CN208570816U - 便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池，包括：电池壳体，其外轮廓呈圆柱形；卷芯，其外轮廓呈圆柱形且被包覆于所述电池壳体内，所述卷芯具有位于其轴向两端的正极端面和负极端面；正极集流盘，其焊接于所述卷芯的所述正极端面；负极集流盘，其焊接于所述卷芯的所述负极端面；分别设置于所述电池壳体轴向两端部的正极端子和负极端子；在所述正极端面和所述负极端面上均分别开设有若干条轴向向内凹陷的凹槽。本申请这种电池在制作时能够非常方便地将电解液注入卷芯内部。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域，具体涉及一种便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池。
背景技术
随着新能源行业的发展，市场对动力型、储能型的电池特别是对锂离子动力电池的需求越来越大。锂离子电池大容量高功率性能越来越受到关注。一直以来，由于集流问题，锂电行业普遍都认为低容量常规电池采用小圆柱型卷绕工艺生产，高容量或高功率的电池采用方形叠片或卷绕工艺生产。
众所周知，锂离子电池极片的正、负极骨架是铜箔和铝箔，厚度都只有20微米左右，对如此薄的金属箔业内普遍认为是无法采用端面焊工艺的。所以迄今为止，一般圆柱形锂离子电池均采用单极耳集流，动力型的圆柱锂离子电池采用多极耳集流，而高功率、高容量的方形锂离子动力电池，多采用的是卷绕或叠片式工艺，特别是叠片工艺，极片冲切断面较多，极片周边的毛刺易刺穿隔膜造成短路，设备投资大，生产效率低。
相对于多极耳集流工艺和电池叠片工艺，端面焊工艺能够很好地解决锂离子电池的集流问题。传统端面焊圆柱型电池装配段制作工艺流程如图1所示，在正极片(板)的上侧和负极片的下侧沿卷绕方向预留一定宽度的集流体空白。将正、负极片沿宽度方向错开一定距离后卷绕成电芯(或称卷芯)。将电芯两端露出的空白集流体揉平成一个平面，再分别在其端面焊接集流盘。这种端面集流结构增加了集流盘与极片的接触面积，保证了焊接强度，有效降低了电池的内阻，大电流充放电过程中电流密度分布均匀，产热量少且散热性能好，有利于提高电池的安全性和循环寿命，适用于电动工具、电动自行车和电动汽车等动力电池领域。
但是端面焊圆柱电池制造过程中存在注液难的问题，卷绕后的电芯，经过揉平工艺，电芯两端外露的正、负极空白集流体表面为密实小缝隙的平面结构。在电池进行注液时，这种结构使得电解液难以渗入卷芯内部，降低了注液效率及注液的均匀性。
发明内容
本申请目的是：针对上述问题，提出一种便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池，这种电池在制作时能够非常方便地将电解液注入卷芯内部。
本申请的技术方案是：
一种便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池，包括：
电池壳体，其外轮廓呈圆柱形；
卷芯，其外轮廓呈圆柱形且被包覆于所述电池壳体内，所述卷芯具有位于其轴向两端的正极端面和负极端面；
正极集流盘，其焊接于所述卷芯的所述正极端面；
负极集流盘，其焊接于所述卷芯的所述负极端面；以及
分别设置于所述电池壳体轴向两端部的正极端子和负极端子；
在所述正极端面和所述负极端面上均分别开设有若干条轴向向内凹陷的凹槽。
本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：
所述卷芯包括卷绕在一起的正极片和负极片，并且所述正极片和所述负极片在所述卷芯的轴线方向上部分重叠错位布置，通过所述正极片的侧端部揉平而形成所述正极端面，通过对所述负极片在所述卷芯的侧端部揉平而形成所述负极端面。
通过对所述正极端面和所述负极端面进行激光切割而形成所述凹槽。
所述凹槽的槽底延伸至所述正极片和所述负极片的重叠处。
所述凹槽为直线槽。
所述凹槽径向贯穿所述卷芯。
所述凹槽沿着所述卷芯的直径方向延伸设置。
所述正极端面和所述负极端面上均分别设置有三条所述凹槽。
所述正极端面上的三条所述凹槽两两呈60°夹角布置，所述负极端面上的三条所述凹槽两两呈60°夹角布置。
所述凹槽的横截面为方形。
本申请的优点是：
1、原本被揉平的卷芯端面在一定程度上封闭了电解液进入卷芯内部的入口，而导致电解液很难从卷芯端面浸入卷芯内部。而本申请在卷芯端面上开设的凹槽将电解液浸入口重新打开，这样，在该电池的制作过程中，电解液能够通过上述凹槽顺利渗入卷芯内部，浸润卷芯，提高电解液的注入效率。
2、凹槽的槽底延伸至正极片和负极片的重叠处，即凹槽的槽深直达正、负极片的重叠处，从而使得从凹槽处能够看到卷芯内部正负极片重叠处的层状结构。这样，注电解液时，进入凹槽的电解液可非常迅速的直接进入正负极片的缝隙中而浸润卷芯。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统圆柱形锂离子端面焊电池的制作工艺流程图；
图2为申请实施例中圆柱形锂离子端面焊电池的制作工艺流程图；
图3为申请实施例中圆柱形锂离子端面焊电池的整体结构示意图；
图4为申请实施例中卷芯的结构示意图；
其中：1-电池壳体，2-卷芯，201-正极端面，202-负极端面，3-正极集流盘，5-正极端子，6-负极端子，4-凹槽。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
