TWI810894B - 繞捲式電池結構及其製作方法 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種繞捲式電池結構及其製作方法，其以一供電電極板繞捲於中空柱體，供電電極板具有第一導電極柄與第二導電極柄。接著，將第一導電引子盤與第二導電引子盤插入中空柱體中，並將導電焊接片套設於導電引子盤上，以夾置導電極柄於導電焊接片與導電引子盤之間，且雷射焊接導電焊接片、導電極柄與導電引子盤。最後，以殼體包覆中空柱體、供電電極板、第一導電極柄、第二導電極柄、第一導電焊接片與第二導電焊接片，其中第一導電引子盤與第二導電引子盤穿透殼體。雷射焊接能避免導電極柄與導電引子盤接觸不均而造成的尖端放電現象。

Description

繞捲式電池結構及其製作方法

本發明係關於一種電池製作技術，且特別關於一種繞捲式電池結構及其製作方法。

鋰離子電池以其工作電壓高、能量密度大、循環壽命長、自放電率低、 「綠色」環保等眾多優點備受人們關注。因此，鋰離子電池被廣泛應用在各種領域，特別是手機與電子行業。鋰離子電池的結構、性能和製作流程會進行不斷改進。隨著鋰離子電池的不斷發展，汽車工業也逐漸以鋰離子電池提供動力。目前鋰離子電池的結構主要有疊片式(laminated)和繞捲式(spirally-wound)。

繞捲式電池結構包含一電池芯、導電引子盤與集電壓板。電池芯具有導電極柄，導電極柄覆蓋於導電引子盤上，再由集電壓板覆蓋導電極柄。為了利於自動化生產與避免導電極柄脫落，集電壓板與導電引子盤會夾緊導電極柄。當提高電池結構的功率輸出時，會增加導電極柄之數量。因為集電壓板、導電引子盤與導電極柄並未焊接在一起，所以導電極柄還是會相對集電壓板與導電引子盤移動。當導電極柄之數量增加時也會增加電池結構的接觸阻抗，使電池結構的電阻值升高、飄移與發散。在現有技術中，會先以雷射焊接導電極柄與導電引子盤，再將集電壓板覆蓋於導電極柄上。電池芯具有電極片，電極片之主要區域具有電極塗層，其餘區域不具有電極塗層，而是作為空箔與導電極柄。空箔位於主要區域與導電極柄之間。為了避免雷射破壞電池芯之正極片與負極片之間的隔離膜以造成的短路事件，會增加電極片的空箔之寬度。因為電池結構的體積是固定的，所以當電極片的空箔面積增加時，正極片與負極片的面積必須減少而降低電池結構之輸出功率。此外，亦可將導電引子盤以鉚合或點焊方式連接導電端子，但上述焊接程序較為複雜，且構件需經過電腦數值控制(CNC)車削精密加工，故構件的成本較高，且焊接點之位置分佈不均。

因此，本發明係在針對上述的困擾，提出一種繞捲式電池結構及其製作方法，以解決習知所產生的問題。

本發明提供一種繞捲式電池結構及其製作方法，其係大幅降低聚熱現象之機率，降低絕緣膜被高溫破壞的風險，確保導電引子盤與導電極柄之間的電性連接，避免導電極柄與導電引子盤接觸不均而造成的尖端放電現象及電池結構的電阻值升高、飄移與發散，提高電池結構內的空間利用，增加電極片的有效利用面積以增加電量。

在本發明之一實施例中，一種繞捲式(spirally-wound)電池結構之製作方法包含下列步驟：以一供電電極板繞捲於一中空柱體之側壁上，其中供電電極板具有第一側與第二側，第一側與第二側彼此相對，第一側向外延伸以形成多個第一導電極柄，第二側向外延伸以形成多個第二導電極柄，所有第一導電極柄彼此間隔，所有第二導電極柄彼此間隔；將一第一導電引子盤與一第二導電引子盤插入中空柱體中，其中第一導電引子盤與第二導電引子盤彼此相對；將一第一導電焊接片套設於第一導電引子盤上，並夾置所有第一導電極柄於第一導電焊接片與第一導電引子盤之間，以雷射焊接第一導電焊接片、所有第一導電極柄與第一導電引子盤；將一第二導電焊接片套設於第二導電引子盤上，並夾置所有第二導電極柄於第二導電焊接片與第二導電引子盤之間，以雷射焊接第二導電焊接片、所有第二導電極柄與第二導電引子盤；以及以一殼體包覆中空柱體、供電電極板、所有第一導電極柄、所有第二導電極柄、第一導電焊接片與第二導電焊接片，其中第一導電引子盤與第二導電引子盤穿透殼體。

