专利名称：一种塑料壳体的圆柱电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是大容量的锂离子圆柱电池技术领域。技术背景锂离子电池越来越多的在动カ领域、储能领域得到了应用。动カ领域，锂离子电池应用到电动轿车和电动大巴上时，需要较大的电池容量以满足续航里程；储能领域，大功率的储能电站也对锂离子电池的容量提出了很高的要求。所以，这些领域的锂离子电池需要单体容量越来越大才能满足要求。现有的锂离子电池主要有两种，一种是圆柱电池，ー种是方形电池。圆柱电池中以钢壳和铝壳材质居多。但容量都比较小，如18650，26650等。但是在大容量锂离子圆柱电池领域，使用钢壳和铝壳存在的问题是壳体尺寸变大后，壳体容易·变形，与盖帽的装配困难度增加，导致成品率下降。所以金属壳体的圆柱电池容量受到了壳·体尺寸的制約。方形电池的尺寸灵活，装配方便，其卷芯主要有叠片式和方形卷绕式两类。叠片式エ艺复杂，产能低，不适合大容量锂离子电池；方形卷绕式エ艺比较简单，产能也比较高，但是和圆柱式卷绕相比较后者在エ艺复杂度和效率方面具有更大的优势。另外，金属壳体的电池散热性能较好，但是在北方寒冷地区，尤其是磷酸铁锂材料的电池低温性能较差，使用散热性能好的金属壳体影响磷酸铁锂材料的电池性能的发挥。
发明内容本发明公开的ー种塑料壳体的圆柱电池，解决的是大容量的金属壳体圆柱电池难装配、成品率低的问题，以及在寒冷地区磷酸铁锂电池性能发挥低问题。为了解决上述问题，本发明采取如下方案来实现其结构由主要由壳体、端盖、上极柱、下极柱、内垫片、外垫片、固定螺母和电池卷芯组成，壳体为筒状结构，其下端开ロ，上端为在中心处留ー圆孔的半密封；端盖与壳体的开ロ端封盖对接配合，在端盖边缘处开设圆孔，圆孔有内螺纹；上极柱和下极柱是由焊接柱台与固定柱体两部分组成，其中固定柱体具有螺纹结构，焊接柱台与的极耳连接，上极柱的焊接柱台上方的固定柱体依次套入内垫片、壳体半密封端、外垫片后与固定螺母连接锁定，下极柱焊接柱台下方的固定柱体依次套入内垫片、端盖、外垫片后与固定螺母连接锁定；内垫片和外垫片垫片为耐电解液腐蚀的软质弹性材料制作而成，外垫片设有凸台与内垫片对接。上述方案可进ー步改进为正极外垫片为红色,负极外垫片为黑色。端盖与壳体之间密封材料密封在一起。上述塑料壳体的圆柱电池的装配エ艺为将卷芯极耳焊接到c上极柱和d下极柱后，入壳后固定端盖和极柱，将端盖与壳体进行热熔密封。注液化成后再装配防爆阀。[0014]上述的入壳方式，是将上极柱加内垫片后，穿过壳体半密封端圆孔，再加红色外垫片，用固定螺母固定上极柱与壳体。下极柱加内垫片后穿过端盖，加黒色外垫片，再使用螺母固定好下极柱与端盖。上述的热熔密封方式，是将端盖下圆台装入壳体开ロ端，再将壳体和端盖连接处热熔密封。为了保证圆柱电池的密封性，将极柱与外垫片、端盖与壳体以及外垫片与壳体连接处使用电池专用密封胶进行密封。注液化成排气以后，将防爆阀装入端盖的螺纹孔中，再使用电池专用密封胶密封连接处。本发明装配简单、成品率高，并且塑料材质的电池具备一定的保温作用，有利于改 善寒冷地区的磷酸铁锂材料电池的低温性能。
为了更清楚地说明本发明实施或现有技术中的技术方案，下面对实施例的附图做简单地介绍图I是ー种塑料壳体的圆柱电池整体结构图；图2是塑料壳体的主视图；图3是图2的俯视图；图4端盖的主视图；图5是图4的俯视图；图6是图5中b-い的剖面图；图7是外垫片的主视图；图8是图7的俯视图；图9是图5中f_f的剖面图；具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1-9，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。 本发明公开的ー种塑料壳体的圆柱电池，其结构由主要由壳体a、端盖b、上极柱C、下极柱d、内垫片e、外垫片f和固定螺母g组成。壳体a为PP材质的材料壳体,壳体一端开ロ，另外一端半密封，中间留有ー圆形孔，为上极柱c的穿出通道。优选的是，上述a壳体内加入阻燃剂和强化剂，以提高壳体的安全性能与硬度。