动力电池及其装配方法与流程

1.本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种动力电池及其装配方法。


背景技术：

2.目前市场上对锂电池容量的要求越来越高，大能量密度成为锂电池的重要研发课题。随着电池材料的研发逐渐步入瓶颈期，锂电池的结构创新越来越重要，电芯集成电池包(ctp)、电芯集成底盘(ctc)都是在此基础上发展起来的去模组化的结构创新。但目前仍然存在着电池装配难、空间利用率低的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种动力电池及其装配方法，以解决现有技术中动力电池装配难、空间利用率不高的技术问题。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
5.本发明提供了一种动力电池，包括壳体、电芯、顶盖及转接片，所述壳体的两端开口且形成有容纳腔，所述电芯设置于所述容纳腔内，所述电芯两端的极耳通过所述转接片连接所述顶盖；所述顶盖包括第一顶盖与第二顶盖，所述第一顶盖的尺寸与所述壳体的开口尺寸配合以使所述第一顶盖盖设于所述壳体的第一端，所述第一顶盖上朝向所述容纳腔外的端面与所述壳体的第一端面齐平；所述第二顶盖的尺寸小于所述壳体的开口尺寸，所述第二顶盖与所述壳体的第二端端部连接。
6.进一步地，所述电芯两端的极耳的长度分别为20mm～30mm。
7.进一步地，所述壳体的第二端端部向所述壳体的开口侧弯折且包覆于所述第二顶盖朝向所述容纳腔外的端面上。
8.进一步地，所述壳体的第二端端部的弯折宽度为0.5mm～2.5mm。
9.进一步地，所述第二顶盖朝向所述容纳腔外的端面的长度与所述壳体的开口长度之差为0.5mm～4mm，所述第二顶盖朝向所述容纳腔外的端面的宽度与所述壳体的开口长度之差为0.5mm～4mm；和/或所述电芯的长度为200mm～900mm。
10.进一步地，所述壳体的第二端端部与所述第二顶盖焊接连接。
11.根据本发明的另一方面，还提供了动力电池的装配方法，适用于装配上述的动力电池，包括以下步骤：s1、将所述电芯、所述顶盖及所述转接片焊接连接得到中间产品；s2、将所述中间产品推入至所述容纳腔内，使所述第二顶盖由所述壳体的第一端开口进入所述容纳腔，并移动至所述壳体的第二端端部；s3、将所述第一顶盖焊接于所述壳体的第一端，将所述第二顶盖焊接于所述壳体的第二端。
12.进一步地，所述步骤s3中将所述第二顶盖焊接于所述壳体的第二端的步骤具体包括：将所述壳体的第二端端部向其开口内折弯形成包边，将所述包边朝向所述容纳腔的一面与所述第二顶盖焊接连接。
13.进一步地，所述壳体的第二端端部的弯折角度为90
°
。
14.进一步地，所述步骤s1具体包括以下步骤：将所述第一顶盖与一所述转接片焊接连接，将所述第二顶盖与另一所述转接片焊接连接；将所述转接片分别焊接于所述电芯两端的极耳上。
15.本发明提供的动力电池，在壳体的两端设置了不同大小的顶盖，第一顶盖盖设于壳体的第一端，第一顶盖的尺寸与壳体的开口尺寸匹配使第一顶盖刚好压入壳体的开口处，即第一顶盖朝向容纳腔外的端面与壳体的第一端面齐平；第二顶盖的尺寸小于壳体的开口尺寸，装配时就使第二顶盖能够由壳体的第一端进入容纳腔，并能够在容纳腔内移动直至壳体的第二端，从而降低了电池的装配难度，也避免了现有技术中电芯两端的极耳装配时需要折弯的问题，提高了空间利用率及活性物质空间占比，从而能够提高动力电池的能量密度。
附图说明
16.图1为本发明实施例提供的动力电池的结构示意图；
17.图2为图1中所示a处的放大图；
18.图3为图1中所示b处的放大图。
19.附图标记说明：
20.1、壳体；11、弯折部；2、电芯；21、极耳；3、第一顶盖；4、第二顶盖。
具体实施方式
