CN115064842A - 一种锂离子电池集流结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锂离子电池集流结构,电池具有卷芯,包括:支撑盘,支撑盘上具有第一注液通道,第一注液通道与卷芯的中心孔连通;压合盘,压合盘上具有第二注液通道,第二注液通道与第一注液通道连通;在卷芯的靠近支撑盘的一端的一部分极耳延伸至支撑盘和压合盘之间,支撑盘与压合盘连接进而夹住极耳,且极耳同时与支撑盘和压合盘连接,本发明的通过设计一种集流结构,避免了极耳因弯折过渡断裂和极耳与支撑盘贴合不良的情况的发生,进一步提升良率,支撑盘上的第一注液通道配合压合盘的第二注液通道,一起为电解液的快速注入提供了通道,能够防止电解液撒入至揉平区或支撑盘和压合盘之间缝隙,从而使电解液能够顺畅地进入至卷芯中。
Description
技术领域
本发明涉及新能源设备领域,特别涉及一种锂离子电池集流结构。
背景技术
常见的锂离子电池有圆柱、方形、软包三大类型,圆柱型锂离子电池由于电池内部多余空间较小而能量密度高,并且由于其圆形卷芯的膨胀相对较小因而循环寿命长。在圆柱形锂离子电池中,传统的极耳一般都是在每张极片上焊1~2根,且这1~2根极耳在极片卷绕然后要求呈对齐关系才能对折焊接,这种1~2根极耳结构的圆柱现在仍广泛应用于数码、电动工具、电动汽车等众多领域,但是,随着对功率的需求越来越高,圆柱电池的传统极耳结构无法满足性能需求,圆柱电池开始出现全极耳的结构。
圆柱电池的全极耳一般是需要将极耳揉平形成一个平面后才能再焊接,现在传统的电池结构、仪器无法实现这种工艺,虽然一些新开发出的半成熟的仪器能具有揉平动作,但是,由于其揉平动作单一从而导致极耳受力不均匀,使极耳揉平面很容易产生翘曲,当极耳揉平面朝内翘曲导致太靠近隔膜时容易熔融隔膜,短路风险大,另外,极耳揉平面朝内或朝外的翘曲都会导致极耳揉平面与极柱的接触不均匀从而进一步导致焊接不均匀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池集流结构,使极耳在揉平后不会产生翘曲,改善极耳贴合以及焊接的效果。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种锂离子电池集流结构,所述电池具有卷芯,包括:支撑盘,所述支撑盘上具有第一注液通道,所述第一注液通道与所述卷芯的中心孔连通;压合盘,所述压合盘上具有第二注液通道,所述第二注液通道与所述第一注液通道连通;其中,在所述卷芯的靠近所述支撑盘的一端具有极耳,一部分所述极耳延伸至所述支撑盘和所述压合盘之间,所述支撑盘与所述压合盘连接进而夹住所述极耳,且所述极耳同时与所述支撑盘和所述压合盘连接。
进一步地,在上述的一种锂离子电池集流结构中,所述支撑盘包括主体部和引导部,所述引导部的一端与所述主体部连接,所述引导部的另一端向所述卷芯延伸,所述引导部的侧表面为斜面;由所述引导部的一端至所述引导部的另一端,所述引导部的外表面逐渐收缩。
进一步地,在上述的一种锂离子电池集流结构中,所述第一注液通道包括顺序连通的第一段和第二段;所述第二段位于所述第一段和所述卷芯之间,所述第一段的两端分别为第一进液端和第一出液端,所述第一进液端与所述第二注液通道连通,所述第一出液端与所述第二段连通;从所述第一进液端至所述第一出液端,所述第一段的截面面积逐渐减小。
进一步地,在上述的一种锂离子电池集流结构中,所述第二段的两端分别为第二进液端和第二出液端,所述第二出液端与所述第一进液端连通;在所述压合盘的轴线方向上,所述第二出液端的投影位于所述第一进液端内。
进一步地,在上述的一种锂离子电池集流结构中,由远离至靠近所述第一注液通道的方向,所述第二注液通道的截面面积逐渐减小。
进一步地,在上述的一种锂离子电池集流结构中,所述第一注液通道的轴线、所述第二注液通道的轴线和所述中心孔的轴线共线。
进一步地,在上述的一种锂离子电池集流结构中,所述主体部的侧表面为弧面,所述主体部与所述引导部平滑过渡。
