CN118016959A - 一种电容式蓄电池制造方法及电容式蓄电池 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电容式蓄电池制造方法，其包括以下步骤制备正极片、负极片以及隔膜；在正极片以及负极片上连接有导针；将由内至外依次为正极片、隔膜、负极片以及隔膜的工件卷绕成电芯；电芯套入金属外壳；烘烤产品；在充满惰性气体的密闭环境下，将电解液浸入金属外壳与电芯的缝隙中；在充满惰性气体的密闭环境下，将胶塞套设在两个导针上，直至嵌入金属外壳中；在充满惰性气体的密闭环境下，将金属外壳组立封口；清洗产品；对产品进行初次预激活和稳定化。本申请具有让产品不易吸收空气中的水分，以及让产品充分吸收电解液的效果。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术的领域，尤其是涉及一种电容式蓄电池制造方法及电容式蓄电池。
背景技术
电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置，其中传统电池为了方便更换，用的是软包和钢壳封装，则必须要有配套的电池盒才能使用，或者要另行焊接引脚才能固定到PCB板上，加工复杂成本高，难以实现流水线自动化加工，故为了便于更换会选择使用电容式蓄电池。
相关技术中，电容式蓄电池制造方法与电容的制造方式类似，具体的包括以下步骤，第一，制备正极片、负极片以及隔膜；第二，在正极片以及负极片上连接有导针；第三，将由内至外依次为正极片、隔膜、负极片以及隔膜的工件卷绕成电芯；第四，将胶塞套在两个导针上；第五，将电芯嵌入金属外壳；第六，烘烤产品；第七，在充满惰性气体的密闭环境下，将电解液浸入金属外壳与电芯的缝隙中；第八，在充满惰性气体的密闭环境下，将金属外壳组立封口；第九，清洗；第十，对产品进行初次预激活和稳定化。
针对上述中的相关技术，存在有产品容易吸收空气中的水分以及产品吸收电解液不充分，而导致产品质量较差的缺陷。
发明内容
为了在制造过程中让产品不易吸收空气中的水分，以及让产品充分吸收电解液，本申请提供一种电容式蓄电池制造方法及电容式蓄电池。
第一方面，本申请提供一种电容式蓄电池制造方法，采用如下的技术方案：
一种电容式蓄电池制造方法，包括以下步骤：
制备正极片、负极片以及隔膜；
在正极片以及负极片上连接有导针；
将由内至外依次为正极片、隔膜、负极片以及隔膜的工件卷绕成电芯；
电芯套入金属外壳；
烘烤产品；
在充满惰性气体的密闭环境下，将电解液浸入金属外壳与电芯的缝隙中；
在充满惰性气体的密闭环境下，将胶塞套设在两个导针上，直至嵌入金属外壳中；
在充满惰性气体的密闭环境下，将金属外壳组立封口；
清洗产品；
对产品进行初次预激活和稳定化。
通过采用上述技术方案，相比于在烘烤前将胶塞套在导针上的方式，此种设计方式，在电解液进入产品后才套上胶塞，一方面，电芯上没有胶塞阻挡，电芯中的水汽容易烘烤干净，另一方面，电芯上没有胶塞阻挡，也容易吸收电解液，故而能提升产品质量，另外因胶塞没有被烘烤，所以胶塞不容易硫化变硬而引起龟裂，从而不易影响产品的密封效果，进而也不易降低产品的使用寿命。
优选的，所述在正极片以及负极片上连接有导针的步骤中，通过铆接或钉接将所述导针连接在所述正极片或所述负极片上。
通过采用上述技术方案，相比于通过胶粘将导针连接在正极片或负极片上的方式，此种设计方式，既能使导针与正极片或负极片之间的连接更加稳固，也是到导针与正极片或负极片的连接结构更加简洁，所以能让后续卷绕而成的电芯构造更加紧密，从而能减少电芯缝隙中残留的空气，进而能促进后续烘烤工序对电芯中水分的去除，故有助于提升产品质量。
优选的，所述在正极片以及负极片上连接有导针的步骤中，所述导针的一端形成有呈U形弯折形状的挂钩部，所述挂钩部内侧的其中一个侧壁与所述正极片或所述负极片固定连接，另一个侧壁与所述正极片或所述负极片形成穿套区，所述穿套区供与所述正极片或所述负极片相邻的所述隔膜嵌入。
通过采用上述技术方案，一方面，在导针铆接或钉接在极片上的过程中，可以借助挂钩部来稳定住导针的位置，从而有助于提升元件之间的组装准确性；另一方面，穿套区的设置，能够让与正极片或负极片相邻的隔膜嵌入，所以能使卷绕后的电芯更加紧密。
