技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種圓柱形多極耳電池及其制造方法。

背景技術(shù)：

早期的圓柱鋰離子電池采用單極耳設(shè)計，即在極片上超聲焊接極耳并引出與頂蓋焊接到一起，但這種制造方法需要在極片上留出極耳留白用于焊接極耳，這樣會損失一部分電池容量，如果改為超聲焊接多個極耳的方式，生產(chǎn)效率、容量都會明顯降低。CN201520431840.3提出了在正負(fù)極片外端留出空白箔材，并在卷繞成卷芯后在電芯兩端的空箔揉平面上分別焊接匯流片的方法，這種方法不需要在極片上留出焊接極耳的留白，因此沒有容量的損失，但由于箔材揉平后之間的接觸仍然不十分緊密，并且由于揉平面的厚度較小，當(dāng)采用激光將匯流片和揉平面焊接到一起時，一旦焊穿集流盤就會損傷卷芯。如果降低激光功率，焊接強(qiáng)度則無法保證，匯流片容易從揉平面上脫落。CN201410371930.8提出了一種全極耳集流盤，由兩部分組成，絕緣層與導(dǎo)電層，絕緣層上有與電芯卷繞同紋路的狹縫，狹縫之間均勻分布有供電解液進(jìn)入的細(xì)小的長方形小口，絕緣層狹縫上邊緣鍍1.5mm寬的導(dǎo)電銅線；焊接時，把卷繞好的電芯留白穿過集流盤狹縫，高出1.5mm，然后折邊，覆蓋在導(dǎo)電銅帶上，采用連續(xù)激光焊接技術(shù)焊接。該專利雖然可以實現(xiàn)所有極耳與集流盤的焊接，但此方案要求卷芯留白穿過集流盤的狹縫，操作復(fù)雜，效率較低，無法進(jìn)行大批量工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡單，效率較高，且能兼顧電池的過流能力的圓柱形多極耳電池及其制造方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種圓柱形多極耳電池，包括中空圓柱形的殼體、置于殼體內(nèi)的卷芯及用于密封殼體的正極端蓋和負(fù)極端蓋，所述卷芯的兩端分別設(shè)有電芯極耳，所述正極端蓋和負(fù)極端蓋上均設(shè)有用于導(dǎo)出電流的極柱及與極柱相連的軟連接，所述正極端蓋和負(fù)極端蓋的軟連接分別通過位于其內(nèi)側(cè)的集流爪與卷芯端部的電芯極耳相連。

上述方案中，所述電芯極耳為兩個相對設(shè)置在卷芯端部且呈扇形的凸臺，該凸臺沿所述卷芯的軸線對稱分布。

上述方案中，所述集流爪包括固定塊及與固定塊相連接的匯流極耳和卡爪，所述卡爪為兩組且分別與電芯極耳相對設(shè)置，每組卡爪均由兩條圓弧形的焊條組成，兩條焊條之間的輪廓形狀與所述凸臺的輪廓形狀相匹配，所述匯流極耳與所述軟連接焊接。