在本發明之一實施例中，供電電極板更包含一正極片與一負極片。正極片之一側具有所有第一導電極柄，負極片之一側具有所有第二導電極柄。絕緣膜設於正極片與負極片之間，正極片、負極片與絕緣膜繞捲於中空柱體之側壁上。

在本發明之一實施例中，在焊接第一導電焊接片、所有第一導電極柄、第一導電引子盤、第二導電焊接片、所有第二導電極柄與第二導電引子盤之步驟後，分別套設一第一壓板與一第二壓板於第一導電引子盤與第二導電引子盤上，接著再進行以殼體包覆中空柱體、供電電極板、所有第一導電極柄、所有第二導電極柄、第一壓板、第二壓板、第一導電焊接片與第二導電焊接片之步驟。

在本發明之一實施例中，繞捲式電池結構之製作方法更包含以一第一導電端子與一第二導電端子分別套設於第一導電引子盤與第二導電引子盤上之步驟，其中第一導電端子與第二導電端子位於殼體之外側。

在本發明之一實施例中，第一導電焊接片焊接所有第一導電極柄與第一導電引子盤之位置相距第一導電焊接片之外邊緣的最短距離為R1，每一第一導電極柄重疊第一導電引子盤與第一導電焊接片之長度大於或等於0.2R1。

在本發明之一實施例中，第二導電焊接片焊接所有第二導電極柄與第二導電引子盤之位置相距第二導電焊接片之外邊緣的最短距離為R2，每一第二導電極柄重疊第二導電引子盤與第二導電焊接片之長度大於或等於0.2R2。

在本發明之一實施例中，第一導電焊接片與第二導電焊接片之厚度為100~300微米。

在本發明之一實施例中，一種繞捲式電池結構包含一中空柱體、一供電電極板、一第一導電引子盤、一第二導電引子盤、一第一導電焊接片、一第二導電焊接片與一殼體。供電電極板繞捲於中空柱體之側壁上，其中供電電極板具有第一側與第二側，第一側與第二側彼此相對，第一側向外延伸以形成多個第一導電極柄，第二側向外延伸以形成多個第二導電極柄，所有第一導電極柄彼此間隔，所有第二導電極柄彼此間隔。第一導電引子盤與第二導電引子盤彼此相對設置，並插入中空柱體中。第一導電焊接片套設於第一導電引子盤上，所有第一導電極柄夾置於第一導電焊接片與第一導電引子盤之間，第一導電焊接片通過所有第一導電極柄與第一導電引子盤焊接。第二導電焊接片套設於第二導電引子盤上，所有第二導電極柄夾置於第二導電焊接片與第二導電引子盤之間，第二導電焊接片通過所有第二導電極柄與第二導電引子盤焊接。殼體包覆中空柱體、供電電極板、所有第一導電極柄、所有第二導電極柄、第一導電焊接片與第二導電焊接片，其中第一導電引子盤與第二導電引子盤穿透殼體。

在本發明之一實施例中，供電電極板更包含一正極片與一負極片。正極片之一側具有所有第一導電極柄，負極片之一側具有所有第二導電極柄。絕緣膜設於正極片與負極片之間，正極片、負極片與絕緣膜繞捲於中空柱體之側壁上。

在本發明之一實施例中，正極片之材質包含鋁，負極片之材質包含銅。

在本發明之一實施例中，第一導電焊接片之材質包含鋁或不鏽鋼，第二導電焊接片之材質包含銅、鎳或不鏽鋼。

在本發明之一實施例中，繞捲式電池結構更包含一第一壓板與一第二壓板。第一壓板套設於第一導電引子盤上，並位於殼體與第一導電焊接片之間。第二壓板套設於第二導電引子盤上，並位於殼體與第二導電焊接片之間。

在本發明之一實施例中，繞捲式電池結構更包含一第一導電端子與一第二導電端子。第一導電端子套設於第一導電引子盤上，並位於殼體之外側。第二導電端子套設於第二導電引子盤上，並位於殼體之外側。

在本發明之一實施例中，第一導電引子盤包含第一導電盤，第一導電盤之頂部與底部分別具有第一導電突起與第二導電突起，第一導電突起插入中空柱體中，第一導電焊接片套設第二導電突起，所有第一導電極柄夾置於第一導電焊接片與第一導電盤之間，第一導電焊接片通過所有第一導電極柄與第一導電盤焊接，第二導電突起穿透殼體。

