大圆柱锂离子电池结构的制作方法

本实用新型属于动力电池技术领域，涉及大圆柱锂离子电池结构。

背景技术：

伴随新能源汽车技术的发展与进步，对锂离子电池的能量密度、循环寿命、安全性、可靠性提出了更高的要求，而圆柱电池在工艺成熟度、抑制负极膨胀、热失控传播抑制等方面的优势越来越明显，所以圆柱电池的结构及装配方法需求也更加多样化和巨大化。

目前常用的圆柱形锂离子电池结构由卷芯、盖板、圆柱外壳等部件组成，极片涂布完后，根据位置定义焊接上极耳，通过卷绕方式把极片卷成带极耳的圆柱卷芯，卷芯通过极耳和上下盖板上的集流体焊接好，整体推入圆柱外壳后，盖板和外壳通过激光焊焊接到一起，这种电池结构复杂、零件种类繁多、装配工序多、一致性控制难度大。

当卷芯通过极耳连接上盖输出电流时，由于受空间限制，极耳尺寸比较小，限制了圆柱电池的过流能力，也增加了电池的连接阻抗，从而造成电池发热严重，并且圆柱电池受结构的影响，在圆柱的径向传热比轴向慢，造成热量集聚在卷芯内部传递不出来，从而引发热安全事故，另外在卷芯制造工艺上，需要增加焊接极耳工序，引入焊接不良的风险，另外还有一种工艺是极耳揉磨平工艺，把全极耳卷芯的顶部通过机械的外部揉磨，盖板有一个可折叠连接片，通过激光焊接方式焊接到卷芯极耳部分，这种工艺缺陷是揉平后的卷芯在后面的注液工序中，电解液很难浸润到卷芯每层极片内部，造成浸润不良，并且连接片由于需要折叠，需要柔性可弯曲结构，过流能力也受影响，热量也不能通过连接片传递出来。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题是大圆柱锂离子电池结构，属于动力电池技术领域，结构简单，减少了零件种类和数量，降低了装配难度，重量轻，成本低，提升了电池的能量密度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：大圆柱锂离子电池结构，属于动力电池技术领域，包括盖板，盖板包括外极柱、第一密封垫片、电池盖、内极柱、第二密封垫片和连接件，所述电池盖上有孔洞，所述内极柱上有凸起，凸起穿过孔洞，所述第一密封垫片安装在凸起的上表面，所述外极柱安装在第一密封垫片远离凸起的一端，所述第二密封垫片安装在内极柱远离第一密封垫片的一端，所述连接件依次穿过第二密封垫片、内极柱、第一密封垫片、外极柱且和外极柱连接。

进一步的，电池盖上有防爆阀。

进一步的，外极柱和内极柱的材质是铝合金，连接件的材质是铜。

进一步的，电池盖的材质是改性塑料。

进一步的，还包括导电胶粘片、第一绝缘片、卷芯、第二绝缘片和外壳，盖板、导电胶粘片、第一绝缘片、卷芯和第二绝缘片同轴由左向右依次设置，导电胶粘片远离第一绝缘片的一端和连接件连接，外壳安装在卷芯的外侧，盖板安装在外壳的一端，卷芯靠近第一绝缘片的一端有极耳，极耳穿过第一绝缘片和导电胶粘片连接。

进一步的，极耳有多个，极耳的弯折角度是60°～80°或180°。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果如下：

1.本实用新型结构简单，减少了零件种类和数量，降低了装配难度，重量轻，成本低，提升了电池的能量密度。

2.本实用新型的电池盖上有防爆阀，防爆阀在盖板上呈环形均匀分布，排气路径和排气口面积更大，喷射出的气体压力更低，减少了高热、高压气体对相邻电池的影响，抑制甚至阻止热扩散发生。

3.本实用新型的电池盖的材质是改性塑料，能起到很好的电气绝缘性能，热失控加剧时，整个电池盖会融化，增加排气通道。

4.本实用新型的极耳穿过第一绝缘片和导电胶粘片连接，电芯的有效过流面积可达到卷芯截面积的90％，导电效果好。

5.本实用新型的极耳的弯折角度是60°～80°或180°，卷绕后的极耳处有定型辅助轮收紧，每层极耳都叠加再一起，形成相对致密稳定的结构，便于电解液渗入。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型大圆柱锂离子电池结构的示意图；

