，正极集流结构5与电芯2正极端焊接；
S2：正极绝缘片4安装在正极集流柱52的第二凹槽522上；
S3：正极盖板3安装在正极集流柱52的第一凹槽521上；
S4：电芯2负极端向内装入外壳1，外壳1负极端安装在负极集流柱62的第三凹槽621上；
S5：正极盖板3边缘与外壳1正极端焊接。
优选的，步骤S5之后，正极集流结构5、负极集流结构6与外壳1之间通过装配通孔A和装配通孔B连接的空隙，使用环氧树脂组合物进行绝缘固化密封。
在本实施例中，本发明提供的一种锂电池装配方法，电芯与集流结构焊接时，电芯极耳从长弧孔中穿过并折叠贴紧集流盘上表面，直接在集流盘上表面上进行点焊即可操作简单，连接精确；正极盖板、正极绝缘片与正极集流结构、负极集流结构与外壳负极端通过凹槽安装连接，略去了现有技术装配过程的焊接步骤，减少了电池部件之间的焊接程序，装配简单，非技术人员易学习上手。装配完成后，集流结构与外壳之间通过装配通孔A和装配通孔B连接的空隙，使用环氧树脂组合物进行绝缘固化密封，保证了电池整体的密封绝缘性。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系。
在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A～B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。
在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种锂电池，其特征在于，包括：
具有正极端和负极端的外壳；
具有正极面和负极面的电芯；
正极盖板；
正极绝缘片；
正极集流结构，包括正极集流盘和正极集流柱；
负极集流结构，包括负极集流盘和负极集流柱；
所述外壳为中空柱形管，所述正极端开口，所述负极端封闭，负极端表面中心设有装配通孔A；
其中，所述正极集流柱设于正极集流盘中心，并与正极集流盘连为一体；
其中，所述负极集流柱设于负极集流盘中心，并与负极集流盘连为一体；
其中，所述正极盖板安装在正极集流结构上，用于封堵外壳正极端；
其中，所述正极绝缘片安装在正极集流结构上，位于正极盖板与正极集流结构中间；
其中，所述电芯正极面与正极集流结构焊接，所述电芯负极面与负极集流结构焊接；
其中，所述负极集流结构通过装配通孔A与外壳负极端连接。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池，其特征在于：所述正极集流盘和负极集流盘均包括长弧孔，所述长弧孔用于供极耳穿过，分布位置与极耳一一对应。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池，其特征在于：所述长弧孔的宽度为1mm，长度为5mm。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池，其特征在于：
所述正极集流柱上包括第一凹槽和第二凹槽，所述负极集流柱上包括第三凹槽；
其中，所述第一凹槽用于装配正极盖板，所述第二凹槽用于装配正极绝缘片，所述第三凹槽用于装配外壳负极端；
其中，所述第一凹槽与第二凹槽间距2mm。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池，其特征在于，所述电芯包括：
包括正极导电层和正极耳的正极片；
包括负极导电层和负极耳的负极片；
具有膈膜宽度方向的膈膜，所述膈膜宽度方向包括正方向和负方向；
其中，所述正极片、膈膜和负极片依次卷绕形成电芯；
其中，所述正极导电层设于正极片外侧，沿正方向引出正极耳，所述负极导电层设于负极片外侧，沿负方向引出负极耳。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池，其特征在于，所述正极盖板包括：
具有绝缘部的装配通孔B；
通孔C，所述通孔C用于向电池内部注入电解液；
盲孔D，所述盲孔D用于可在需要时被破坏以向电池内部二次注入电解液；
具有薄弱区的防爆孔，所述防爆孔为盲孔；
其中，所述绝缘部为绝缘材料涂层，所述涂层设于装配通孔B的开孔内壁并并沿装配通孔B向正极盖板上下表面延伸；
其中，所述薄弱区为十字型铣削槽；
其中，所述装配通孔B位于正极盖板中心；
其中，所述通孔C、盲孔D和防爆孔互不连通。
7.根据权利要求5所述的一种锂电池，其特征在于：所述涂层沿装配通孔B向正极盖板上下表面延伸的距离为3mm。
8.根据权利要求1所述的一种锂电池，其特征在于：所述正极绝缘片包括装配通孔E、通孔F、通孔G和通孔F，所述通孔F、通孔G和通孔F的位置关系与通孔C、盲孔D、防爆孔一一对应。
9.一种用于组装如权利要求1-8任一项所述的锂电池的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：负极集流结构与电芯负极端焊接，正极集流结构与电芯正极端焊接；
S2：正极绝缘片安装在正极集流柱的第二凹槽上；
S3：正极盖板安装在正极集流柱的第一凹槽上；
S4：电芯负极端向内装入外壳，外壳负极端安装在负极集流柱的第三凹槽上；
S5：正极盖板边缘与外壳正极端焊接。
10.根据权利要求9所述的一种锂电池的装配方法，其特征在于：步骤S5之后，正极集流结构、负极集流结构与外壳之间通过装配通孔A和装配通孔B连接的空隙，使用环氧树脂组合物进行绝缘固化密封。
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| CN202210622664.6A CN114824435A (zh) | 2022-06-01 | 2022-06-01 | 一种锂电池及装配方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115275464A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-01 | 肇庆小鹏汽车有限公司 | 底盖组件和圆柱电池 |
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2022
- 2022-06-01 CN CN202210622664.6A patent/CN114824435A/zh active Pending
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