上述方案中，所述電芯極耳與卷芯為一體式結(jié)構(gòu)。

上述方案中，所述正極端蓋上設(shè)有注液孔，負(fù)極端蓋上設(shè)有防爆閥。

一種圓柱形電池的制造方法，包括以下步驟：

（1）采取縱向連續(xù)涂布的方式在集流體上涂覆物料，集流體兩側(cè)、涂布區(qū)域之間均設(shè)有條狀留白，制成電池正極片和負(fù)極片備用；

（2）將涂布后的電池正極片和負(fù)極片經(jīng)輥壓分切后，采用激光將留白處切割成極耳；

（3）將正極片、負(fù)極片與隔膜按照“負(fù)極片-隔膜-正極片-隔膜”的方式疊加并卷繞成圓柱卷芯，所述正極片和負(fù)極片的極耳分別位于卷芯兩端；

（4）將集流爪和極耳裝配到一起并焊接，集流爪外側(cè)貼高溫絕緣膠帶；

（5）將卷芯裝入到殼體中；

（6）將集流爪與正極端蓋、負(fù)極端蓋的軟連接焊接到一起，并將軟連接折疊成Z字形；

（7）將正極端蓋和負(fù)極端蓋安裝到殼體上，并進(jìn)行激光焊接，制成電池；

（8）將電池進(jìn)行烘烤、注液、化成、封口。

上述步驟中，所述極耳寬度和極耳間距滿足如下要求：當(dāng)卷芯卷繞完成后，相鄰的極耳形成扇形分布。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明所述的圓柱形多極耳電池，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，其中，正極端蓋和負(fù)極端蓋的軟連接分別通過位于其內(nèi)側(cè)的集流爪與卷芯端部的電芯極耳相連，不僅能兼顧電池的過流能力，同時也提高了電池的抗震能力及導(dǎo)電的穩(wěn)定性。該圓柱形多極耳電池在制造時，通過將留白切割成極耳的方式保證了電池的容量，多極耳的設(shè)計及集流爪的焊接方式也保證了電池的大電流充放電性能，同時利于批量生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明圓柱形多極耳電池的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明圓柱形多極耳電池的爆炸圖；

圖3是本發(fā)明卷芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明集流爪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明正極端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明負(fù)極端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明極片的耳成型工藝圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

如圖1、2所示，本實施例的圓柱形多極耳電池，包括中空圓柱形的殼體10、置于殼體10內(nèi)的卷芯11及用于密封殼體10的正極端蓋17和負(fù)極端蓋12，在卷芯11的正極端和負(fù)極端分別設(shè)有電芯極耳13，該正極端蓋17和負(fù)極端蓋12上均設(shè)有用于導(dǎo)出電流的極柱14及與極柱14相連的軟連接15，正極端蓋17和負(fù)極端蓋12的軟連接15分別通過位于其內(nèi)側(cè)的集流爪16與卷芯11端部的電芯極耳13相焊接。

如圖3所示，該電芯極耳13為兩個相對設(shè)置在卷芯11端部且呈扇形的凸臺，該凸臺沿卷芯11的軸線對稱分布。

如圖4所示，該集流爪16包括固定塊161及與固定塊161相連接的匯流極耳162和卡爪163，卡爪163為兩組且分別與電芯極耳13相對設(shè)置，每組卡爪163均由兩條圓弧形的焊條組成，兩條焊條之間的輪廓形狀與凸臺的輪廓形狀相匹配，在安裝時，將電芯極耳13放到兩條焊條組成的卡爪163之間的縫隙處，捏緊焊條，使焊條和電芯極耳13緊密貼合，然后將焊條和電芯極耳13焊接到一起，再將匯流極耳162與軟連接15相焊接，焊接后的匯流極耳162在安裝時，將其折彎呈Z字形置于殼體10中，圖4所示的是集流爪16中匯流極耳162未折彎時的結(jié)構(gòu)示意圖，折彎后的匯流極耳162如圖1所示。本實施例中，該電芯極耳13與卷芯11為一體塑形結(jié)構(gòu)。

如圖5、6所示，正極端蓋17上設(shè)有注液孔171，負(fù)極端蓋12上設(shè)有防爆閥121。

一種圓柱形多極耳電池的制造方法，包括以下步驟：

S1：采取縱向連續(xù)涂布的方式在集流體上涂覆物料，集流體兩側(cè)、涂布區(qū)域之間均設(shè)有條狀留白，制成電池正極片和負(fù)極片備用；

S2：將涂布后的電池正極片和負(fù)極片經(jīng)輥壓分切后，采用激光將留白處切割成極耳；

S3：將正極片、負(fù)極片與隔膜按照“負(fù)極片-隔膜-正極片-隔膜”的方式疊加并卷繞成圓柱卷芯11，所述正極片和負(fù)極片的極耳分別位于卷芯11兩端；

S4：將集流爪16和極耳162裝配到一起并焊接，集流爪16外側(cè)貼高溫絕緣膠帶；

S5：將卷芯11裝入到殼體10中；

S6：將集流爪16與正極端蓋17、負(fù)極端蓋12的軟連接15焊接到一起，并將軟連接15折疊成Z字形；

S7：將正極端蓋17和負(fù)極端蓋12安裝到殼體10上，并進(jìn)行激光焊接，初步制成電池；

S8：再將電池進(jìn)行烘烤、注液、化成、封口即完成電池的制造。

所述極耳寬度和極耳間距滿足如下要求：當(dāng)卷芯11卷繞完成后，相鄰的電芯極耳13形成扇形分布。如圖7所示，在完成一個卷芯所需要的極片長度L內(nèi)，極耳13寬度逐漸變化，即W1＜W2＜W3＜……，電芯極耳13間距也逐漸變化，即L1＜L2＜……，正負(fù)極片均按照此種方式進(jìn)行電芯極耳13成型。

以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。