一种电化学器件的制作方法

本发明涉及一种电化学器件，属于锂电池技术领域。

背景技术：

目前由于锂电池具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多等优点，在智能手机、穿戴设备、电动自行车和新能源汽车等设备上得到广泛的应用，成为解决能源危机和环境污染等全球性问题的关键。随着电动汽车技术的日益完善，电动汽车和混合动力车离人们的日常生活越来越近，存在着巨大的商机，同时电动汽车对为其提供能量的锂离子电池的性能提出了更高的要求。

目前市场上广泛使用的硬壳锂电池，壳体与盖板的焊接广泛采用激光焊接等焊接方法。现有的封装方法容易造成焊缝凹凸不平、外形丑陋等问题，密封性较差，使用技术过程中较易磨损，造成锂电池漏液，会有严重的安全隐患。现有技术中极耳与极柱的连接主要有：超声波焊接、激光焊接、电阻热熔焊接、铆接、螺栓连接等。其中超声波焊接、激光焊接、电阻热熔焊接能够将极耳和极柱金属融合在一起。可以说，极耳与极柱的连接是动力电池一个很致命的环节，影响着动力电池的可靠性和安全性，最终对动力电池的市场前景和新能源汽车的推广起到重要作用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：注液孔开在盖板上，注液不方便。

本发明的目的是提供一种注液孔开在极柱中间的电化学器件。

本发明的技术方案具体为：

一种电化学器件，包括外壳，外壳包括盖板与上端开口的壳体，外壳内设有电芯，在外壳与电芯之间为电解液，所述壳体上部固定盖板，盖板上设有两个通孔，每个通孔内固定一个焊接电芯的极柱，极柱轴向上设有通透的阶梯孔，该阶梯孔用于注电解液；极柱为两个，一个正极，一个为负极。

外壳的材质为铝，其内、外表面均为三氧化铝保护层，保护层的厚度为0.1-1.0μm。

盖板采用凸台结构，与极柱配合的部分向外凸出，极柱的阻挡部置于凸出部内侧。

所述的转接片与电芯的极耳焊接连接。

盖板与极柱之间通过密封钉焊接密封。

盖板设有连通外界的安全孔，安全孔外侧的盖板焊接安全阀。

上述所有焊接为搅拌摩擦焊焊接。

相对于现有技术，本发明的技术效果为，本发明将注液孔开在极柱中间，避免在盖板上开孔，注液完成采用螺纹密封，使电池注液更加安全，并采用阶梯孔的形式，避免注液过程中发生泄漏。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图2为转接片与电极连接的示意图。

图3为转接片与电芯焊接的示意图。

图4为转接片的示意图。

图5为盖板5的示意图。

图6为极柱的示意图。

图7为密封垫片、密封垫与盖板连接的示意图。

具体实施方式

一种电化学器件，包括外壳，外壳包括盖板5与上端开口的壳体9，外壳内设有电芯4，在外壳与电芯4之间为电解液，壳体9上部固定盖板5，盖板5上设有两个通孔，每个通孔内固定一个焊接电芯4的极柱2，极柱轴向上设有通透的阶梯孔，该阶梯孔用于注电解液。

极柱2为两个，一个正极，一个为负极。

外壳的材质为铝，其内、外表面均为致密三氧化铝保护层，其厚度为0.1-1.0μm，保护层由盖板5与壳体9进行阳极氧化形成。

盖板5采用凸台结构，与极柱2配合的部分向外凸出，极柱2的阻挡部置于凸出部内侧，使这样能提高壳体内部空间。

所述的转接片与电芯的极耳焊接连接，正负极采用同样的方法连接。

盖板5与极柱2之间通过密封钉3焊接密封。

盖板5设有连通外界的安全孔，安全孔外侧的盖板5焊接安全阀10。

上述所有焊接为搅拌摩擦焊焊接（参阅附图标记a）。

正极转接片为0.8mm-2mm的铝板材，负极转接片为0.8mm-2mm的镍镀铜板材。

盖板为凸台结构，采用1-2mm的铝板制成，盖板进行阳极氧化处理。

极柱2螺纹配合圆螺母1，盖板5和圆螺母之间设有密封垫片7，极柱2的凸台和盖板5之间设有密封垫6。

本发明提供了一种锂电池外壳表面覆有厚度0.1-1.0μm的致密三氧化铝保护层，耐磨性好，强度提高，并且具有优良的绝缘性能，阻止外壳本体与电解液直接接触，进而防止外壳本体被腐蚀。

本发明提供了一种采用搅拌摩擦焊接锂电池壳体与壳盖的焊接方法。运用搅拌摩擦焊接的方式进行壳体与壳盖封装，形成具有闭环且不带匙孔的完美焊缝，焊缝具有可靠的强度和密封性，且搅拌摩擦焊接温度达不到电池内各部件的熔化温度，热输入较小，有效保护电池，具有良好的应用前景，值得推广。

盖板采用凸台结构，节约壳体内部空间，大大提高了全极耳电芯的能量密度。

极耳与极柱的连接采用转接片，焊接采用搅拌摩擦焊，转接片与电芯的极耳采用搅拌摩擦焊焊接，极柱与转接片采用搅拌摩擦焊焊接，大大提高了焊接的可靠性，提高了锂电池的安全性，具有良好的应用前景。

本发明提供了一种注液孔的结构形式，此注液孔开在极柱中间，避免在盖板上开孔，使电池更加美观、更加安全，并采用阶梯孔的形式，避免注液过程中发生泄漏，注液完成采用螺纹密封后再用搅拌摩擦焊焊接。

安全阀采用搅拌摩擦焊接的方法焊接，大大提高焊接可靠性，值得推广。

本发明的装配方法：

第一，参阅图2，将极柱2与转接片8采用搅拌摩擦焊的方式连接在一起，参阅图3，将转接片8与电芯4的极耳采用搅拌摩擦焊的方法连接起来，正负极采用同样的方法连接。

第二，参阅图1，将焊有极柱的电芯放进壳体9内，在极柱上垫上密封垫片7。

第三，采用搅拌摩擦焊的方法在盖板5上焊接安全阀，盖上盖板5，参阅图1，盖板与壳体采用搅拌摩擦焊方式焊接。

第四，在正负极垫上密封垫6，分别在正负极拧上圆螺母1，拧紧。

第五，从极柱2中间的注液孔注入电解液，拧入密封钉3，密封钉和极柱采用搅拌摩擦焊焊接。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
一种电化学器件，包括外壳，外壳包括盖板与上端开口的壳体，外壳内设有电芯，在外壳与电芯之间为电解液，所述壳体上部固定盖板，盖板上设有两个通孔，每个通孔内固定一个焊接电芯的极柱，极柱轴向上设有通透的阶梯孔，该阶梯孔用于注电解液；极柱为两个，一个正极，一个为负极。相对于现有技术，本发明的技术效果为，本发明将注液孔开在极柱中间，避免在盖板上开孔，注液完成采用螺纹密封，使电池注液更加安全，并采用阶梯孔的形式，避免注液过程中发生泄漏。

技术研发人员：赵良洁;杨俊;吕占国
受保护的技术使用者：林州朗坤科技有限公司
技术研发日：2017.04.18
技术公布日：2017.09.22