图3和图4示出了本申请这种圆柱形锂离子端面焊电池的一个优选实施例，与传统圆柱形锂离子端面焊电池相同的是，该电池也包括一外轮廓呈圆柱形的电池壳体1。电池壳体1内包覆有外轮廓也呈圆柱形的卷芯2。卷芯2由卷绕在一起的正极片、负极片和隔膜组成，而且正极片和负极片在卷芯2的轴线方向上错位布置，即正极片和负极片在卷芯2的轴线方向上仅部分重叠(显然，重叠处由隔膜隔开)而非完全重叠。这样，当卷芯2刚刚卷绕完成时，会在卷芯2轴向两端分别形成近似螺旋形状的正极片侧端部和负极片侧端部，然后对前述正极片侧端部和负极片侧端部分别进行揉平处理，从而在卷芯2轴向两端形成平面结构的正极端面201和负极端面202。正极集流盘3焊接于卷芯2的正极端面201，负极集流盘(图中未示出)焊接于卷芯2的负极端面202。正极端子5和负极端子6分别固定设置于电池壳体1的轴向两端部，其中，正极端子5位于正极集流盘3的轴向外侧、并且二者导电连接，负极端子6位于负极集流盘的轴向外侧、并且二者导电连接。
本实施例的关键改进在于：上述正极端面201和负极端面202处均分别开设有三条轴向向内凹陷的凹槽4。
原本被揉平的卷芯端面在一定程度上封闭了电解液进入卷芯内部的入口，而导致电解液很难从卷芯端面浸入卷芯内部。而本实施例在卷芯端面上开设的凹槽4将电解液浸入口重新打开，这样，在该电池的制作过程中，电解液能够通过上述凹槽4顺利渗入卷芯2内部，浸润卷芯2，提高电解液的注入效率。
上述凹槽4的槽底延伸至正极片和负极片的重叠处(也即凹槽4的槽深直达正、负极片的重叠处)，从而使得从凹槽4处能够看到卷芯2内部的层状结构。这样，注电解液时，进入凹槽4的电解液可非常迅速的直接进入正负极片的缝隙中而浸润卷芯。
本实施中，上述凹槽4具体是通过对正极端面201和负极端面202进行激光切割而形成的。
上述凹槽4为直线延伸的直线槽，而且其横截面为方形。并且凹槽4在卷芯2的径向方向上贯穿卷芯2。进一步地，凹槽4沿着卷芯2的直径方向延伸设置，即凹槽4通过圆形正极端面201和圆形负极端面202的中心点。
本例中，正极端面201和负极端面202分别设置有三条凹槽4，而且正极端面201上的三条凹槽4两两呈60°夹角布置，负极端面202上的三条凹槽4也两两呈60°夹角布置。
上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池，包括：
电池壳体(1)，其外轮廓呈圆柱形；
卷芯(2)，其外轮廓呈圆柱形且被包覆于所述电池壳体(1)内，所述卷芯(2)具有位于其轴向两端的正极端面(201)和负极端面(202)；
正极集流盘(3)，其焊接于所述卷芯(2)的所述正极端面(201)；
负极集流盘，其焊接于所述卷芯(2)的所述负极端面(202)；以及
分别设置于所述电池壳体轴向两端部的正极端子(5)和负极端子(6)；
其特征在于，在所述正极端面(201)和所述负极端面(202)上均分别开设有若干条轴向向内凹陷的凹槽(4)。
2.根据权利要求1所述的便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池，其特征在于，所述卷芯(2)包括卷绕在一起的正极片和负极片，并且所述正极片和所述负极片在所述卷芯(2)的轴线方向上部分重叠错位布置，通过对所述正极片的侧端部揉平而形成所述正极端面(201)，通过对所述负极片在所述卷芯(2)的侧端部揉平而形成所述负极端面(202)。
3.根据权利要求2所述的便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池，其特征在于，通过对所述正极端面(201)和所述负极端面(202)进行激光切割而形成所述凹槽(4)。
4.根据权利要求2所述的便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池，其特征在于，所述凹槽(4)的槽底延伸至所述正极片和所述负极片的重叠处。
5.根据权利要求1所述的便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池，其特征在于，所述凹槽(4)为直线槽。
6.根据权利要求4所述的便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池，其特征在于，所述凹槽(4)径向贯穿所述卷芯(2)。
7.根据权利要求6所述的便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池，其特征在于，所述凹槽(4)沿着所述卷芯(2)的直径方向延伸设置。
8.根据权利要求7所述的便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池，其特征在于，所述正极端面(201)和所述负极端面(202)上均分别设置有三条所述凹槽(4)。
9.根据权利要求8所述的便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池，其特征在于，所述正极端面(201)上的三条所述凹槽(4)两两呈60°夹角布置，所述负极端面(202)上的三条所述凹槽(4)两两呈60°夹角布置。
10.根据权利要求1所述的便于注液的圆柱形锂离子端面焊电池，其特征在于，所述凹槽(4)的横截面为方形。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109950450A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-06-28 | 苏州安靠电源有限公司 | 一种圆柱形锂离子电池的中心针及圆柱形锂离子电池 |
| CN112496543A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-16 | 江苏逸飞激光设备有限公司 | 一种集流盘焊接方法及装置 |
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