CN116154317A - 一种全极耳圆柱锂电池及其极耳揉平方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池技术领域，公开了一种全极耳圆柱锂电池，包括卷芯，所述卷芯的一端设有正极耳，所述卷芯的另一端设有负极耳；所述正极耳和/或所述负极耳的端面，包括：经揉平处理后的揉平区，以及未经揉平处理以提供电解液渗入间隙的非揉平区。与传统的将极耳端面全部揉平的方式相比较，本发明实施例提供的全极耳圆柱锂电池内，正极耳和/或负极耳的端面采用部分揉平、部分不揉平的设计方式，可利用非揉平区域内各叠层之间的间隙来形成电解液的流通通道，便于在后续的注液工序中电解液较为快速的渗入卷芯，缩短注液时间，大大提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种全极耳圆柱锂电池及其极耳揉平方法。
背景技术
目前，锂离子电池应用日趋广泛，对电池的性能提出了更高的要求。圆柱锂离子电池由于生产流程标准化、生产效率高、循环性能优异且一致性好，近年来广泛应用于汽车动力电池，具有广泛的应用前景。
现有的圆柱型锂离子电池通常是在正负极片上垂直于长边方向空出一段留白区，在其上焊接极耳，从而将电流引出；这种导流方式的内阻较大，只适用于小型圆柱电池。大型圆柱电池的充放电电流大，必须采用全极耳的形式，其在涂布时，沿着长边方向的一侧空出留白区形成全极耳，在卷绕后通过揉平的方式将留白区全部整平，再在其端面上焊接集流盘，从而将电流引出。全极耳的设计大大减小了集流体的内阻，加强了电池的快充能力，减小了电池的发热。但由于全极耳在揉平后完全遮盖了卷芯的上下间隙，使得在注液时电解液渗入卷芯困难，极大增加了注液时间，严重影响了生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全极耳圆柱锂电池及其极耳揉平方法，以解决现有全极耳电池存在的渗液困难及生产效率低下的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种全极耳圆柱锂电池，包括卷芯，所述卷芯的一端设有正极耳，所述卷芯的另一端设有负极耳；
所述正极耳和/或所述负极耳的端面，包括：经揉平处理后的揉平区，以及未经揉平处理以提供电解液渗入间隙的非揉平区。
可选的，所述卷芯沿其轴向设有贯通正极耳端面和负极耳端面的中心孔；
所述正极耳端面的揉平区和非揉平区均围绕所述中心孔呈圆环形状，和/或所述负极耳端面的揉平区和非揉平区均围绕所述中心孔呈圆环形状。
可选的，所述正极耳端面的揉平区位于外环，所述正极耳端面的非揉平区位于内环。
可选的，所述正极耳端面的揉平区的圆环宽度大于所述正极耳端面的非揉平区的圆环宽度。
可选的，所述全极耳圆柱锂电池还包括正极集流盘和盖帽，所述正极集流盘包括与所述正极耳端面的揉平区相匹配的环形本体和由所述环形本体向外延伸形成的导出部，所述环形本体与所述正极耳端面的揉平区焊接，所述导出部与盖帽上的正极柱焊接。
可选的，所述负极耳端面的揉平区位于内环，所述负极耳端面的非揉平区位于外环。
可选的，所述负极耳端面的揉平区的圆环宽度大于所述负极耳端面的非揉平区的圆环宽度。
可选的，所述全极耳圆柱锂电池还包括负极集流盘和底壳，所述负极集流盘包括与所述负极耳端面的揉平区相匹配的圆形本体，所述圆形本体的一侧表面与所述负极耳端面的揉平区焊接、另一侧表面与底壳上的负极柱焊接。
一种如上所述全极耳圆柱锂电池的极耳揉平方法，包括步骤：
在固定所述卷芯后，针对所述卷芯的正极耳和/或负极耳，分别控制揉平轮仅对极耳端面的预设的揉平区进行揉平，对极耳端面的预设的非揉平区不作揉平处理。
可选的，控制揉平轮对正极耳端面的预设的揉平区进行揉平的方法，包括：控制揉平轮由正极耳端面的外圈向中心方向旋转移动第一距离，所述第一距离小于所述正极耳端面的半径；
控制揉平轮对负极耳端面的预设的揉平区进行揉平的方法，包括：控制揉平轮由负极耳端面的中心向外圈方向旋转移动第二距离；
所述第一距离和所述第二距离均小于所述正极耳端面和所述负极耳端面的半径。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