进一步地,在上述的一种锂离子电池集流结构中,所述引导部的侧表面与水平方向的夹角为5°-15°。
进一步地,在上述的一种锂离子电池集流结构中,在所述压合盘的轴线方向上,所述第一注液通道的长度与所述第二注液通道的长度的比为1:3-3:1;所述支撑盘的外圆半径长度与所述压合盘的外圆半径的长度的比为3:5-1:1。
进一步地,在上述的一种锂离子电池集流结构中,所述引导部的另一端上具有出液嘴,所述出液嘴伸入至所述中心孔中,所述出液嘴与所述第一注液通道连通。
分析可知,本发明公开一种锂离子电池集流结构,本发明的通过设计一种集流结构,支撑盘与压合盘配合使用,实现了对极耳压紧,避免了极耳揉平面产生翘曲,使电池的内阻、加工的可实施性显著改善,同时支撑盘的引导部能够降低极耳的折弯角度,避免了极耳因弯折过渡断裂和极耳与支撑盘贴合不良的情况的发生,提升极耳与支撑盘的贴合效果,进一步提升良率,另外,支撑盘上的第一注液通道配合压合盘的第二注液通道,同时设置上大下小的形状特点,一起为电解液的快速注入提供了通道,其注液结构能够防止电解液撒入至揉平区或支撑盘和压合盘之间缝隙,从而使电解液能够顺畅地进入至卷芯中。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。其中:
图1本发明一实施例的结构示意图。
图2本发明一实施例的集流盘和支撑盘的结构剖视示意图。
图3本发明一实施例的集流盘和支撑盘的结构主视示意图。
图4本发明一实施例的支撑盘的结构剖视示意图。
图5本发明一实施例的压合盘的结构剖视示意图。
附图标记说明:1、支撑盘;101、主体部;102、引导部;2、压合盘;3、卷芯;4、第一注液通道;401、第一段;402、第二段;5、第二注液通道;6、出液嘴;7、中心孔;8、第一进液端;9、第一出液端;10、第二进液端;11、第二出液端。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上,本领域的技术人员将清楚,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可在本发明中进行修改和变型。例如,示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例,以产生又一个实施例。因此,所期望的是,本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
在本发明的描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间部件间接相连;可以是有线电连接、无线电连接,也可以是无线通信信号连接,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
所附附图中示出了本发明的一个或多个示例。详细描述使用了数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记的已经用于指代本发明的相似或类似的部分。如本文所用的那样,用语“第一”、“第二”、“第三”以及“第四”等可互换地使用,以将一个构件与另一个区分开,且不旨在表示单独构件的位置或重要性。
如图1-图3所示,根据本发明的实施例,提供了一种锂离子电池集流结构,电池具有卷芯3,包括:支撑盘1,支撑盘1上具有第一注液通道4,第一注液通道4与卷芯3的中心孔7连通;压合盘2,压合盘2上具有第二注液通道5,第二注液通道5与第一注液通道4连通;其中,在卷芯3的靠近支撑盘1的一端具有极耳,一部分极耳延伸至支撑盘1和压合盘2之间,支撑盘1与压合盘2连接进而夹住极耳,且所述极耳同时与所述支撑盘和所述压合盘连接,在使用时,支撑盘1通常设置于卷芯3的上方,卷芯3的这一部分极耳贴着支撑盘1的下表面伸入至支撑盘1和压合盘2之间,另一部分极耳则贴附于支撑盘1上,通过焊接的方式与支撑盘1连接,支撑盘1和压合盘2在把极耳压合得特别牢固后通过焊接的方式连接在一起(一般为压力焊或者超声波焊接,优选为超声波焊接),从而将极耳夹于支撑盘1和压合盘2之间,通过支撑盘1和压合盘2的夹持从而使极耳不会产生翘曲;第一注液通道4和第二注液通道5,则构成了向卷芯3的中心孔7注入电解液的通道,进入卷芯3的中心孔7的电解液向四周渗透扩散,直到完全渗透整个卷芯3,其中,卷芯3在生产过程中会将正极片、负极片、隔膜围绕着卷针进行卷绕从而形成卷芯3,在卷芯3形成后抽走卷针,抽走卷针后空出的位置即为卷芯3中心孔7。
