专利名称：圆柱形锂离子二次电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种圆柱形锂离子二次电池。
背景技术：
随着IT产业的迅猛发展，台式电脑已转向轻巧便携带的笔记本电脑，各式各样小巧轻便的数码产品如雨后春笋，如数码相机、摄影机等也都取代了传统产品。而这些相关产品动力来源都是可充电的化学电池(主要应用圆柱形锂离子电池如圆形1865型等，优点是圆形电池比方形电池体积小、组装制作方面)，且需求量逐年递增，然而电池的好坏直接影响该产品的性能，反过来这些产品的性能又受到了电池的一些限制，因此加快研制出高性能的尤其是可长循环快速充电的电池引起了国内外电池厂家的特别关注。
作为上述产品所用电池，与传统的铅酸电池、镍氢电池相比，圆柱形锂离子电池以其高能量、高功率、长寿命、工作电压高、安全性好等一系列优点受到高度重视，取得了快速发展，数码产品所用化学能源基本上都是锂离子电池。
圆柱形锂离子电池同其他形状的锂离子电池一样，由外壳、电芯、盖帽组成。外壳是圆形钢壳，电芯是使用锂和过渡金属的复合氧化物后为正极活性物质，碳基材料作为负极活性物质。充电时锂离子由正极脱出通过电解液、隔膜嵌入负极，放电时锂离子由负极脱出通过电解液、隔膜嵌入到正极。盖帽由密封圈、下盖、PTC、上盖连体构成。
圆柱形锂离子电池在制作过程中也要进行点焊正极盖帽、注液、封口这些重要步骤。目前圆柱形锂离子电池都是采用配料、拉浆、制片、卷绕、点焊负极镍带于钢壳底部、再放入内隔圈、拔直铝极耳、冲槽、放上密封圈、点焊引出正极(将正极铝极耳焊于下盖上)，并移出到电池口外边，即密封圈和下盖包括铝极耳一起移到电池口外边，这样才能注液，因为是先点焊好了，正极铝极耳点在下盖上了，中间套有密封圈的，这种方式是必须把它移出来才能注液。
如果不先点焊铝极耳，先注液再点焊；则投入太大，成品率低和更难操作及控制，这是因为1、是电池口部大如1865型的口径φ18mm即注液口径也大，注液取下后再来点焊的话，时间长，水分就进入电液内(电液吸水能力快)，这对环境水含量的要求就更高了2、最主要的是注液时整个极芯和铝极耳都泡在电液中，当在点焊时要拔出铝极耳来点，铝极耳上沾有电液，露在空气中也易氧化，表面有电液且有氧化物就不好点焊了，即使先擦了表面电液、也不管是超声波点焊还是电流点焊机点，效果都下好，都是难点牢，炸火、易脱落，且铝极也易断、成品率就很低了，经测试，即使各工位都做到位了，也只有60％左右的合格率，即使合格品也会在以后的使用中出现铝极耳脱落引起的充不进电等问题。3、操作难度大、控制水分方面就更难了，工人也必须长时间在干燥环境下，无凝增加了间接成品等。
不论上述何种方式，现有技术中注液的通用方式均需在干燥环境下且密封注液，密封是利用抽真空来注液，这样吸液快，又保证了在注液过程中无水分进入。如图3所示，是目前传统做法，冲槽、放上密封圈8、点焊引出正极(将正极铝极耳于盖帽下盖6上)，并移出到电池口外边、在密封器内密封注液、再将下盖6套入密封内放进电池口内、在上再加放上PTC4和上盖2。这个过程必须在干燥环境下实施。
然而上述制作存在的问题是，这种盖帽结构在点焊、注液到封口，对环境要求相当高，即要求环境水含量在1PPM以下，因为这种工艺需时较长导致水分进入电解液；必须在干燥环境下才能生产，注液设备的精度和注液头的要求也很特别，这些机构必须把密封圈和下盖包括铝极耳一起移到电池口外边才好注液，所对注液机的密封性，尤其是注液头的的制作要求就高了，口大注液头也要大，因为要把口部全包起来才行，密封难度也大，且制作成本也要大大增加，也不利于产业化。现在一般的处理方式是是在干燥环境下采用开口式来回分多次注液，多个注液头来回移动，也需多个注液泵来控制。根本不利于产业化，同时制作成本也特别高，制作工艺相当烦琐，更不利于水份控制，生产过程时间长。所以大批量规模化的生产受到了限制。
作为商业产品，市场用量大，价格太高就制约了其发展，物美价廉是其特性之一。尤其厂家在设计生产时首先遵从的设计原则和生产工艺流程就是要提高电池的性能和一致性，使生产工艺简单可靠。现在厂家在生产过程中对水份控制的投入是很大的，这无凝增加了电池的制作成本。
发明内容本实用新型的目的就是为了解决以上问题，提供一种既能降低对生产环境的要求，又能提高生产效率，降低生产成本的圆柱形锂离子二次电池。
为实现上述目的，本实用新型提出一种圆柱形锂离子二次电池，包括电芯、圆柱形壳体10、盖帽，所述盖帽密封所述壳体，所述电芯收纳于被密封的所述圆柱形壳体内，所述盖帽包括密封圈8、PTC元件4、盖帽上盖2、下盖6，四者连体，所述下盖6设置有注液孔60，所述盖帽还设置有注液孔封堵件12，密封于所述注液孔60上。