优选的，所述电芯套入金属外壳的步骤中，所述金属外壳的内部预置有起绝缘作用的隔离垫，所述隔离垫位于所述金属外壳的底部。
通过采用上述技术方案，因隔离垫的设置，则能够对电芯与金属外壳之间进行绝缘隔离，同时隔离垫只位于金属外壳的底部，也不易阻挡后续电解液的浸入，所以也有助于让电芯充分吸收电解液。
优选的，所述烘烤产品的步骤中，产品分多次烘烤以及多次冷却，其中多次烘烤的温度逐渐降低，在冷却状态下将流动状态的惰性气体喷在产品上。
通过采用上述技术方案，相比于直接烘烤的方式，此种设计方式，一方面，多次烘烤多次冷却，则在烤箱加热温度比较高的情况也能防止产品被加热至过高温度，另一方面，在冷却状态下，还能将流动状态下的惰性气体喷在产品上，既可以挤出产品中的空气，以降低产品中的水分，也可以为产品进行降温，以缩短冷却的时间，从而能在提升产品质量的同时提升产品的生产速度。
优选的，所述在充满惰性气体的密闭环境下，将电解液浸入金属外壳与电芯的缝隙中的步骤中，多个产品含浸在装有电解液的含浸槽中，其中含浸槽处于真空状态。
通过采用上述技术方案，一方面，多个产品同时含浸在含浸槽中，能提升加工效率，另一方面，含浸槽处于真空状态下，能让电芯更充分地吸收电解液，从而能更高效地制作出产品质量好的电容式蓄电池。
优选的，所述在充满惰性气体的密闭环境下，将电解液浸入金属外壳与电芯的缝隙中的步骤中，还包括步骤：
对单个产品以多注多抽的方式进行浸液处理；
对产品进行真空处理。
通过采用上述技术方案，其一，单个产品进行注液，能够防止电解液被污染，所以能使得批量制造的电容式蓄电池质量更高；其二，相比于产品浸泡在电解液中的方式，此种设计方式，因电解液会多次注入产品中，再多次中产品中抽出，则能让电解液更充分地浸透电芯，以让产品更充分地吸收电解液；其三，因需要对产品进行多注多抽，则不便于在真空状态下实现，故在多注多抽结束后再对产品进行真空处理的方式，可以将产品中多余的气体给抽走，从而能通过补偿处理的方式让电芯充分吸收电解液，进而有助于保持产品的质量。
优选的，所述对单个产品以多注多抽的方式进行浸液处理的步骤中，其中在注液与抽液之间，先将高压的惰性气体注入产品中，接着再将高压的惰性气体抽出产品。
通过采用上述技术方案，在注液后、抽液前，先将高压的惰性气体注入产品中，则能促进电解液浸透电芯，接着再将高压的惰性气体抽走，以防止对后续注液的阻碍，综上便能够让产品更充分地吸收电解液，从而便有助于提升产品质量。
优选的，所述在充满惰性气体的密闭环境下，将金属外壳组立封口的步骤中，还包括步骤：
将金属外壳位于胶塞所在位置的部分进行束腰处理；
将金属外壳位于胶塞靠近导针的部分进行折弯封口处理。
通过采用上述技术方案，相比于直接对金属外壳进行折弯封口处理的方式，此种设计方式，先对金属外壳进行束腰处理，以加强金属外壳与胶塞之间的连接稳定性，接着再对金属外壳进行折弯封口处理，以完成产品最后的密封处理，从而有助于提升产品质量。
第二方面，本申请提供一种电容式蓄电池，采用如下的技术方案：
一种电容式蓄电池，包括所述的电容式蓄电池制造方法得到的电容式蓄电池。
通过采用上述技术方案，则能够让产品不易吸收空气中的水分，以及让产品充分吸收电解液，从而有助于提升产品质量。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.在电解液进入产品后才套上胶塞，一方面，电芯上没有胶塞阻挡，电芯中的水汽容易烘烤干净，另一方面，电芯上没有胶塞阻挡，也容易吸收电解液，故而能提升产品质量，另外因胶塞没有被烘烤，所以胶塞不容易硫化变硬而引起龟裂，从而不易影响产品的密封效果，进而也不易降低产品的使用寿命；
2.通过对单个产品以多注多抽的方式进行浸液处理，以及浸液处理后对产品进行真空处理，其一，单个产品进行注液，能够防止电解液被污染，所以能使得批量制造的电容式蓄电池质量更高；其二，相比于产品浸泡在电解液中的方式，此种设计方式，因电解液会多次注入产品中，再多次中产品中抽出，则能让电解液更充分地浸透电芯，以让产品更充分地吸收电解液；其三，因需要对产品进行多注多抽，则不便于在真空状态下实现，故在多注多抽结束后再对产品进行真空处理的方式，可以将产品中多余的气体给抽走，从而能通过补偿处理的方式让电芯充分吸收电解液，进而有助于保持产品的质量。
附图说明
图1是本申请实施例中导针与极片第一种连接方式的示意图。
