圆柱型锂离子电池的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种圆柱型锂离子电池，包括电芯、正极极板、负极极板、正极极柱和负极极柱，电芯由正极片、隔膜和负极片卷绕而成，电芯的一端有正极极耳，电芯的另一端有负极极耳，正极极板上冲压有第一压紧凹槽，正极极板的与第一压紧凹槽背对的侧面与正极极耳的端面紧贴，并通过第一压紧凹槽焊接固定；负极极板上冲压有第二压紧凹槽，负极极板的与第二压紧凹槽背对的侧面与负极极耳的端面紧贴，并通过第二压紧凹槽焊接固定。锂离子电池由于采用了此种结构，可以局部压紧极耳，容易压紧，便于通过激光焊接实现电连接，防止虚焊、脱焊等现象；而且凹槽结构还可以加固极板，防止向电池纵向施压时，引起极板断裂，有助于提高电池的安全性能。
【专利说明】圆柱型锂离子电池
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电池，特别是涉及一种圆柱型锂离子电池。
【背景技术】
[0002] 为满足不断发展的电动汽车产业对锂离子电池容量的需求，具有高容量的环型锂 离子电池和圆柱型锂离子电池的开发受到社会极大的关注。
[0003] 现有锂离子电池的电连接结构一般是采用集流体、极板、极耳和极柱的电连接结 构，集流体和极板之间一般采用超声波焊接或激光焊接密封连接。随着电池的高容量化，集 流体的厚度增加，极板的焊接难度不断加大，容易造成脱焊和虚焊的问题，导致电池的倍率 性能受损。另外该种电连接结构占用体积大，容易影响电池的体积容量密度。因此常考虑 将极板直接向电芯卷绕体的集流体端面直接施加压力，采用激光焊接固定连接。然而，由于 集流体的厚度薄，柔软易变形，施加压力容易使电芯变弯、变形，造成电芯卷绕体变大或外 凸，造成，电芯卷绕体不能入壳或与外壳导通而短路，而且直接施加压力在电芯卷绕体端面 上，由于端面变形不平整，会造成与集流体焊接面积小，焊接强度低，从而造成虚焊或脱焊 现象，容易使电池容量的降低。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术现状，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种圆柱型锂离 子电池，其极板与极耳之间容易压紧，且不容易引起电芯变大或外凸现象，以解决因容量大 引起入壳难，焊接困难的问题。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明所提供一种锂离子电池，包括电芯、正极极板、负 极极板、正极极柱和负极极柱，所述电芯由正极片、隔膜和负极片卷绕中心管而成，所述电 芯的一端有由所述正极片轴向延伸形成的未涂覆活性物质的正极极耳，另一端有由所述负 极片轴向延伸形成的未涂覆活性物质的负极极耳；所述正极极板为环形结构，其上设置有 第一极柱孔和第一进液孔，该正极极板与所述正极极耳固定连接，所述负极极板为环形结 构，其上设置有第二极柱孔和第二进液孔，该负极极板与所述负极极耳固定连接，所述正极 极柱的一端穿设于所述第一极柱孔中并与所述正极极板固定连接，所述负极极柱的一端穿 设于所述第二极柱孔中并与所述负极极板固定连接；所述正极极板上冲压有第一压紧凹 槽，所述正极极板的与所述第一压紧凹槽背对的侧面与所述正极极耳的端面紧贴，并通过 所述第一压紧凹槽焊接固定；所述负极极板上冲压有第二压紧凹槽，所述负极极板的与所 述第二压紧凹槽背对的侧面与所述负极极耳的端面紧贴，并通过所述第二压紧凹槽焊接固 定。
[0006] 在其中一个实施例中，所述第一压紧凹槽沿所述正极极板的半径方向贯通所述正 极极板，所述第二压紧凹槽沿所述负极极板的半径方向贯通所述负极极板。
[0007] 在其中一个实施例中，所述第一压紧凹槽的数量为1?10个，所述第二压紧凹槽 的数量为1?10个。
[0008] 在其中一个实施例中，所述正极极板的第一压紧凹槽成"X"形分布，所述负极极板 的所述第二压紧凹槽成"X"形分布。
[0009] 在其中一个实施例中，所述第一压紧凹槽的深度为0. 3?5mm，所述第二压紧凹槽 的深度为〇· 3?5謹。
[0010] 在其中一个实施例中，所述正极极板包括具有所述第一压紧凹槽的第一固定部和 其余的第一基板部，所述第一基板部的边缘设置有向所述第一压紧凹槽侧延伸的第一凸 起，该第一凸起包围于所述正极极柱的外部且与所述正极极柱焊接固定；所述负极极板包 括具有所述第二压紧凹槽的第二固定部和其余的第二基板部，所述第二基板部的边缘设置 有向所述第二压紧凹槽侧延伸的第二凸起，该第二凸起包围于所述负极极柱的外部且与所 述负极极柱焊接固定。