端盖b为PP材质，形状为大小柱台组合体，端盖中心有圆孔，为下极柱的穿出通道；中心侧有ー圆孔，上孔径大且有螺纹，为防爆阀安装位；下孔径小为平滑通道，为注液和排气通道。优选的是，上述b端盖内加入阻燃剂和强化剂，增强壳体的安全性能与硬度；中心侧的孔径根据a壳体的尺寸和注液量而调节大小。上极柱c与下极柱d，为导电良好的金属材质，是由焊接柱台和固定柱体组成。焊接柱台用于与卷芯正负极耳的焊接；固定柱体上具备螺纹，配合固定螺母g对上下极柱与壳体进行固定。上下极柱具备了通过大电流的能力，固定柱体上的螺纹还为单体电池之间的连接预留了空间，方便后期电池成组。优选的是，上述上极柱C和下极柱d由导电性能和机械性能良好的金属材料加工而成,极柱的直径与电池容量和倍率性能要求相匹配。外垫片f为耐腐蚀的软体塑料或橡胶材料，中间外凸的圆环状，外凸部分穿过壳体a的圆孔后于内垫片e接触，软体材质保证内外垫片接触良好。外垫片的中心孔位是极柱的通道。外垫片有红色和黒色两种颜色，用于区分电池的正负极性。优选的是，上述f外垫片使用两种不同的顔色来区分电池正负极性。正极使用红色外垫片，负极使用黒色外垫片。固定螺母g为金属六角螺母，将上极柱C、下极柱d固定于壳体a和端盖b上。本发明公开的ー种塑料壳体的圆柱电池的装配，优选的步骤是(I)将卷芯的正负极耳与上极柱c和下极柱d焊接到一起。(2)将上极柱c加入内垫片e后入壳，穿过壳体a半密封端的中心孔后加入红色外垫片f，使用固定螺母g固定好。(3)将内垫片e和端盖b、黒色外垫片f依次穿入下极柱山然后使用固定螺母g固定好。(4)将端盖b装入壳体a的开ロ端，使用热熔设备将二者连接处热熔密封。(5)装配完毕后使用电池专用密封胶将极柱与外垫片、外垫片与壳体、外垫片与端盖以及端盖与壳体的连接处进行密封处理。(6)从端盖b的注液排气孔进行注液，并开ロ化成。化成完毕后将防爆阀拧入注液排气孔的螺纹孔，然后再用电池专用密封胶将防爆阀与端盖的连接处进行密封处理。对于所公开的实施例的上述说明，仅为本发明较佳的实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡是依照本发明申请专利范围内的内容作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
权利要求1.一种塑料壳体的圆柱电池，其特征在于，其结构由主要由壳体(a)、端盖(b)、上极柱(C)、下极柱(d)、内垫片(e)、外垫片(f )、固定螺母(g)和电池卷芯组成,壳体(a)为筒状结构，其下端开ロ，上端为在中心处留ー圆孔的半密封；端盖(b)与壳体(a)的开ロ端封盖对接配合，在端盖(b)边缘处开设圆孔，圆孔有内螺纹；上极柱(C)和下极柱(d)是由焊接柱台与固定柱体两部分组成，其中固定柱体具有螺纹结构，焊接柱台与的极耳连接，上极柱(C)的焊接柱台上方的固定柱体依次套入内垫片(e)、壳体(a)半密封端、外垫片(f)后与固定螺母(g)连接锁定，下极柱(d)焊接柱台下方的固定柱体依次套入内垫片(e)、端盖(b)、外垫片(f)后与固定螺母(g)连接锁定；内垫片(e)和外垫片(f)垫片为耐电解液腐蚀的软质弹性材料制作而成，外垫片(f)设有凸台与内垫片(e)对接。
2.如权利要求书1中所述的塑料壳体的圆柱电池，其特征在于，正极外垫片为红色，负极外垫片为黑色。
3.如权利要求书1或2所述的塑料壳体的圆柱电池，其特征在于，端盖(b)与壳体(a)之间密封材料密封在一起。
专利摘要本发明涉及到一种塑料壳体的圆柱电池，尤其是大容量的塑料壳体锂离子圆柱电池。本发明公开了一种塑料壳体的圆柱电池的结构，主要由a)壳体、b)端盖、c)上极柱、d)下极柱、e)内垫片、f外垫片和g)固定螺母组成；还公开了一种塑料壳体的圆柱电池的装配工艺，包括上下极柱的装配，端盖与壳体的热熔密封以及注液化成后防爆阀的装配。本发明涉及的塑料壳体的圆柱电池，尤其是大容量的锂离子圆柱电池，具有装配方便、生产效率高的优点。
文档编号H01M2/02GK202662723SQ20122036732
公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月27日 优先权日2012年7月27日
发明者朱玉法, 柳艾美, 孟庆帅 申请人:山东天阳新能源有限公司