图2是本申请实施例中极片与隔膜如何卷绕成电芯所做的示意图。
图3是本申请实施例中导针与极片第二种连接方式的示意图。
图4是本申请实施例中电芯放入金属外壳的示意图。
图5是本申请实施例中胶塞套在导针的示意图。
图6是本申请实施例中金属外壳进行束腰处理的示意图。
图7是本申请实施例中金属外壳进行封口处理的示意图。
附图标记说明：1、正极片；2、负极片；3、隔膜；4、导针；41、挂钩部；42、穿套区；5、电芯；6、金属外壳；7、胶塞；8、隔离垫。
具体实施方式
以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种电容式蓄电池制造方法。包括以下步骤：
参照图1和图2，第一，通过配料、涂布、辊压以及裁切的方式，制备好一个正极片1、一个负极片2以及两个隔膜3。
参照图1和图2，第二，将两个导针4的一端分别连接在正极片1或者负极片2上，具体的有两种方式，其一，导针4通过铆接或者钉接的方式与正极片1或者负极片2固定连接，所以能通过简洁的结构实现导针4与极片之间的连接，以提升后续正极片1、负极片2以及隔膜3所卷绕而成的电芯5的紧密性。
参照图2和图3，其二，若不需要过于考虑导针4与极片之间的连接间接性，则导针4的一端一体折弯成型有呈U形弯折形状的挂钩部41，其中挂钩部41内侧的其中一个侧壁会与正极片1或负极片2固定连接，另一个侧壁会与正极片1或负极片2形成穿套区42，穿套区42供与正极片1或负极片2相邻的隔膜3嵌入，所以依次以正极片1、隔膜3、负极片2以及隔膜3堆叠的工件能够更加紧密，从而也能促进后续卷绕后电芯5的紧密性。
参照图1和图2，第三，将由至内依次为正极片1、隔膜3、负极片2以及隔膜3的工件卷绕成电芯5。
参照图4，第四，将电芯5套入金属外壳6中，其中金属外壳6的内部预置有隔离垫8，隔离垫8只位于金属外壳6的底部，并且隔离垫8与电芯5相抵接，而且电芯5的周侧与金属外壳6的内侧壁存在供电解液进入的间隙。
参照图4，第五，烘烤产品，具体的有两种方式，其一，将产品放入烤箱中进行烘烤，直至烤干电芯5中的水分，才送入下一个工序；其二，若不考虑制造的繁琐性，则将产品分多次烘烤以及多次冷却，也就是在一次烘烤后会进行一次冷却，则在烤箱加热温度比较高的情况也能防止产品被加热至过高温度，其中多次烘烤的温度会逐渐降低，以及在冷却时还通过气枪将惰性气体（如氮气或稀有气体）喷在产品上，所以既可以挤出产品中的空气，以降低产品中的水分，也可以为产品进行降温，以缩短冷却的时间，从而能在提升产品质量的同时提升产品的生产速度。
参照图4，第六，在充满惰性气体（如氮气或稀有气体）的密闭环境下，将电解液浸入金属外壳6与电芯5的缝隙中，其中密闭环境为手套箱中，具体的，有两种方式，其一，多个产品会安装在一个治具上，多个产品跟随治具一起放入装有电解液的含浸槽中，接着通过盖子盖住含浸槽的槽口，然后对含浸槽进行真空处理，以使电芯5更充分地吸收电解液，同时因为能让多个产品同时进行浸液处理，从而能更高效地制作出产品质量好的电容式蓄电池。
参照图4，其二，多个产品也会安装在一个治具上，但是会通过注液头对单个产品进行浸液处理，具体的，会通过多注多抽的方式，也就是将电解液注入产品再从产品中抽走，循环反复多次，同时根据产品规格的不同选择不同的方式，比如三注三抽、三注四抽以及四注五抽，综上该种方式，既不会污染电解液，也能够让电解液更充分地浸透电芯5，另外因为对单个产品进行多注多抽是不便于在真空状态下操作，故而在多注多抽结束后，多个产品会被送走，待到预定位置后会通过盖子盖住多个治具，并对治具所在的密闭空间进行真空处理，以将产品中多余的气体（也就是密闭环境下的惰性气体）给抽走，从而能通过补偿处理的方式让电芯5充分吸收电解液，进而有助于保持产品的质量。
此外在第二种浸液方式下，在一次注液与一次抽液之间，还可以先将高压的惰性气体（如氮气或稀有气体）注入产品中，以促进电解液浸透电芯5，接着再将高压的惰性气体抽出产品，以防止对后续注液的阻碍，所以能提升产品的质量。
参照图5和图6，第七，在充满惰性气体（如氮气或稀有气体）的密闭环境（如手套箱）下，将胶塞7套设在两个导针4上，直至嵌入金属外壳6中；第八，在充满惰性气体（如氮气或稀有气体）的密闭环境（如手套箱）下，将金属外壳6位于胶塞7所在位置的部分进行挤压，以完成束腰处理。