上述的圆柱形锂离子二次电池，所述注液封堵件12为与可与所述密封圈紧配合的圆形薄片，设置于所述下盖与PTC元件之间，并与所述密封圈紧配合。所述注液封堵件12也可采用可密封所述注液孔的金属珠。所述金属珠的球径略大于所述注液孔孔径。
由于采用了以上的方案，与现有技术相比，本实用新型的优点在于在圆柱形锂离子电池生产中，采用本实用新型结构，即改变电池盖帽结构，配合改变生产工艺操作，只在盖帽下盖上设计一个注液孔，在冲槽放入密封后点焊上正极铝极耳，再把点焊好的盖帽下盖压入密封内并一起压入电池内注液，注液后可迅速先用胶布堵封再压入钢珠；或薄铝片封住注液口进行封口，有效地控制后续工序中环境中水分进入电池内、消除了水的影响，对注液后环境水分不作太高要求，可以降低环境带来的影响，减少冶环境带来的成本压力，并可快速提高生产产量。
由于设置了注液孔，注液头可以固定，一个注液泵对应一个注液头，且注液头的体积也变小了，设备的电控部分可以简化，注液机结构也可大大简化，且注液时密封效果提高。
本实用新型遵循简单合理的设计原则，电池制造技术简单可靠，对注液环境要求不高，结构简单，易于实现，操作简便、成本低。
图1和图2是使用本实用新型实施例一的立体结构示意图图3是现有技术中圆柱形锂离子电池立体结构示意图图中圆柱形锂离子电池10、下盖6、薄片12、密封圈8、PTC4、上盖2。
具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
如图1所示，按常规方式将正负极片卷饶成电极芯后，放入圆柱型外壳10中，先点焊负极镍带，即固定好负极镍带在圆柱型底壳上，作用是降低电池内阻；放入隔圈，并在隔圈上开了孔，隔圈为一圆形塑胶片，主要起绝缘隔离作用，防止正极极耳过长刺破隔膜纸引起正负极片短路。开孔作用是有利于电池注液时吸液。然后放入密封圈8，密封圈的作用是把电池正负极分开又起绝缘作用，并包住了正极，在相连间起着密封作用；再将正极耳铝带点焊在下盖6上，其作用是引出正极，下盖6设置有一注液孔60，折好极耳将下盖6压入密封圈内再一并放入电池壳体内注液，其作用是缩小注液口，注液后取下用干布擦去注液口残留液，迅速放上作为注液孔封堵件12的薄铝片或钢珠封堵注液孔，作用是封口、不让水分进入电池内，后续工序因此不受环境水分的影响。所以不须对生产环境的湿度进行控制，不会影响电池的质量。再在上加放PTC4(作用是过充保护)、和盖帽上盖2(作用是引出正极头)，封口，电池制作完成。如图2所示，其它同图1操作，只是注液孔封堵件12由薄铝片改用钢珠，具体是(先立即在注液孔上贴上一层胶布，压入钢珠后再撕掉胶布就行，即使有一点胶布被钢珠一块压入了，因为这胶布电液是不腐蚀的，也是不反应的，还能起到密封效果，保证钢珠和盖帽的密封更紧。此后再放入固定夹具上用钢珠封堵注液孔密封。
权利要求1.一种圆柱形锂离子二次电池，包括电芯、圆柱形壳体(10)、盖帽，所述盖帽密封所述壳体，所述电芯收纳于被密封的所述圆柱形壳体内，所述盖帽包括密封圈(8)、下盖(6)、PTC元件(4)、上盖(2)，四者连体，其特征是所述下盖(6)设置有注液孔(60)，所述盖帽还设置有注液孔封堵件(12)，密封于所述注液孔(60)上。
2.如权利要求1所述的圆柱形锂离子二次电池，其特征是所述注液封堵件(12)为可与所述密封圈紧配合的圆形薄片，设置于所述下盖与PTC元件之间，并与所述密封圈紧配合。
3.如权利要求1所述的圆柱形锂离子二次电池，其特征是所述注液封堵件(12)为金属珠，密封于所述注液孔。
4.如权利要求3所述的圆柱形锂离子二次电池，其特征是所述金属珠的球径略大于所述注液孔孔径。
专利摘要本实用新型公开了一种圆柱形锂离子二次电池，包括电芯、圆柱形壳体(10)、盖帽，盖帽密封壳体，电芯收纳于被密封的所述圆柱形壳体内，盖帽包括密封圈(8)、下盖(6)、PTC元件(4)、上盖(2)，四者连体；在下盖(6)设置有注液孔(60)，盖帽还设置有注液孔封堵件(12)，密封于注液孔(60)上；采用本结构，配合改变生产工艺操作，注液后可迅速先用注液口封堵件进行封口，有效地控制环境中水分进入电池内、消除了水的影响，对注液后环境水分不作太高要求，可以降低环境带来的影响，减少冶环境带来的成本压力，并可快速提高生产产量。
文档编号H01M10/40GK2749063SQ20042010216
公开日2005年12月28日 申请日期2004年11月29日 优先权日2004年11月29日
发明者刘卫平, 何昱臣, 彭高平 申请人:比亚迪股份有限公司