CN218005173U - 一种方形电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种方形电池，包括极组，包覆在极组上的绝缘膜和铝壳，所述极组的两侧分别设有正极极耳和负极极耳,所述正极极耳焊接有正极连接组件，所述负极极耳焊接有负极组合盖板，所述正极连接组件的一端设有正极组合盖板，所述正极组合盖板和所述负极组合盖板与所述铝壳焊接。本申请中电池内部只进行超声焊接，通过电池结构可在电池封装后再对关键点进行激光焊接，提高各零件的安装效率和连接强度，也可阻止激光焊接产生的金属飞溅及金属烟尘进入电池内部，提高电池可靠性，降低因金属异物导致电池短路引发安全事故的几率。

Description

一种方形电池

技术领域

本实用新型涉及电池生产技术领域，尤其涉及一种方形电池。

背景技术

作为驱动能源，锂离子电池已在新能源交通工具、储能中广泛应用，目前方形电池由于系统集成时效率高，单体容量较圆柱和软包电池大，具有更高的性价比，故在新能源汽车及储能领域占比高达80％以上，是各企业竞相开放的重点。

一般方形电池的制造过程中，需要将正(负)极片与连接片焊接，再将连接片与盖板上的极柱焊接在一起，实现电连接。而焊接的方式包括超声焊与激光焊两种方式。由于方形电池容量较大，连接片也相应较厚，用超声焊无法满足焊接的牢固度，故行业往往采用激光焊，特别是连接片与盖板间的焊接。然而，激光焊接过程的金属飞溅及金属烟尘始终是行业痛点，金属微粒进入电池后，会造成电池自放电增大，引起短路，在使用过程中，还有可能诱发热失控。因此，减少激光焊接过程的金属飞溅一直是行业热点，采取的方法一般是负压收集及屏蔽等措施。但这些做法无法杜绝金属烟尘进入电池内部，隐患仍旧存在，为此，我们提出了一种方形电池来解决上述问题。

实用新型内容

本申请提供了一种方形电池，解决了电池制造过程中由于电池结构需要在电池内部进行激光焊接，导致金属飞溅，影响电池使用寿命的问题。

本申请提供了一种方形电池，包括极组，包覆在极组上的绝缘膜和铝壳，所述极组的两侧分别设有正极极耳和负极极耳,所述正极极耳焊接有正极连接组件，所述负极极耳焊接有负极组合盖板，所述正极连接组件的一端设有正极组合盖板，所述正极组合盖板和所述负极组合盖板与所述铝壳焊接；

所述正极连接组件包括正极输出端子和正极连接片；

所述正极组合盖板包括正极绝缘块，设置在所述正极绝缘块一侧的正极顶盖，所述正极顶盖的一侧焊接有正极组合端子，所述正极组合端子的一周侧壁上设有正极绝缘垫圈，且所述正极组合端子上设有正极端子孔，所述正极输出端子和所述正极端子孔过盈配合，且所述正极输出端子的端面一周与所述正极组合端子激光焊接；

对应的，所述负极组合盖板包括负极绝缘块，设置在所述负极绝缘块一侧的负极顶盖，所述负极顶盖的一侧焊接有负极组合端子，所述负极组合端子的一周侧壁上设有负极绝缘垫圈，所述负极顶盖的另一侧焊接有负极软连接，所述负极软连接和所述负极组合端子连接，所述负极极耳与所述负极软连接连接。