在本發明之一實施例中，第二導電引子盤包含第二導電盤，第二導電盤之頂部與底部分別具有第三導電突起與第四導電突起，第三導電突起插入中空柱體中，第二導電焊接片套設第四導電突起，所有第二導電極柄夾置於第二導電焊接片與第二導電盤之間，第二導電焊接片通過所有第二導電極柄與第二導電盤焊接，第四導電突起穿透殼體。

在本發明之一實施例中，第一導電焊接片焊接所有第一導電極柄與第一導電引子盤之位置相距第一導電焊接片之外邊緣的最短距離為R1，R1大於0，每一第一導電極柄重疊第一導電引子盤與第一導電焊接片之長度大於或等於0.2R1。

在本發明之一實施例中，第二導電焊接片焊接所有第二導電極柄與第二導電引子盤之位置相距第二導電焊接片之外邊緣的最短距離為R2，R2大於0，每一第二導電極柄重疊第二導電引子盤與第二導電焊接片之長度大於或等於0.2R2。

在本發明之一實施例中，第一導電焊接片與第二導電焊接片之厚度為100～300微米。

基於上述，繞捲式電池結構及其製作方法以雷射同時快速焊接導電焊接片、導電極柄與導電引子盤，大幅降低聚熱現象之機率，並利用導電引子盤與導電焊接片降低絕緣膜被高溫破壞的風險。雷射點可以沿著導電焊接片之邊緣連續輕易形成，以確保導電引子盤與導電極柄之間的電性連接，並避免導電極柄與導電引子盤接觸不均而造成的尖端放電現象，提高電池結構內的空間利用，增加電極片的有效利用面積以增加電量。此外，不需要二次精密加工來平整化導電引子盤之焊接面。此繞捲式電池結構亦可用於自動化生產，在無須增加導電極柄與電極片之空箔之寬度之前提下，避免電池結構的電阻值升高、飄移與發散。

茲為使　貴審查委員對本發明的結構特徵及所達成的功效更有進一步的瞭解與認識，謹佐以較佳的實施例圖及配合詳細的說明，說明如後：

本發明之實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。盡可能的，於圖式與說明書中，相同標號係代表相同或相似構件。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與厚度可能經過誇大表示。可以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明書中之元件，為所屬技術領域中具有通常技術者所知之形態。本領域之通常技術者可依據本發明之內容而進行多種之改變與修改。

揭露特別以下述例子加以描述，這些例子僅係用以舉例說明而已，因為對於熟習此技藝者而言，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。在通篇說明書與申請專利範圍中，除非內容清楚指定，否則「一」以及「該」的意義包含這一類敘述包括「一或至少一」該元件或成分。此外，如本揭露所用，除非從特定上下文明顯可見將複數個排除在外，否則單數冠詞亦包括複數個元件或成分的敘述。而且，應用在此描述中與下述之全部申請專利範圍中時，除非內容清楚指定，否則「在其中」的意思可包含「在其中」與「在其上」。在通篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供從業人員(practitioner)在有關本揭露之描述上額外的引導。在通篇說明書之任何地方之例子，包含在此所討論之任何用詞之例子的使用，僅係用以舉例說明，當然不限制本揭露或任何例示用詞之範圍與意義。同樣地，本揭露並不限於此說明書中所提出之各種實施例。

此外，若使用「電(性)耦接」或「電(性)連接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。舉例而言，若文中描述一第一裝置電性耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。另外，若描述關於電訊號之傳輸、提供，熟習此技藝者應該可了解電訊號之傳遞過程中可能伴隨衰減或其他非理想性之變化，但電訊號傳輸或提供之來源與接收端若無特別敘明，實質上應視為同一訊號。舉例而言，若由電子電路之端點A傳輸(或提供)電訊號S給電子電路之端點B，其中可能經過一電晶體開關之源汲極兩端及/或可能之雜散電容而產生電壓降，但此設計之目的若非刻意使用傳輸(或提供)時產生之衰減或其他非理想性之變化而達到某些特定的技術效果，電訊號S在電子電路之端點A與端點B應可視為實質上為同一訊號。

於下文中關於“一個實施例”或“一實施例”之描述係指關於至少一實施例內所相關連之一特定元件、結構或特徵。因此，於下文中多處所出現之“一個實施例”或 “一實施例”之多個描述並非針對同一實施例。再者，於一或多個實施例中之特定構件、結構與特徵可依照一適當方式而結合。