21.下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。在本发明中的“第一”、“第二”等描述，仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或顺序。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
22.参照图1至图3，本技术实施例的第一方面，提供了一种动力电池，包括壳体1、电芯2、顶盖及转接片，壳体1的两端开口且形成有容纳腔，电芯2设置于容纳腔内，电芯2两端的极耳21通过转接片连接顶盖；顶盖包括第一顶盖3与第二顶盖4，第一顶盖3的尺寸与壳体1的开口尺寸配合以使第一顶盖3盖设于壳体1的第一端，第一顶盖3上朝向容纳腔外的端面与壳体1的第一端面齐平；第二顶盖4的尺寸小于壳体1的开口尺寸，第二顶盖4与壳体1的第二端端部连接。
23.可以理解地，双头出极耳21的电芯2，装配时一般先将电芯2安装于壳体1的容纳腔内，电芯2两端的极耳21分别焊接转接片，然后将转接片与顶盖的极柱焊接；为了便于极耳21与转接片的焊接，极耳21需要伸出壳体1的开口，转接片与顶盖焊接完成后，就需要将极耳21折弯至容纳腔内从而使顶盖能够盖设于壳体1的开口处，导致动力电池装配困难且空间利用率不高的情况。
24.本技术实施例中，参见图2，将第二顶盖4的尺寸设置为小于壳体1的开口尺寸，从而将电芯2两端的极耳21分别与转接片焊接且将转接片与顶盖的极柱焊接之后，第二顶盖4能够由壳体1的第一端进入容纳腔并在容纳腔内移动直至第二端，然后将第一顶盖3、第二顶盖4分别与壳体1焊接。第二顶盖4与壳体1的具体焊接方式不限。
25.本技术实施例的动力电池，一方面在安装于壳体1内之前，电芯2就可以先与转接片、顶盖焊接连接，电芯2两端的极耳21无需设置太长的长度，另一方面由于第二顶盖4尺寸小于壳体1开口尺寸，使焊接转接片和顶盖后的电芯2能够在容纳腔内移动，从而无需折弯极耳21即可使第一顶盖3、第二顶盖4分别与壳体1焊接，降低了电池的装配难度，同时提高了空间利用率。进一步地，壳体1的第二端端部与第二顶盖4焊接连接。
26.本技术实施例提供的动力电池，在壳体1的两端设置了不同大小的顶盖，第一顶盖3盖设于壳体1的第一端，第一顶盖3的尺寸与壳体1的开口尺寸匹配使第一顶盖3刚好压入壳体1的开口处，即第一顶盖3朝向容纳腔外的端面与壳体1的第一端面齐平；第二顶盖4的尺寸小于壳体1的开口尺寸，装配时就使第二顶盖4能够由壳体1的第一端进入容纳腔，并能够在容纳腔内移动直至壳体1的第二端，从而降低了电池的装配难度，也避免了现有技术中电芯2两端的极耳21装配时需要折弯的问题，提高了空间利用率及活性物质空间占比，从而能够提高动力电池的能量密度。
27.本技术实施例中，电芯2两端的极耳21的长度分别为20mm～30mm。现有的双头出极耳21的电芯2中，极耳21长度一般设置为35mm～65mm，比本技术实施例电芯2极耳21的长度长，在装配过程中需要折弯，提高了装配难度。本技术实施例的极耳21无需折弯，壳体1内也无需留出极耳21弯折的空间，提高了活性物质空间占比，从而提升了动力电池的能量密度。
28.一些实施例中，参照图2，壳体1的第二端端部向壳体1的开口侧弯折且包覆于第二顶盖4朝向容纳腔外的端面上。可以理解地，第二顶盖4的尺寸比壳体1的开口尺寸小，不便于直接与壳体1焊接。本技术实施例中，将壳体1的第二端的端部朝向开口弯折，优选弯折角度为90
°
，从而能够使弯折部11朝向容纳腔的一侧与第二顶盖4朝向容纳腔外的端面焊接连接，即弯折部11包覆于第二顶盖4的端面上。本技术实施例提供了不同的顶盖尺寸，通过与现有技术不同的装配方法，使第二顶盖4移动穿过容纳腔后与壳体1第二端的弯折部11焊接连接；通过顶盖尺寸及顶盖与壳体1连接方式的改变，降低装配难度，提高空间利用率。