优选地，所述正极组合端子包括焊接在所述正极顶盖上的正极金属圈，所述正极金属圈内固定有正极端子，所述正极金属圈和所述正极端子之间设有正极绝缘圈和正极密封圈；

对应的所述负极组合端子包括焊接在所述负极顶盖一侧的负极金属圈，所述负极金属圈内固定有负极端子，所述负极金属圈和所述负极端子之间设有负极绝缘圈和负极密封圈。

优选地，所以正极端子呈锥形台阶状。

优选地，所述正极金属圈为铝合金材质。

优选地，所述负极端子为铝铜复合材料，所述负极端子位于电池内部的一侧为铜材质，另一侧为铝材质。

优选地，所述正极连接片和所述正极输出端子铆接后焊接。

优选地，所述极组两端的焊接部均固定有相互卡接的下塑料卡件和上塑料卡件。

优选地，所述正极极耳和所述正极连接片采用超声焊接。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种方形电池，本申请的电池在制造过程中，极组，可采用行业中普遍采用的叠片或卷绕方式制造；极组的正极极耳和负极极耳分列于极组的两侧，便于后期组装，根据设计要求，对正极极耳和负极极耳分别进行预焊接及裁切，使其达到规定尺寸，并将正极连接组件中的正极输出端子与正极极耳超声焊接，负极组合盖板中的负极软连接与负极极耳超声焊接，减少金属烟尘，完成焊接后，通过下塑料卡件和上塑料卡件将焊接点进行固定，然后在极组上包覆绝缘膜，再与铝壳进行组装，利用机械压制设备，将正极连接组件的正极输出端子穿入正极组合端子的正极端子孔内，使其过盈配合，将正极连接片和负极软连接折叠后，将正极组合盖板和负极组合盖板安装在铝壳上后，再进行激光焊接，将激光焊接位置与电池内部隔离，再对正极输出端子和正极端子孔进行焊接，最后按行业常规做法对电池进行干燥、注液、化成、封口等工序，由此完成该方形电池的制造。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本申请通过正极输出端子和正极端子孔的设置，二者过盈配合，能够将电池组装完毕，电池内部完成密封后在对正极输出端子进行激光焊接固定，提高电池可靠性；

2、通过正极连接组件、正极极耳、负极组合盖板和负极极耳的设置，便于电池的快速组装，且组装过程中可直接与极组进行固定，再对电池进行封装，杜绝激光焊接产生的金属烟尘落入电池内部的行业难题。

综上所述，本申请中电池内部只进行超声焊接，通过设计新型电池结构，可在电池封装后再对关键点进行激光焊接，提高各零件的安装效率和连接强度，也可阻止激光焊接产生的金属飞溅及金属烟尘进入电池内部，提高电池可靠性，降低因金属异物导致电池短路进而引发安全事故的几率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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他的附图。

图1为本实用新型提出的一种方形电池的极组结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种方形电池的下塑料卡件和上塑料卡件安装结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种方形电池的绝缘膜安装结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种方形电池的铝壳安装结构示意图；

图5为本实用新型提出的一种方形电池的电池组装结构示意图；

图6为本实用新型提出的一种方形电池的正极组合盖板结构示意图；

图7为本实用新型提出的一种方形电池的正极连接组件安装结构示意图；

图8为本实用新型提出的一种方形电池的正极连接组件结构示意图；

图9为本实用新型提出的一种方形电池的负极组合盖板结构示意图；

图10为本实用新型提出的一种方形电池的负极组合端子结构示意图；

图11为本实用新型提出的一种方形电池的正极组合盖板结构示意图；

图12为本实用新型提出的一种方形电池的正极组合端子结构示意图；

图13为本实用新型提出的一种方形电池的安全阀安装位置结构示意图。

图中：1正极连接组件、11正极输出端子、12正极连接片、2正极组合盖板、21正极绝缘块、22正极顶盖、23正极绝缘垫圈、24正极组合端子、241正极金属圈、242正极端子、243正极绝缘圈、244正极密封圈、245正极端子孔、25注液口、26密封片、3下塑料卡件、4上塑料卡件、5绝缘膜、6铝壳、7极组、71正极极耳、72负极极耳、8负极组合盖板、81负极绝缘块、82负极顶盖、83负极绝缘垫圈、84负极组合端子、841负极金属圈、842负极端子、843负极绝缘圈、844负极密封圈、85负极软连接、86安全阀、87安全阀保护膜。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1-13，一种方形电池，包括极组7，包覆在极组7上的绝缘膜5和铝壳6，在一般的方形电池生产，需要对正(负)极片与连接片焊接，再将连接片与盖板上的极柱焊接在一起，实现连通，由于方形电池容量较大，连接片也相应较厚，为保证电池连接处的可靠性，目前只能通过激光焊进行焊接，而激光焊接的方式会产生大量金属烟尘，金属烟尘进入电池后，会引发电池自放电增大，引起短路，甚至可能诱发热失控等安全问题，为此我们通过如下设计对电池结构进行改造，改变电池的盖板结构，把连接片与盖板的焊接改在电池封口后进行，从根本上消除了激光焊接过程，金属飞溅进入电池的可能，大幅度提高了电池的可靠性，降低了安全事故的发生概率，具体结构如下，极组7的两侧分别设有正极极耳71和负极极耳72,制造极组7，采用行业中普遍采用的叠片或卷绕方式制造，本申请中将电池的正负极设置于两端，便于后续电池成组设计，正极极耳71焊接有正极连接组件1，负极极耳72焊接有负极组合盖板8，极组7的两端通过焊接的方式连接，能够提高连接点的牢固强度，同时也能降低连接处的电阻，减少电池发热，也是能够提高生产效率降低安装时的成本，正极连接组件1的一端设有正极组合盖板2，正极组合盖板2和负极组合盖板8与铝壳6焊接，两个盖板对电池的两端进行支撑，同时也便于多个电池成组间的连接和支撑；