除非特別說明，一些條件句或字詞，例如「可以(can)」、「可能(could)」、「也許(might)」，或「可(may)」，通常是試圖表達本案實施例具有，但是也可以解釋成可能不需要的特徵、元件，或步驟。在其他實施例中，這些特徵、元件，或步驟可能是不需要的。

以下將提供一種繞捲式電池結構及其方法，其以雷射同時快速焊接導電焊接片、導電極柄與導電引子盤，大幅降低聚熱現象之機率，並利用導電引子盤與導電焊接片降低絕緣膜被高溫破壞的風險。雷射點可以沿著導電焊接片之邊緣連續輕易形成，以確保導電引子盤與導電極柄之間的電性連接，並避免導電極柄與導電引子盤接觸不均而造成的尖端放電現象，提高電池結構內的空間利用，增加電極片的有效利用面積以增加電量。此外，不需要二次精密加工來平整化導電引子盤之焊接面。此繞捲式電池結構亦可用於自動化生產，在無須增加導電極柄與電極片之空箔之寬度之前提下，避免電池結構的電阻值升高、飄移與發散。

第1圖為本發明之一實施例之繞捲式電池結構之立體圖。第2圖為本發明之一實施例之繞捲式電池結構之分解圖。第3圖為本發明之一實施例之繞捲式電池結構之剖視圖。請參閱第1圖、第2圖與第3圖，以下介紹繞捲式電池結構1。繞捲式電池結構1包含一中空柱體10、一供電電極板11、一第一導電引子盤12、一第二導電引子盤13、一第一導電焊接片14、一第二導電焊接片15與一殼體16，其中中空柱體10為絕緣材質，殼體16可為導電金屬或絕緣材質，但本發明不限於此。第一導電焊接片14與第二導電焊接片15之厚度可為100～300微米，但本發明不限於此。供電電極板11繞捲於中空柱體10之側壁上，其中供電電極板11具有第一側與第二側，第一側與第二側彼此相對，第一側向外延伸以形成多個第一導電極柄110，第二側向外延伸以形成多個第二導電極柄111，所有第一導電極柄110彼此間隔，所有第二導電極柄111彼此間隔。第一導電引子盤12與第二導電引子盤13彼此相對設置，並插入中空柱體10中。第一導電焊接片14套設於第一導電引子盤12上，所有第一導電極柄110夾置於第一導電焊接片14與第一導電引子盤12之間，第一導電焊接片14通過所有第一導電極柄110與第一導電引子盤12焊接。第二導電焊接片15套設於第二導電引子盤13上，所有第二導電極柄111夾置於第二導電焊接片15與第二導電引子盤13之間，第二導電焊接片15通過所有第二導電極柄111與第二導電引子盤13焊接。殼體16包覆中空柱體10、供電電極板11、所有第一導電極柄110、所有第二導電極柄111、第一導電焊接片14與第二導電焊接片15，其中第一導電引子盤12與第二導電引子盤13穿透殼體16。繞捲式電池結構1之尺寸並不受限，殼體16可為圓柱體，其截面直徑可為40毫米或46毫米，但本發明不限於此。

具體而言，第一導電引子盤12可包含第一導電盤120，第一導電盤120之頂部與底部分別具有第一導電突起121與第二導電突起122。第一導電突起121插入中空柱體10中，第一導電焊接片14套設第二導電突起122，所有第一導電極柄110夾置於第一導電焊接片14與第一導電盤120之間，第一導電焊接片14通過所有第一導電極柄110與第一導電盤120焊接，第二導電突起122穿透殼體16。第二導電引子盤13可包含第二導電盤130，第二導電盤130之頂部與底部分別具有第三導電突起131與第四導電突起132。第三導電突起132插入中空柱體10中，第二導電焊接片15套設第四導電突起132，所有第二導電極柄111夾置於第二導電焊接片15與第二導電盤130之間，第二導電焊接片15通過所有第二導電極柄111與第二導電盤130焊接，第四導電突起132穿透殼體16。