与传统的将极耳端面全部揉平的方式相比较，本发明实施例提供的全极耳圆柱锂电池内，正极耳和/或负极耳的端面采用部分揉平、部分不揉平的设计方式，可利用非揉平区域内各叠层之间的间隙来形成电解液的流通通道，便于在后续的注液工序中电解液较为快速的渗入卷芯，缩短注液时间，大大提高生产效率。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的正极耳端面的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的负极耳端面的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的正极集流盘的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的正极耳揉平机构的结构视图。
图5为本发明实施例提供的负极耳揉平机构的结构视图。
图中标记说明：
正极耳1、中心孔11、负极耳2、正极集流盘3、环形本体31、导出部32、正极揉平轮4、负极揉平轮5。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
由于目前采用在卷绕后通过揉平的方式将极耳端面全部整平的方式，使得极耳端面的间隙被完全遮盖，导致在注液时电解液渗入卷芯困难，从而严重影响生产效率。为此，本发明实施例提供一种全极耳圆柱锂电池及其极耳揉平方法，以解决注液困难的问题。
具体的，请参阅图1和图2所示，本发明实施例提供的全极耳圆柱锂电池，包括卷芯，所述卷芯的一端设有正极耳1，所述卷芯的另一端设有负极耳2；
所述正极耳1和/或所述负极耳2的端面，包括：经揉平处理后的揉平区，以及未经揉平处理以提供电解液渗入间隙的非揉平区。
需要说明的是，揉平区指的是经揉平机构进行揉平处理的区域，在揉平处理后该区域内的各叠层的端部相互挤压折弯形成一相对较为平整且无间隙的端面，以便于与对应的集流盘实现可靠连接。
非揉平区指的是不进行揉平处理的区域，该区域内的叠层保持卷绕工序后的初始状态，即各叠层相互之间具有一定间隙，该间隙将会形成为供电解液流通的通道，从而便于在注液工序中电解液快速渗入卷芯内部。
与传统的将极耳端面全部揉平的方式相比较，本发明实施例提供的全极耳圆柱锂电池内，正极耳1和/或负极耳2的端面采用部分揉平、部分不揉平的设计方式，可利用非揉平区域内各叠层之间的间隙来形成电解液的流通通道，便于在后续的注液工序中电解液较为快速的渗入卷芯，缩短注液时间，大大提高生产效率。
在实际应用中，正极耳1和/或负极耳2端面的揉平区和非揉平区的划分可以采用任意规则或者不规则的方式，只要能够保证部分未揉平即可。
在一种可选的实施方式中，所述卷芯沿其轴向设有贯通正极耳1端面和负极耳2端面的中心孔11；所述正极耳1端面的揉平区和非揉平区均围绕所述中心孔11呈圆环形状，和/或所述负极耳2端面的揉平区和非揉平区均围绕所述中心孔11呈圆环形状。为降低揉平工序的复杂度的极耳端面的结构特性，本实施例将揉平区和非揉平区按内环和外环的方式划分。
进一步的，由于沿卷芯轴向设置且贯通正极耳1端面和负极耳2端面的中心孔11，用于在后续焊接工序中供焊针由正极耳1侧插入至负极耳2侧，实现位于负极耳2侧的负极集流盘与底壳之间的焊接。因此，为便于负极集流盘与底壳的焊接操作，避免焊针对正极耳1与正极集流盘3之间的连接可靠性的不良影响，可选的，所述正极耳1端面的揉平区位于外环，所述正极耳1端面的非揉平区位于内环，如图1所示。
可选的，所述正极耳1端面的揉平区的圆环宽度大于所述正极耳1端面的非揉平区的圆环宽度。这样，由于正极耳1端面的揉平区后续用于与正极集流盘3焊接，揉平区的圆环宽度越大，越能够增大正极耳1与正极集流盘3的接触面积，不仅能够保证正极耳1与正极集流盘3之间的连接可靠性，而且能够有效降低内阻，提升电池性能。示例性的，所述正极耳1端面的揉平区的圆环宽度R1大于整个卷芯的圆环R0的一半。
另外，所述全极耳圆柱锂电池还包括正极集流盘3和盖帽，如图3所示，所述正极集流盘3包括与所述正极耳1端面的揉平区尺寸相匹配的环形本体31和由所述环形本体31向外延伸形成的导出部32，所述环形本体31与所述正极耳1端面的揉平区焊接，所述导出部32与盖帽上的正极柱焊接。通过正极集流盘3，可以实现正极耳1与正极柱之间的电连接。
实际上，对于揉平区和非揉平区，负极耳2端面既可以采用与正极耳1端面相同的区域划分方式，也可以采用与正极耳1端面不同的区域划分方式。在一种可选的实施方式中，所述负极耳2端面的揉平区位于内环，所述负极耳2端面的非揉平区位于外环，如图2所示。