29.进一步地，壳体1的第二端端部的弯折宽度为0.5mm～2.5mm。可以理解地，可以根据第二顶盖4与壳体1开口之间的尺寸差来设计端部的弯折宽度。弯折宽度不能过大或者过小，壳体1第二端的端部弯折后能够与第二顶盖4的侧面或者朝向容纳腔的外端面焊接为宜。
30.一些实施例中，第二顶盖4朝向容纳腔外的端面的长度与壳体1的开口长度之差为0.5mm～4mm，第二顶盖4朝向容纳腔外的端面的宽度与壳体1的开口长度之差为0.5mm～4mm。可以理解地，第二顶盖4朝向容纳腔外的端面尺寸与壳体1开口尺寸之间的差值，需要满足第二顶盖4在容纳腔内的移动要求。另外，壳体1第二端的端部弯折宽度与上述尺寸差值相互匹配，以便于第二顶盖4与弯折部11的焊接连接。
31.进一步地，电芯2的长度为200mm～900mm。本技术实施例的动力电池中电芯2为双头出极耳21，适合长度在200mm～900mm范围内的电芯2。电芯2装配完成之后的电池能够直接安装在电池包上使用，形成去模组结构，减轻了电池包的重量并提高电池包的能量密度。
32.本技术实施例的第二方面，还提供了一种动力电池的装配方法，适用于装配上述的动力电池，包括以下步骤：s1、将电芯2、顶盖及转接片焊接连接得到中间产品；s2、将中间产品推入至容纳腔内，使第二顶盖4由壳体1的第一端开口进入容纳腔，并移动至壳体1的第二端端部；s3、将第一顶盖3焊接于壳体1的第一端，将第二顶盖4焊接于壳体1的第二端。
33.可以理解地，电芯2、顶盖、转接片之间的焊接顺序可以根据实际情况进行选择。焊接完成后的中间产品，第二顶盖4穿过容纳腔由壳体1的第一端移动至第二端，第一顶盖3焊接于第一端，第二顶盖4焊接于第二端，完成动力电池顶盖、电芯2与壳体1的装配。装配时就使第二顶盖4能够由壳体1的第一端进入容纳腔，并能够在容纳腔内移动直至壳体1的第二端，从而降低了电池的装配难度，也避免了现有技术中电芯2两端的极耳21装配时需要折弯的问题，提高了空间利用率及活性物质空间占比，从而能够提高动力电池的能量密度。
34.本技术实施例的动力电池装配方法中，一方面在安装于壳体1内之前，电芯2就可以先与转接片、顶盖焊接连接，电芯2两端的极耳21无需设置太长的长度，另一方面由于第二顶盖4尺寸小于壳体1开口尺寸，使焊接转接片和顶盖后的电芯2能够在容纳腔内移动，从而无需折弯极耳21即可使第一顶盖3、第二顶盖4分别与壳体1焊接，降低了电池的装配难度，同时提高了空间利用率。
35.一些实施例中，步骤s3中将第二顶盖4焊接于壳体1的第二端的步骤具体包括：将壳体1的第二端端部向其开口内折弯形成包边，将包边朝向容纳腔的一面与第二顶盖4焊接连接。本技术实施例中，将壳体1的第二端的端部朝向开口弯折，优选弯折角度为90
°
，从而能够使弯折部11朝向容纳腔的一侧与第二顶盖4朝向容纳腔外的端面焊接连接，即弯折部11包覆于第二顶盖4的端面上。本技术实施例通过与现有技术不同的装配方法，使第二顶盖4移动穿过容纳腔后与壳体1第二端的弯折部11焊接连接；通过顶盖尺寸及顶盖与壳体1连接方式的改变，降低装配难度，提高空间利用率。
36.一些实施例中，步骤s1具体包括以下步骤：将第一顶盖3与一转接片焊接连接，将第二顶盖4与另一转接片焊接连接；将转接片分别焊接于电芯2两端的极耳21上。本技术实施例中，先将转接片与顶盖的极柱焊接，再将转接片与电芯2的极耳21进行焊接，因此可以避免由于顶盖与转接片焊接引起的爆点、焊渣飞溅而产生的金属颗粒进入电芯2内部，保证电芯2装配的安全性；另外，转接片与顶盖形成的组件可以事先焊接好，避免临时装配，提高装配效率。其中，顶盖的极柱与转接片通过连续式或者脉冲式的激光焊接方式连接，转接片与电芯2通过超声波焊接的方式连接。
37.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不同限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。