在本發明之某些實施例中，供電電極板11更可包含一正極片112與一負極片113。正極片112之一側具有所有第一導電極柄110，負極片113之一側具有所有第二導電極柄111。絕緣膜114設於正極片112與負極片113之間，正極片112、負極片113與絕緣膜114繞捲於中空柱體10之側壁上。正極片112之材質可包含但不限於鋁，負極片113之材質可包含但不限於銅，第一導電焊接片14之材質可包含但不限於鋁或不鏽鋼，第二導電焊接片15之材質可包含但不限於銅、鎳或不鏽鋼。為了避免假焊現象，第一導電焊接片14與第二導電焊接片15之材質通常並不以銅實現。較佳地，所有第一導電極柄110之總厚度可為0.2～0.8毫米，所有第二導電極柄111之總厚度可為0.2～0.5毫米，相鄰兩個第一導電極柄110之間的間隔可為20～55毫米，所有第一導電極柄110的數量可為80～150個，第一導電極柄110的電流密度可為9.1×10 ⁴～1.4×10 ⁸安培/平方公尺，相鄰兩個第二導電極柄111之間的間隔可為30～55毫米，所有第二導電極柄111的數量可為90～140個，第二導電極柄111的電流密度可為1.5×10 ⁵～5.6×10 ⁷安培/平方公尺。正極片112可包含一正極矩形片，其長邊連接所有第一導電極柄110，故此長邊可為2000～7000毫米。負極片113可包含一負極矩形片，其長邊連接所有第二導電極柄111，故此長邊可為2100～7100毫米。正極片112之主要區域具有電極塗層，其餘區域作為空箔與第一導電極柄110，其中空箔位於主要區域與第一導電極柄110之間。同樣地，負極片113之主要區域具有電極塗層，其餘區域作為空箔與第二導電極柄111，其中空箔位於主要區域與第二導電極柄111之間。

當殼體16之材質為導電金屬時，繞捲式電池結構1更可包含一第一壓板17與一第二壓板18，第一壓板17與第二壓板18可以絕緣材質實現。第一壓板17套設於第一導電引子盤12之第二導電突起122上，並位於殼體16與第一導電焊接片14之間。第一壓板17用以避免電性連接殼體16與第一導電焊接片14。第二壓板18套設於第二導電引子盤13之第四導電突起132上，並位於殼體16與第二導電焊接片15之間。第二壓板18用以避免電性連接殼體16與第二導電焊接片15。

為了電性連接外部電子裝置，繞捲式電池結構1更可包含一第一導電端子19與一第二導電端子19’。 第一導電端子19與第二導電端子19’可電性連接外部電子裝置。第一導電端子19套設於第一導電引子盤12之第二導電突起122上，並位於殼體16之外側。第二導電端子19’套設於第二導電引子盤13之第四導電突起132上，並位於殼體16之外側。

第4(a)圖為本發明之一實施例之第一導電焊接片、第一導電引子盤與第一導電極柄之焊接位置示意圖。如第3圖與第4(a)圖所示，為了確保第一導電引子盤12與第一導電極柄110之間的電性連接，並避免第一導電極柄110與第一導電引子盤12接觸不均而造成的尖端放電現象及繞捲式電池結構1的電阻值升高、飄移與發散，第一導電焊接片14焊接所有第一導電極柄110與第一導電引子盤12之位置相距第一導電焊接片14之外邊緣的最短距離為R1，R1大於0，每一第一導電極柄110重疊第一導電引子盤12與第一導電焊接片14之長度大於或等於0.2R1。若每一第一導電極柄110重疊第一導電引子盤12與第一導電焊接片14之長度小於0.2R1，則第一導電極柄110可能因為晃動而斷開第一導電引子盤12與第一導電焊接片14。第一導電焊接片14之焊接位置不能太靠近第一導電焊接片14之邊緣，通常R1為1毫米，雷射的寬度為0.5～1.5毫米。若第一導電焊接片14之焊接位置太靠近第一導電焊接片14之邊緣，雷射容易破壞第一導電極柄110與絕緣膜114，並造成假焊，使繞捲式電池結構1之接觸阻抗增加。

第4(b)圖為本發明之一實施例之第二導電焊接片、第二導電引子盤與第二導電極柄之焊接位置示意圖。如第3圖與第4(b)圖所示，為了確保第二導電引子盤13與第二導電極柄111之間的電性連接，並避免第二導電極柄111與第二導電引子盤13接觸不均而造成的尖端放電現象及繞捲式電池結構1的電阻值升高、飄移與發散，第二導電焊接片15焊接所有第二導電極柄111與第二導電引子盤13之位置相距第二導電焊接片15之外邊緣的最短距離為R2，R2大於0，每一第二導電極柄111重疊第二導電引子盤13與第二導電焊接片15之長度大於或等於0.2R2。若每一第二導電極柄111重疊第二導電引子盤13與第二導電焊接片15之長度小於0.2R2，第二導電極柄111可能因為晃動而斷開第二導電引子盤13與第二導電焊接片15。第二導電焊接片15之焊接位置不能太靠近第二導電焊接片15之邊緣，通常R2為1毫米。若第二導電焊接片15之焊接位置太靠近第二導電焊接片15之邊緣，雷射容易破壞第二導電極柄111與絕緣膜114，並造成假焊，使繞捲式電池結構1之接觸阻抗增加。