正极连接组件1包括正极输出端子11和正极连接片12，将正极的连接结构分为两部分，一部分为厚度较大的正极输出端子11，一部分为可折叠的柔性部分正极连接片12，既能满足柔性端超声焊接，又能满足厚度较大的激光焊接，且正极输出端子11和正极连接片12的焊接在组装前可其他工序中进行，提高生产效率，不影响电池的正常组装，也不会产生金属烟尘对电池造成影响；

正极组合盖板2包括正极绝缘块21，设置在正极绝缘块21一侧的正极顶盖22，正极顶盖22的材质选铝合金，正极绝缘块21与正极顶盖22注塑为一体，作为电池的支撑，正极顶盖22的一侧焊接有正极组合端子24，将正极组合端子24固定在正极顶盖22上，正极组合端子24的一周侧壁上设有正极绝缘垫圈23，正极绝缘垫圈23贴于正极组合端子24的外圈，正极组合盖板2上的注液口25和密封片26用于注液和密封，为现有技术，且正极组合端子24上设有正极端子孔245，正极输出端子11和正极端子孔245过盈配合，安装时通过压力设备进行组装，降低连接处的电阻，由于正极组合端子24的厚度较大，使用超声焊接无法满足固定要求，因此正极输出端子11的端面一周与正极组合端子24激光焊接，为避免激光焊接产生的烟尘对电池内部造成影响，正极输出端子11和正极端子孔245过盈配合后，先对电池进行密封，密封后再对正极输出端子11进行激光焊接，焊接过程中需对正极输出端子11的一周进行焊接，从而在避免金属进入电池内部的同时，也达到了降低电阻提高连接强度的目的；

对应的，负极组合盖板8包括负极绝缘块81，设置在负极绝缘块81一侧的负极顶盖82，负极绝缘块81与负极顶盖82注塑为一体；且负极顶盖82的材质优选铝合金，负极顶盖82的一侧焊接有负极组合端子84，负极组合端子84的一周侧壁上设有负极绝缘垫圈83，负极绝缘垫圈83贴于负极组合端子84的外圈，负极顶盖82的另一侧焊接有负极软连接85，负极顶盖82和负极软连接85可通过超声焊，也可在其他工序中进行激光焊再进行组装，负极软连接85和负极组合端子84连接，负极极耳72与负极软连接85连接，具体的，正极极耳71和正极连接片12超声焊接，负极软连接85和负极极耳72采用超声焊接，为避免金属烟尘对电池内部的影响，通过超声焊焊接，且此处连接面积大，连接处厚度小，超声焊接能够满足该部分的连接强度，负极顶盖82上的安全阀86用于排气，表面覆盖安全阀保护膜87，此处为常规结构在此不做详述。

为进一步的正极组合端子24和负极组合端子84的可靠性，本实用新型中，正极组合端子24包括焊接在正极顶盖22上的正极金属圈241，正极金属圈241为铝合金材质，正极金属圈241内固定有正极端子242，用于支撑和固定正极端子242，防止正极端子242脱落，提高电池端部的使用寿命，正极金属圈241和正极端子242之间设有正极绝缘圈243和正极密封圈244，分别起绝缘和密封的作用，防止外部水分或杂质进入电池内部，提高电池寿命；

对应的负极组合端子84包括焊接在负极顶盖82一侧的负极金属圈841，负极金属圈841内固定有负极端子842，负极端子842为铝铜复合材料，负极端子842位于电池内部的一侧为铜材质，便于与电池内部的铜质极耳焊接，另一侧为铝材质，该侧为常规接触面，负极金属圈841和负极端子842之间设有负极绝缘圈843和负极密封圈844，负极组合端子84的固定方式与正极组合端子24的方式相同。

进一步的为防止正极端子242脱落，提高正极端子242安装后的牢固性，正极端子242呈锥形台阶状，固定后具有较好的限位作用。

进一步的，为使正极连接片12和正极输出端子11的连接强度更高，不易短路，正极连接片12和正极输出端子11铆接后焊接。

进一步的，为保证极组7两端正极极耳71和负极极耳72焊接处的牢固性，提高该处充放电时产生振动的疲劳强度，极组7的两端的焊接部均安装有下塑料卡件3和上塑料卡件4，下塑料卡件3和上塑料卡件4卡扣在一起，正极极耳71和负极极耳72的焊接点位于下塑料卡件3和上塑料卡件4之间。