[0011] 在其中一个实施例中，所述第一固定部的半径大于或等于所述第一基板部的半 径，所述第二固定部的半径大于或等于所述第二基板部的半径。
[0012] 在其中一个实施例中，所述正极极板的材质为铝或铝合金，所述负极极柱的材质 为错、错合金、铜或者铜合金材料。
[0013] 在其中一个实施例中，所述锂离子电池的正极材料为磷酸铁锂、锰酸锂或三元材 料。
[0014] 在其中一个实施例中，所述锂离子电池的负极材料为石墨或钛酸锂。
[0015] 本发明所提供的圆柱型锂离子电池，由于在正极极板和负极极板分别设置有冲压 形成的第一压紧凹槽和第二压紧凹槽，可以局部压紧极耳，容易压紧，便于通过激光焊接实 现电连接，防止了虚焊、脱焊的现象；而且凹槽结构还可以加固极板，防止向电池纵向施压 时，引起极板断裂，有助于提高电池的安全性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本发明实施例一中的锂离子电池的正极极板的俯视立体示意图
[0017] 图2为图1中的正极极板的仰视立体示意图；
[0018] 图3为图1中的正极极板与正极极耳和正极极柱的连接示意图；
[0019] 图4为本发明实施例二中的锂离子电池的正极极板的俯视立体示意图；
[0020] 图5为本发明实施例二中的锂离子电池的正极极板的仰视立体示意图。
[0021] 以上各图中，10、正极极耳；11、正极极耳的端面；20、正极极板；21、第一固定部； 211、第一压紧凹槽；22、第一基板部；221、第一凸起；23、第一极柱孔；24、第一进液孔；30、 正极极柱。
【具体实施方式】
[0022] 下面参考附图并结合实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的 情况下，以下各实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023] 实施例一
[0024] 本实施例的圆柱型锂离子电池包括电芯、正极极板、负极极板、正极极柱和负极极 柱，电芯由正极片、隔膜和负极片卷绕中心管而成，电芯的一端有由所述正极片轴向延伸形 成的未涂覆活性物质的正极极耳，电芯的另一端有由所述负极片轴向延伸形成的未涂覆活 性物质的负极极耳。优选地，所述正极极板的材质为铝或铝合金，所述负极极柱的材质为 铝、铝合金、铜以及铜合金材料。优选地，所述正极极耳为磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料。所 述负极极耳为石墨或钛酸锂。
[0025] 负极极耳与负极极板、负极极柱的连接方式与正极极耳10与正极极板20、正极极 柱的连接方式相似，故以正极为例对本发明进行说明。
[0026] 如图1、2所示，本实施例中的正极极板20为中心具有第一极柱孔23的环形结构， 其包括第一基板部22和用于与正极极耳10连接的第一固定部21，第一固定部21的半径大 于第一基板部22的半径，在第一固定部21上经冲压形成有第一压紧凹槽211。优选地，第 一压紧凹槽211沿所述正极极板20的半径方向贯通所述正极极板20，便于电解液在第一压 紧凹槽211上流动，加快电解液浸润性能。所述第一压紧凹槽211的数量为1?10个，优 选为4个，且4个第一压紧凹槽211成"X"形分布。优选地，所述第一压紧凹槽211的深度 为0.3?5mm。在第一基板部22或第一压紧凹槽211上设置有多个第一进液孔24。优选 地，所述第一基板部22的边缘设置有向所述第一压紧凹槽211侧延伸的第一凸起221。一 方面，第一凸起221可便于与正极极柱实现激光焊接固定连接，另一方面，第一凸起221可 以加固正极极板20,防止向电池纵向施压时，直接受力到极板的基板上，引起极板断裂，有 助于提高电池的安全性能。
[0027] 如图3所示，装配时，正极极板20的与第一压紧凹槽211背对的侧面与正极极耳 10的端面11紧贴，并通过第一压紧凹槽211激光焊接固定；正极极柱30的一端穿设于第 一极柱孔23内，与正极极板20的第一基板部22连接，并与第一凸起221通过激光焊接固 定连接。
[0028] 本实施例中的锂离子电池，由于在正极极板20和负极极板分别设置有冲压形成 的第一压紧凹槽211和第二压紧凹槽，当正极极板20与正极极耳10压紧固定时，只压紧第 一压紧凹槽211，并沿第一压紧凹槽211位置激光焊接，减小了正极极板20与正极极耳10 之间的受力面积，容易压紧，便于通过激光焊接实现电连接，防止了虚焊、脱焊的现象；而 且，正极极柱30和负极极柱分别设置在第一基板部22和第二基板部上，不与第一压紧凹槽 211和第二压紧凹槽直接连接，便于电解液在第一压紧凹槽211和第二压紧凹槽上流动，力口 快电解液浸润性能；另外，第一进液孔24和第二进液孔的设置，有助于电解液快速流入电 芯内部。