第5圖為本發明之一實施例之繞捲式電池結構之製作方法之流程圖。請參閱第5圖與第3圖，以下介紹繞捲式電池結構1之製作方法。首先，如步驟S10所示，以供電電極板11繞捲於中空柱體10之側壁上。接著，如步驟S12所示，將第一導電引子盤12與第二導電引子盤13插入中空柱體10中，其中第一導電引子盤12與第二導電引子盤13彼此相對。再來，如步驟S14所示，將第一導電焊接片14套設第一導電引子盤12上，並夾置所有第一導電極柄110於第一導電焊接片14與第一導電引子盤12之間，以雷射焊接第一導電焊接片14、所有第一導電極柄110與第一導電引子盤12。因為雷射同時快速焊接第一導電焊接片14、第一導電極柄110與第一導電引子盤12，所以能大幅降低聚熱現象之機率，並利用第一導電引子盤12與第一導電焊接片14降低絕緣膜114被高溫破壞的風險。雷射點可以沿著第一導電焊接片14之邊緣連續輕易形成，以確保第一導電引子盤12與第一導電極柄110之間的電性連接。如步驟S16所示，將第二導電焊接片15套設於第二導電引子盤13上，並夾置所有第二導電極柄111於第二導電焊接片15與第二導電引子盤13之間，以雷射焊接第二導電焊接片15、所有第二導電極柄111與第二導電引子盤13。因為雷射同時快速焊接第二導電焊接片15、第二導電極柄111與第二導電引子盤13，所以能大幅降低聚熱現象之機率，並利用第二導電引子盤13與第二導電焊接片15降低絕緣膜114被高溫破壞的風險。雷射點可以沿著第二導電焊接片15之邊緣連續輕易形成，以確保第二導電引子盤13與第二導電極柄111之間的電性連接。因為使用了第一導電焊接片14與第二導電焊接片15焊接第一導電引子盤12、第一導電極柄110、第二導電引子盤13與第二導電極柄111，所以不需要二次精密加工來平整化第一導電引子盤12與第二導電引子盤13之焊接面，使繞捲式電池結構1亦可用於自動化生產。因為第一導電焊接片14與第二導電焊接片15能消耗雷射之能量，所以在無須增加第一導電極柄110與第二導電極柄111之寬度之前提下，能避免電池結構1的電阻值升高、飄移與發散。在步驟S14與S16後，進行步驟S18。在步驟S18中，分別套設第一壓板17與第二壓板18於第一導電引子盤12與第二導電引子盤13上。接著，如步驟S20所示，以殼體16包覆中空柱體10、供電電極板11、所有第一導電極柄110、所有第二導電極柄111、第一壓板17、第二壓板18、第一導電焊接片14與第二導電焊接片15，其中殼體16之材質以導電金屬為例。最後，如步驟S22所示，以第一導電端子19與第二導電端子19’分別套設於第一導電引子盤12與第二導電引子盤13上，其中第一導電端子19與第二導電端子19’位於殼體16之外側。若繞捲式電池結構不需要電性連接外部電子裝置時，可以省略步驟S22。此外，當殼體16之材質為絕緣材質時，亦可省略步驟S18，則在步驟S20中的殼體16包覆中空柱體10、供電電極板11、所有第一導電極柄110、所有第二導電極柄111、第一導電焊接片14與第二導電焊接片15。

根據上述實施例，繞捲式電池結構及其製作方法大幅降低聚熱現象之機率，降低絕緣膜被高溫破壞的風險，確保導電引子盤與導電極柄之間的電性連接，避免導電極柄與導電引子盤接觸不均而造成的尖端放電現象及電池結構的電阻值升高、飄移與發散；此實例中製作過程中，導電引子盤與導電焊接片可防止絕緣膜被高溫破壞，無須增加電極片之空箔的寬度．故可以提高電池結構內的空間利用，增加電極片的有效利用面積以增加電量。