优选地,支撑盘1包括主体部101和引导部102,引导部102的一端与主体部101连接,引导部102的另一端向卷芯3延伸,引导部102的侧表面为斜面,由引导部102的一端至所述引导部102的另一端,所述引导部102的外表面逐渐收缩,引导部102的外表面逐渐靠近第一注液通道4,引导部102整体呈现为凸形,凸形的引导部102能够引导极耳向上延伸,并且通过引导部102也能够控制极耳的弯折角度,从而使极耳以较小的弯折角度弯折,降低极耳断裂的可能性,提升极耳与引导部102的贴合效果。
优选地,第一注液通道4包括顺序连通的第一段401和第二段402;第二段402位于第一段401和卷芯3之间,第一段401的两端分别为第一进液端8和第一出液端9,第一进液端8与第二注液通道5连通,第一出液端9与第二段402连通;从第一进液端8至第一出液端9,第一段401的截面面积逐渐减小,第一注液通道4的第一段401整体为上大下小的结构,也就是第一进液端8截面面积大,第一出液端9截面面积小,从而使电解液向第一进液端8注入时更加方便,降低了电解液洒落到揉平区(支撑盘1和压合盘2之间区域,用于压紧极耳)的可能,使电解液能够快速高效的被注入至卷芯3里。
优选地,第二注液通道5连通的两端分别为第二进液端10和第二出液端11,第二出液端11与第一进液端8连通;在压合盘2的轴线方向上,所述第二出液端11位于第一进液端8的投影内,第一进液端8在水平方向上能够完全容纳第二出液端11,从而大大降低第二注液通道5中的电解液漏出的可能。
优选地,由远离至靠近第一注液通道4的方向,第二注液通道5的截面面积逐渐减小,第二注液通道5同样是使用上大下小的结构,第二注液通道5的上端截面面积更大,便于工作人员将电解液注入至第二注液通道5中,第二注液通道5的下端小能够方便电解液从第一进液端8进入至第一注液通道4中。
优选地,第一注液通道4的轴线、第二注液通道5的轴线和中心孔7的轴线共线,第一注液通道4、第二注液通道5和中心孔7同轴设置能够使电解液的输送更加顺畅。
优选地,主体部101的侧表面为弧面,主体部101与引导部102平滑过渡,引导部102与主体部101平滑过渡够进一步的降低极耳的弯折角度,从而进一步降低极耳断裂的可能。
优选地,引导部102的侧表面与水平方向的夹角为5°-15°,斜度可选为5°、7.5°、10°、12.5°、15°,优选为10°。
优选地,在压合盘2的轴线方向上,第一注液通道4的长度与第二注液通道5的长度的比为1:3-3:1。
支撑盘1的外圆半径长度与压合盘2的外圆半径的长度的比为4:5-1:1。
优选地,引导部102的另一端上具有出液嘴6,出液嘴6伸入至中心孔7中,出液嘴6与第一注液通道4连通,出液嘴6进一步的强化了本发明的注液能力。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:首先,支撑盘1的上表面非常平整,在和压合盘2的共同作用下将极耳牢固地夹在二者之间,从而使极耳的揉平面不会产生翘曲,使电池的内阻、加工的可实施性显著改善;其次,支撑盘1的下表面为凸形,降低了极耳弯折的角度,避免了极耳因弯折过渡断裂和极耳与支撑盘1贴合不良的情况的发生,提升极耳与支撑盘的贴合效果,进一步提高加工的可实施性;再次,支撑盘1的第二注液通道5配合第一注液通道4,同时设置上大下小的形状特点,能够方便电解液的快速注入,避免电解液撒在揉平区或支撑盘和压合盘之间缝隙,使得电解液快速高效通过压合盘2、支撑盘1进入卷芯3里。