参照图6和图7，第九，在充满惰性气体（如氮气或稀有气体）的密闭环境（如手套箱）下，将金属外壳6位于胶塞7靠近导针4的部分进行折弯，以完成封口处理，从而能提升产品的密封性。
第十，对产品进行清洗，此时产品离开手套箱；第十一，对产品进行初次预激活和稳定化，具体的依次为活化-套管-化成-老化-分容，从而便完成完整的电容式蓄电池的制造。
本申请实施例一种电容式蓄电池制造方法的实施原理为：在电解液浸入产品后才套上胶塞7，一方面，电芯5上没有胶塞7阻挡，电芯5中的水汽容易烘烤干净，另一方面，电芯5上没有胶塞7阻挡，也容易吸收电解液，故而能提升产品质量，另外因胶塞7没有被烘烤，所以胶塞7不容易硫化变硬而引起龟裂，从而不易影响产品的密封效果，进而也不易降低产品的使用寿命。
本申请实施例还公开一种电容式蓄电池，其中电容式蓄电池的结构与前述实施例的电容式蓄电池完全相同，此处不再赘述。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电容式蓄电池制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
制备正极片(1)、负极片(2)以及隔膜(3)；
在正极片(1)以及负极片(2)上连接有导针(4)；
将由内至外依次为正极片(1)、隔膜(3)、负极片(2)以及隔膜(3)的工件卷绕成电芯(5)；
电芯(5)套入金属外壳(6)；
烘烤产品；
在充满惰性气体的密闭环境下，将电解液浸入金属外壳(6)与电芯(5)的缝隙中；
在充满惰性气体的密闭环境下，将胶塞(7)套设在两个导针(4)上，直至嵌入金属外壳(6)中；
在充满惰性气体的密闭环境下，将金属外壳(6)组立封口；
清洗产品；
对产品进行初次预激活和稳定化。
2.根据权利要求1所述的电容式蓄电池制造方法，其特征在于：所述在正极片(1)以及负极片(2)上连接有导针(4)的步骤中，通过铆接或钉接将所述导针(4)连接在所述正极片(1)或所述负极片(2)上。
3.根据权利要求1所述的电容式蓄电池制造方法，其特征在于：所述在正极片(1)以及负极片(2)上连接有导针(4)的步骤中，所述导针(4)的一端形成有呈U形弯折形状的挂钩部(41)，所述挂钩部(41)内侧的其中一个侧壁与所述正极片(1)或所述负极片(2)固定连接，另一个侧壁与所述正极片(1)或所述负极片(2)形成穿套区(42)，所述穿套区(42)供与所述正极片(1)或所述负极片(2)相邻的所述隔膜(3)嵌入。
4.根据权利要求1所述的电容式蓄电池制造方法，其特征在于：所述电芯(5)套入金属外壳(6)的步骤中，所述金属外壳(6)的内部预置有起绝缘作用的隔离垫(8)，所述隔离垫(8)位于所述金属外壳(6)的底部。
5.根据权利要求1所述的电容式蓄电池制造方法，其特征在于：所述烘烤产品的步骤中，产品分多次烘烤以及多次冷却，其中多次烘烤的温度逐渐降低，在冷却状态下将流动状态的惰性气体喷在产品上。
6.根据权利要求5所述的电容式蓄电池制造方法，其特征在于：所述在充满惰性气体的密闭环境下，将电解液浸入金属外壳(6)与电芯(5)的缝隙中的步骤中，多个产品含浸在装有电解液的含浸槽中，其中含浸槽处于真空状态。
7.根据权利要求5所述的电容式蓄电池制造方法，其特征在于：所述在充满惰性气体的密闭环境下，将电解液浸入金属外壳(6)与电芯(5)的缝隙中的步骤中，还包括步骤：
对单个产品以多注多抽的方式进行浸液处理；
对产品进行真空处理。
8.根据权利要求7所述的电容式蓄电池制造方法，其特征在于：所述对单个产品以多注多抽的方式进行浸液处理的步骤中，其中在注液与抽液之间，先将高压的惰性气体注入产品中，接着再将高压的惰性气体抽出产品。
9.根据权利要求7所述的电容式蓄电池制造方法，其特征在于：所述在充满惰性气体的密闭环境下，将金属外壳(6)组立封口的步骤中，还包括步骤：
将金属外壳(6)位于胶塞(7)所在位置的部分进行束腰处理；
将金属外壳(6)位于胶塞(7)靠近导针(4)的部分进行折弯封口处理。
10.一种电容式蓄电池，其特征在于，包括由权利要求1至9中任意一项所述的电容式蓄电池制造方法得到的电容式蓄电池。
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