以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1:繞捲式電池結構

10:中空柱體

11:供電電極板

110:第一導電極柄

111:第二導電極柄

112:正極片

113:負極片

114:絕緣膜

12:第一導電引子盤

120:第一導電盤

121:第一導電突起

122:第二導電突起

13:第二導電引子盤

130:第二導電盤

131:第三導電突起

132:第四導電突起

14:第一導電焊接片

15:第二導電焊接片

16:殼體

17:第一壓板

18:第二壓板

19:第一導電端子

19’:第二導電端子

S10、S12、S14、S16、S18、S20、S22:步驟

第1圖為本發明之一實施例之繞捲式電池結構之立體圖。 第2圖為本發明之一實施例之繞捲式電池結構之分解圖。 第3圖為本發明之一實施例之繞捲式電池結構之剖視圖。 第4(a)圖為本發明之一實施例之第一導電焊接片、第一導電引子盤與第一導電極柄之焊接位置示意圖。 第4(b)圖為本發明之一實施例之第二導電焊接片、第二導電引子盤與第二導電極柄之焊接位置示意圖。 第5圖為本發明之一實施例之繞捲式電池結構之製作方法之流程圖。

1:繞捲式電池結構

10:中空柱體

11:供電電極板

110:第一導電極柄

111:第二導電極柄

112:正極片

113:負極片

114:絕緣膜

12:第一導電引子盤

120:第一導電盤

121:第一導電突起

122:第二導電突起

13:第二導電引子盤

130:第二導電盤

131:第三導電突起

132:第四導電突起

14:第一導電焊接片

15:第二導電焊接片

16:殼體

17:第一壓板

18:第二壓板

19:第一導電端子

19’:第二導電端子

Claims (18)