由以上技术方案可知，本申请的电池在制造过程中，极组7，可采用行业中普遍采用的叠片或卷绕方式制造；极组7的正极极耳71和负极极耳72分列于极组7的两侧，便于后期组装，根据设计要求，对正极极耳71和负极极耳72分别进行预焊接及裁切，使其达到规定尺寸，并将正极连接组件1中的正极输出端子11与正极极耳71超声焊接，负极组合盖板8中的负极软连接85与负极极耳72超声焊接，减少金属烟尘，完成焊接后，通过下塑料卡件3和上塑料卡件4将焊接点进行固定，然后在极组7上包覆绝缘膜5，再与铝壳6进行组装，利用机械压制设备，将正极连接组件1的正极输出端子11穿入正极组合端子24的正极端子孔245内，使其过盈配合，将正极连接片12和负极软连接85折叠后，将正极组合盖板2和负极组合盖板8安装在铝壳6上后，再进行激光焊接，将激光焊接位置与电池内部隔离，再对正极输出端子11和正极端子孔245进行焊接，最后按行业常规做法对电池进行干燥、注液、化成、封口等工序，由此完成该方形电池的制造。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (8)

1.一种方形电池，包括极组(7)，包覆在极组(7)上的绝缘膜(5)和铝壳(6)，其特征在于：所述极组(7)的两侧分别设有正极极耳(71)和负极极耳(72),所述正极极耳(71)焊接有正极连接组件(1)，所述负极极耳(72)焊接有负极组合盖板(8)，所述正极连接组件(1)的一端设有正极组合盖板(2)，所述正极组合盖板(2)和所述负极组合盖板(8)与所述铝壳(6)焊接；

所述正极连接组件(1)包括正极输出端子(11)和正极连接片(12)；

所述正极组合盖板(2)包括正极绝缘块(21)，设置在所述正极绝缘块(21)一侧的正极顶盖(22)，所述正极顶盖(22)的一侧焊接有正极组合端子(24)，所述正极组合端子(24)的一周侧壁上设有正极绝缘垫圈(23)，且所述正极组合端子(24)上设有正极端子孔(245)，所述正极输出端子(11)和所述正极端子孔(245)过盈配合，且所述正极输出端子(11)的端面一周与所述正极组合端子(24)激光焊接；

对应的，所述负极组合盖板(8)包括负极绝缘块(81)，设置在所述负极绝缘块(81)一侧的负极顶盖(82)，所述负极顶盖(82)的一侧焊接有负极组合端子(84)，所述负极组合端子(84)的一周侧壁上设有负极绝缘垫圈(83)，所述负极顶盖(82)的另一侧焊接有负极软连接(85)，所述负极软连接(85)和所述负极组合端子(84)连接，所述负极极耳(72)与所述负极软连接(85)连接。

2.根据权利要求1所述的一种方形电池，其特征在于，所述正极组合端子(24)包括焊接在所述正极顶盖(22)上的正极金属圈(241)，所述正极金属圈(241)内固定有正极端子(242)，所述正极金属圈(241)和所述正极端子(242)之间设有正极绝缘圈(243)和正极密封圈(244)；

对应的所述负极组合端子(84)包括焊接在所述负极顶盖(82)一侧的负极金属圈(841)，所述负极金属圈(841)内固定有负极端子(842)，所述负极金属圈(841)和所述负极端子(842)之间设有负极绝缘圈(843)和负极密封圈(844)。

3.根据权利要求2所述的一种方形电池，其特征在于，所以正极端子(242)呈锥形台阶状。

4.根据权利要求2所述的一种方形电池，其特征在于，所述正极金属圈(241)为铝合金材质。

5.根据权利要求2所述的一种方形电池，其特征在于，所述负极端子(842)为铝铜复合材料，所述负极端子(842)位于电池内部的一侧为铜材质，另一侧为铝材质。

6.根据权利要求1所述的一种方形电池，其特征在于，所述正极连接片(12)和所述正极输出端子(11)铆接后焊接。

7.根据权利要求1所述的一种方形电池，其特征在于，所述极组(7)两端的焊接部均固定有相互卡接的下塑料卡件(3)和上塑料卡件(4)。

8.根据权利要求1所述的一种方形电池，其特征在于，所述正极极耳(71)和所述正极连接片(12)采用超声焊接。

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