在实际使用中,本发明的具体效果如表1所示,其中ACIR(mΩ)为交流内阻,通过表1可以看出使用本集流结构的电池露箔区掉粉的短路不良的比例和虚焊的不良比例均明显下降,相较于传统的电池,使用本集流结构的电池质量更加稳定。
表1集流结构效果对比表
与现有技术相比,本发明的通过设计与压合盘2配合使用的支撑盘1,实现了对极耳压紧,避免了极耳揉平面产生翘曲,同时支撑盘1的引导部能够降低极耳的折弯角度,提升极耳与支撑盘1的贴合效果,而支撑盘1上的第一注液通道4则为电解液的注入提供了通道,并且能够防止电解液撒入至揉平区。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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。
Claims (10)
1.一种锂离子电池集流结构,所述电池具有卷芯,其特征在于,包括:
支撑盘,所述支撑盘上具有第一注液通道,所述第一注液通道与所述卷芯的中心孔连通;
压合盘,所述压合盘上具有第二注液通道,所述第二注液通道与所述第一注液通道连通;
其中,在所述卷芯的靠近所述支撑盘的一端具有极耳,一部分所述极耳延伸至所述支撑盘和所述压合盘之间,所述支撑盘与所述压合盘连接进而夹住所述极耳,且所述极耳同时与所述支撑盘和所述压合盘连接。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池集流结构,其特征在于,所述支撑盘包括主体部和引导部,所述引导部的一端与所述主体部连接,所述引导部的另一端向所述卷芯延伸,所述引导部的侧表面为斜面;
由所述引导部的一端至所述引导部的另一端,所述引导部的外表面逐渐收缩。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池集流结构,其特征在于,所述第一注液通道包括顺序连通的;
所述第二段位于所述第一段和所述卷芯之间,所述第一段的两端分别为第一进液端和第一出液端,所述第一进液端与所述第二注液通道连通,所述第一出液端与所述第二段连通;
从所述第一进液端至所述第一出液端,所述第一段的截面面积逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池集流结构,其特征在于,所述第二注液通道连通的两端分别为第二进液端和第二出液端,所述第二出液端与所述第一进液端连通;
在所述压合盘的轴线方向上,所述第二出液端位于所述第一进液端的投影内。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池集流结构,其特征在于,由远离至靠近所述第一注液通道的方向,所述第二注液通道的截面面积逐渐减小。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池集流结构,其特征在于,所述第一注液通道的轴线、所述第二注液通道的轴线和所述中心孔的轴线共线。
7.根据权利要求2所述的一种锂离子电池集流结构,其特征在于,所述主体部的侧表面为弧面,所述主体部与所述引导部平滑过渡。
8.根据权利要求2所述的一种锂离子电池集流结构,其特征在于,所述引导部的侧表面与水平方向的夹角为5°-15°。
9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池集流结构,其特征在于,在所述压合盘的轴线方向上,所述第一注液通道的长度与所述第二注液通道的长度的比为1:3-3:1;
所述支撑盘的外圆半径长度与所述压合盘的外圆半径的长度的比为3:5-1:1。
10.根据权利要求2所述的一种锂离子电池集流结构,其特征在于,所述引导部的另一端上具有出液嘴,所述出液嘴伸入至所述中心孔中,所述出液嘴与所述第一注液通道连通。
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