1. 一種繞捲式(spirally-wound)電池結構之製作方法，其係包含下列步驟：以一供電電極板繞捲於一中空柱體之側壁上，其中該供電電極板具有第一側與第二側，該第一側與該第二側彼此相對，該第一側向外延伸以形成多個第一導電極柄，該第二側向外延伸以形成多個第二導電極柄，該些第一導電極柄彼此間隔，該些第二導電極柄彼此間隔；將一第一導電引子盤與一第二導電引子盤插入該中空柱體中，其中該第一導電引子盤與該第二導電引子盤彼此相對；將一第一導電焊接片套設於該第一導電引子盤上，並夾置該些第一導電極柄於該第一導電焊接片與該第一導電引子盤之間，以雷射焊接該第一導電焊接片、該些第一導電極柄與該第一導電引子盤；將一第二導電焊接片套設於該第二導電引子盤上，並夾置該些第二導電極柄於該第二導電焊接片與該第二導電引子盤之間，以雷射焊接該第二導電焊接片、該些第二導電極柄與該第二導電引子盤；以及以一殼體包覆該中空柱體、該供電電極板、該些第一導電極柄、該些第二導電極柄、該第一導電焊接片與該第二導電焊接片，其中該第一導電引子盤與該第二導電引子盤穿透該殼體。
2. 如請求項1所述之繞捲式電池結構之製作方法，其中該供電電極板更包含： 一正極片，其一側具有該些第一導電極柄；以及一負極片，其一側具有該些第二導電極柄，該正極片與該負極片之間設有絕緣膜，該正極片、該負極片與該絕緣膜繞捲於該中空柱體之該側壁上。
3. 如請求項1所述之繞捲式電池結構之製作方法，其中在焊接該第一導電焊接片、該些第一導電極柄、該第一導電引子盤、該第二導電焊接片、該些第二導電極柄與該第二導電引子盤之步驟後，分別套設一第一壓板與一第二壓板於該第一導電引子盤與該第二導電引子盤上，接著再進行以該殼體包覆該中空柱體、該供電電極板、該些第一導電極柄、該些第二導電極柄、該第一壓板、該第二壓板、該第一導電焊接片與該第二導電焊接片之步驟。
4. 如請求項1所述之繞捲式電池結構之製作方法，更包含以一第一導電端子與一第二導電端子分別套設於該第一導電引子盤與該第二導電引子盤上之步驟，其中該第一導電端子與該第二導電端子位於該殼體之外側。
5. 如請求項1所述之繞捲式電池結構之製作方法，其中該第一導電焊接片焊接該些第一導電極柄與該第一導電引子盤之位置相距該第一導電焊接片之外邊緣的最短距離為R1，R1大於0，每一該第一導電極柄重疊該第一導電引子盤與該第一導電焊接片之長度大於或等於0.2R1。
6. 如請求項1所述之繞捲式電池結構之製作方法，其中該第二導電焊接片焊接該些第二導電極柄與該第二導電引子盤之位置相距該第二導電焊接片之外邊緣的最短距離為R2，R2大於0，每一該第二導電極柄重疊該第二導電引子盤與該第二導電焊接片之長度大於或等於0.2R2。
7. 如請求項1所述之繞捲式電池結構之製作方法，其中該第一導電焊接片與該第二導電焊接片之厚度為100～300微米。
8. 一種繞捲式(spirally-wound)電池結構，包含： 一中空柱體； 一供電電極板，繞捲於該中空柱體之側壁上，其中該供電電極板具有第一側與第二側，該第一側與該第二側彼此相對，該第一側向外延伸以形成多個第一導電極柄，該第二側向外延伸以形成多個第二導電極柄，該些第一導電極柄彼此間隔，該些第二導電極柄彼此間隔； 一第一導電引子盤與一第二導電引子盤，彼此相對設置，並插入該中空柱體中； 一第一導電焊接片，套設於該第一導電引子盤上，該些第一導電極柄夾置於該第一導電焊接片與該第一導電引子盤之間，該第一導電焊接片通過該些第一導電極柄與該第一導電引子盤焊接； 一第二導電焊接片，套設於該第二導電引子盤上，該些第二導電極柄夾置於該第二導電焊接片與該第二導電引子盤之間，該第二導電焊接片通過該些第二導電極柄與該第二導電引子盤焊接；以及 一殼體，包覆該中空柱體、該供電電極板、該些第一導電極柄、該些第二導電極柄、該第一導電焊接片與該第二導電焊接片，其中該第一導電引子盤與該第二導電引子盤穿透該殼體。
9. 如請求項8所述之繞捲式電池結構，其中該供電電極板更包含： 一正極片，其一側具有該些第一導電極柄；以及 一負極片，其一側具有該些第二導電極柄， 該正極片與該負極片之間設有絕緣膜，該正極片、該負極片與該絕緣膜繞捲於該中空柱體之該側壁上。
10. 如請求項9所述之繞捲式電池結構，其中該正極片之材質包含鋁，該負極片之材質包含銅。
11. 如請求項9所述之繞捲式電池結構，其中該第一導電焊接片之材質包含鋁或不鏽鋼，該第二導電焊接片之材質包含銅、鎳或不鏽鋼。
12. 如請求項8所述之繞捲式電池結構，更包含： 一第一壓板，套設於該第一導電引子盤上，並位於該殼體與該第一導電焊接片之間；以及 一第二壓板，套設於該第二導電引子盤上，並位於該殼體與該第二導電焊接片之間。
13. 如請求項8所述之繞捲式電池結構，更包含： 一第一導電端子，套設於該第一導電引子盤上，並位於該殼體之外側；以及 一第二導電端子，套設於該第二導電引子盤上，並位於該殼體之外側。
14. 如請求項8所述之繞捲式電池結構，其中該第一導電引子盤包含第一導電盤，該第一導電盤之頂部與底部分別具有第一導電突起與第二導電突起，該第一導電突起插入該中空柱體中，該第一導電焊接片套設該第二導電突起，該些第一導電極柄夾置於該第一導電焊接片與該第一導電盤之間，該第一導電焊接片通過該些第一導電極柄與該第一導電盤焊接，該第二導電突起穿透該殼體。
15. 如請求項8所述之繞捲式電池結構，其中該第二導電引子盤包含第二導電盤，該第二導電盤之頂部與底部分別具有第三導電突起與第四導電突起，該第三導電突起插入該中空柱體中，該第二導電焊接片套設該第四導電突起，該些第二導電極柄夾置於該第二導電焊接片與該第二導電盤之間，該第二導電焊接片通過該些第二導電極柄與該第二導電盤焊接，該第四導電突起穿透該殼體。
16. 如請求項8所述之繞捲式電池結構，其中該第一導電焊接片焊接該些第一導電極柄與該第一導電引子盤之位置相距該第一導電焊接片之外邊緣的最短距離為R1，每一該第一導電極柄重疊該第一導電引子盤與該第一導電焊接片之長度大於或等於0.2R1。
17. 如請求項8所述之繞捲式電池結構，其中該第二導電焊接片焊接該些第二導電極柄與該第二導電引子盤之位置相距該第二導電焊接片之外邊緣的最短距離為R2，每一該第二導電極柄重疊該第二導電引子盤與該第二導電焊接片之長度大於或等於0.2R2。
18. 如請求項8所述之繞捲式電池結構，其中該第一導電焊接片與該第二導電焊接片之厚度為100～300微米。

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