图2是本实用新型大圆柱锂离子电池结构的爆炸图；

图3是本实用新型大圆柱锂离子电池结构的盖板的爆炸图；

图4是本实用新型大圆柱锂离子电池结构的卷芯展开后示意图；

图5是本实用新型大圆柱锂离子电池结构的图4局部放大示意图；

图6是本实用新型大圆柱锂离子电池结构的极耳示意图1；

图7是本实用新型大圆柱锂离子电池结构的极耳示意图2。

附图标记：

1、盖板；2、导电胶粘片；3、第一绝缘片；4、卷芯；5、第二绝缘片；6、外壳；11、外极柱；12、第一密封垫片；13、电池盖；14、内极柱；15、第二密封垫片；16、连接件；17、防爆阀；41、极耳；131、孔洞；141、凸起。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1～7所示，本实用新型为大圆柱锂离子电池结构，属于动力电池技术领域，包括盖板1，盖板1包括外极柱11、第一密封垫片12、电池盖13、内极柱14、第二密封垫片15和连接件16，电池盖13上有孔洞131，内极柱14上有凸起141，凸起141穿过孔洞131，第一密封垫片12安装在凸起141的上表面，外极柱11安装在第一密封垫片12远离凸起141的一端，第二密封垫片15安装在内极柱14远离第一密封垫片12的一端，连接件16依次穿过第二密封垫片15、内极柱14、第一密封垫片12、外极柱11且和外极柱11连接，连接件16可以是铆钉。

优选地，电池盖13上有防爆阀17，防爆阀17在盖板1上呈环形均匀分布，防爆阀17的排气路径和排气口面积大，喷射出的气体压力更低，减少了高热、高压气体对相邻电池的影响，抑制甚至阻止热扩散发生，防爆阀17区域的环形凹槽增加了爬电距离，电池的整体绝缘耐压等级得到提升，电池热失控后，防爆阀17可以更早打开，电池系统整体安全性得到提升。

优选地，外极柱11和内极柱14的材质是铝合金，连接件16的材质是铜，优选t2紫铜，外极柱11、内极柱14和连接件16均有较好的导电能力及较低内阻，保证电池有良好的电性能。

优选地，电池盖13的材质是改性塑料，材质为聚苯醚、聚丙乙烯和玻璃纤维共混改性，改性塑料具有较低的收缩率，能够保证零部件结构形状，保证与外壳6良好的密封性，此改性材料耐电解液腐蚀，长时间浸泡电解液材质性能不衰减，保证电池的寿命周期使用要求，同时此改性塑料能起到很好的电气绝缘性能，改性材料的热变形温度是120℃～140℃，满足电池寿命周期的使用温度需求，同时满足ul90-v0的阻燃等级，可以在热失控早期打开防爆阀17，随着热失控加剧，产气量增加时，整个电池盖13会融化，增加排气通道。

优选地，盖板1、导电胶粘片2、第一绝缘片3、卷芯4和第二绝缘片5同轴由左向右依次设置，导电胶粘片2远离第一绝缘片3的一端和连接件16连接，外壳6安装在卷芯4的外侧，盖板1安装在外壳6的一端，卷芯4靠近第一绝缘片3的一端有极耳41，极耳41穿过第一绝缘片3和导电胶粘片2连接，导电胶粘片2是耐电解液的基材，由基体、导电聚合物和无机导电剂组成，基体由硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶、改性丙烯酸树脂、酚醛树脂和萜烯树脂中的任意一种或两种以上的组合制成，导电聚合物由聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚对苯、聚多巴胺中的任意一种或两种以上的组合制成，导电聚合物优选具有掺杂的高导电聚合物，无机导电剂由银、铜、金、铝、镍、铁、锡、锌、石墨、炭黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯或vgcf中的任意一种或两种以上的组合制成，导电胶粘片2具有高导电性且有一定弹性，电芯的有效过流面积可达到卷芯4截面积的90％，导电效果好，电池的热量可以通过极耳41在电池的轴向传递到外壳6和盖板1上，从而达到散热的作用。

优选地，极耳41有多个，极耳41的弯折角度是如图6所示的60°～80°或如图7所示的180°，卷绕后的极耳41处有定型辅助轮收紧，每层极耳41都叠加再一起，形成相对致密稳定的结构，便于电解液渗入。

在实际工作过程中，在卷芯4卷绕前，需要对整片极耳41进行裁切，如图5所示，裁切后的单个极耳41的宽度m和高度n可以根据设计进行调整，形状也可以根据工艺要求进行改变，卷绕的前2～3周极耳41可以去除，卷绕每隔1圈，可以去除一定尺寸的极耳41，可以根据极片面积形成特定尺寸间隔的极耳41，来保证极片的过流需求，卷芯4安装在盖板1和外壳6构成的密封区域内。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。