所述负极耳2端面的揉平区的圆环宽度大于所述负极耳2端面的非揉平区的圆环宽度。与正极耳1端面类似，由于负极耳2端面的揉平区后续用于与负极集流盘焊接，揉平区的圆环宽度越大，越能够增大负极耳2与负极集流盘的接触面积，不仅能够保证负极耳2与负极集流盘之间的连接可靠性，而且能够有效降低内阻，提升电池性能。示例性的，所述负极耳2端面的揉平区的圆环宽度R2大于整个卷芯的圆环宽度R0的一半。
所述全极耳圆柱锂电池还包括负极集流盘和底壳，所述负极集流盘包括与所述负极耳2端面的揉平区相匹配的圆形本体，所述圆形本体的一侧表面与所述负极耳2端面的揉平区焊接、另一侧表面与底壳上的负极柱焊接。通过负极集流盘，可实现负极耳2与底壳的负极柱之间的电连接。
此外，本发明实施例还提供了一种应用于上述全极耳圆柱锂电池的极耳揉平方法，包括：在固定所述卷芯后，针对所述卷芯的正极耳1和/或负极耳2，分别控制揉平轮仅对极耳端面的预设的揉平区进行揉平，对极耳端面的预设的非揉平区不作揉平处理。
具体的，控制揉平轮对正极耳1端面的预设的揉平区进行揉平的方法，包括：如图4所示，控制正极揉平轮4由正极耳1端面的外圈向中心方向旋转移动第一距离，所述第一距离小于所述正极耳1端面的半径；
控制揉平轮对负极耳2端面的预设的揉平区进行揉平的方法，包括：如图5所示，控制负极揉平轮5由负极耳2端面的中心向外圈方向旋转移动第二距离；
所述第一距离和所述第二距离均小于所述正极耳1端面和所述负极耳2端面的半径。
与传统的将极耳端面全部揉平的方式相比较，本发明实施例提供的极耳揉平方法，对正极耳1和/或负极耳2的端面采用部分揉平、部分不揉平的方式，可利用非揉平区域内各叠层之间的间隙来形成电解液的流通通道，便于在后续的注液工序中电解液较为快速的渗入卷芯，缩短注液时间，大大提高生产效率。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种全极耳圆柱锂电池，包括卷芯，其特征在于，所述卷芯的一端设有正极耳，所述卷芯的另一端设有负极耳；
所述正极耳和/或所述负极耳的端面，包括：经揉平处理后的揉平区，以及未经揉平处理以提供电解液渗入间隙的非揉平区。
2.根据权利要求1所述的全极耳圆柱锂电池，其特征在于，所述卷芯沿其轴向设有贯通正极耳端面和负极耳端面的中心孔；
所述正极耳端面的揉平区和非揉平区均围绕所述中心孔呈圆环形状，和/或所述负极耳端面的揉平区和非揉平区均围绕所述中心孔呈圆环形状。
3.根据权利要求2所述的全极耳圆柱锂电池，其特征在于，所述正极耳端面的揉平区位于外环，所述正极耳端面的非揉平区位于内环。
4.根据权利要求3所述的全极耳圆柱锂电池，其特征在于，所述正极耳端面的揉平区的圆环宽度大于所述正极耳端面的非揉平区的圆环宽度。
5.根据权利要求3所述的全极耳圆柱锂电池，其特征在于，所述全极耳圆柱锂电池还包括正极集流盘和盖帽，所述正极集流盘包括与所述正极耳端面的揉平区相匹配的环形本体和由所述环形本体向外延伸形成的导出部，所述环形本体与所述正极耳端面的揉平区焊接，所述导出部与盖帽上的正极柱焊接。
6.根据权利要求2所述的全极耳圆柱锂电池，其特征在于，所述负极耳端面的揉平区位于内环，所述负极耳端面的非揉平区位于外环。
7.根据权利要求6所述的全极耳圆柱锂电池，其特征在于，所述负极耳端面的揉平区的圆环宽度大于所述负极耳端面的非揉平区的圆环宽度。
8.根据权利要求6所述的全极耳圆柱锂电池，其特征在于，所述全极耳圆柱锂电池还包括负极集流盘和底壳，所述负极集流盘包括与所述负极耳端面的揉平区相匹配的圆形本体，所述圆形本体的一侧表面与所述负极耳端面的揉平区焊接、另一侧表面与底壳上的负极柱焊接。
9.一种如权利要求1所述全极耳圆柱锂电池的极耳揉平方法，其特征在于，包括步骤：
在固定所述卷芯后，针对所述卷芯的正极耳和/或负极耳，分别控制揉平轮仅对极耳端面的预设的揉平区进行揉平，对极耳端面的预设的非揉平区不作揉平处理。
10.根据权利要求9所述的极耳揉平方法，其特征在于，
控制揉平轮对正极耳端面的预设的揉平区进行揉平的方法，包括：控制揉平轮由正极耳端面的外圈向中心方向旋转移动第一距离，所述第一距离小于所述正极耳端面的半径；
控制揉平轮对负极耳端面的预设的揉平区进行揉平的方法，包括：控制揉平轮由负极耳端面的中心向外圈方向旋转移动第二距离；
所述第一距离和所述第二距离均小于所述正极耳端面和所述负极耳端面的半径。
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