[0029] 实施例二
[0030] 如图4、5所示，本实施例中的锂离子电池的结构与实施例一大体相同，不同之处 在于：所述正极极板20的第一凸起221的外径与第一基板的外径相同，第一进液孔24包括 第一基板部22上的4个弧形结构的空隙。
[0031] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1. 一种圆柱型锂离子电池，包括电芯、正极极板、负极极板、正极极柱和负极极柱，所述 电芯由正极片、隔膜和负极片卷绕中心管而成，所述电芯的一端有由所述正极片轴向延伸 形成的未涂覆活性物质的正极极耳，另一端有由所述负极片轴向延伸形成的未涂覆活性物 质的负极极耳；所述正极极板为环形结构，其上设置有第一极柱孔和第一进液孔，该正极极 板与所述正极极耳固定连接，所述负极极板为环形结构，其上设置有第二极柱孔和第二进 液孔，该负极极板与所述负极极耳固定连接，所述正极极柱的一端穿设于所述第一极柱孔 中并与所述正极极板固定连接，所述负极极柱的一端穿设于所述第二极柱孔中并与所述负 极极板固定连接；其特征在于，所述正极极板上冲压有第一压紧凹槽，所述正极极板的与所 述第一压紧凹槽背对的侧面与所述正极极耳的端面紧贴，并通过所述第一压紧凹槽焊接固 定；所述负极极板上冲压有第二压紧凹槽，所述负极极板的与所述第二压紧凹槽背对的侧 面与所述负极极耳的端面紧贴，并通过所述第二压紧凹槽焊接固定。
2. 根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于，所述第一压紧凹槽沿所述 正极极板的半径方向贯通所述正极极板，所述第二压紧凹槽沿所述负极极板的半径方向贯 通所述负极极板。
3. 根据权利要求2所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于，所述第一压紧凹槽的数量 为1?10个,所述第二压紧凹槽的数量为1?10个。
4. 根据权利要求2所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于，所述正极极板的第一压紧 凹槽成"X"形分布，所述负极极板的所述第二压紧凹槽成"X"形分布。
5. 根据权利要求2所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于，所述第一压紧凹槽的深度 为0. 3?5_，所述第二压紧凹槽的深度为0. 3?5_。
6. 根据权利要求2所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于，所述正极极板包括具有所 述第一压紧凹槽的第一固定部和其余的第一基板部，所述第一基板部的边缘设置有向所述 第一压紧凹槽侧延伸的第一凸起，该第一凸起包围于所述正极极柱的外部且与所述正极极 柱焊接固定；所述负极极板包括具有所述第二压紧凹槽的第二固定部和其余的第二基板 部，所述第二基板部的边缘设置有向所述第二压紧凹槽侧延伸的第二凸起，该第二凸起包 围于所述负极极柱的外部且与所述负极极柱焊接固定。
7. 根据权利要求6所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于，所述第一固定部的半径大 于或等于所述第一基板部的半径，所述第二固定部的半径大于或等于所述第二基板部的半 径。
8. 根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于，所述正极极板的材质为铝 或铝合金，所述负极极柱的材质为铝、铝合金、铜或者铜合金材料。
9. 根据权利要求1至8中任意一项所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于，所述锂离子 电池的正极材料为磷酸铁锂、锰酸锂或三元材料。
10. 根据权利要求1至8中任意一项所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于，所述锂离 子电池的负极材料为石墨或钛酸锂。
【文档编号】H01M10/0525GK104103850SQ201310122156
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月9日 优先权日:2013年4月9日
【发明者】徐德雷, 张伟英, 蔡惠群, 罗晓华, 魏银仓, 张兵, 彭心怡 申请人:珠海银隆新能源有限公司