专利名称：锂离子动力电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种锂离子动力电池及其制造方法。
背景技术：
锂离子电池是20世纪开发成功的一种新型电池，因其具有比能量高、放电电压稳 定、没有记忆效应、绿色环保等优点，近年来已广泛应用于军事和民用小型电器中，如移动 电话、便携式计算机、摄像机、照相机等，以代替传统电池。目前，容量大于3Ah的锂离子动 力电池已在电动代步车、电动自行车、UPS电源和便携式电动工具中应用，还有望成为21世 纪电动汽车的主要动力电源之一，而且在人造卫星、航空航天和储能方面具有广阔的前景。图1为一种锂离子动力电池的结构示意图，其中，电池芯2位于电池壳体5的内 部，电池芯2的正极极耳1和负极极耳4与设置于壳体5表面的正负极端子6电性连接，通 过所述正负极端子6电池即可进行充电或放电。通常，锂离子动力电池的电池芯正负极极耳都是从电池芯的同一个方向引出(见 图1)，并连接到电池壳体表面的正负极端子。然而问题在于，由于电池壳体的内部空间较 小，正负极极耳之间的间距很小，当遇到外部振动时有正负极极耳短路的风险。并且，极耳 电池电流的唯一通路，所有极耳均集中在电池一端，不利于极耳的散热，导致整个电池的热 量分布不均勻。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂离子动力电池及其制造方法，能够降低正负极极耳短 路的风险。为解决上述问题，本发明提供一种锂离子动力电池，包括壳体；电池芯，位于所述壳体内部；盖板装置，与所述壳体的开口连接，将所述电池芯密封在壳体内；其中所述盖板装置具有正负极端子，所述电池芯具有正负极极耳，所述正极极耳 与所述正极端子电性连接，所述负极极耳与所述负极端子电性连接，并且，所述正极极耳和 负极极耳分别由电池芯的两端伸出。所述电池芯包括至少一个子电芯，每个子电芯均具有正极子极耳和负极子极耳， 所述各个正极子极耳并联组成所述正极极耳，所述各个负极子极耳并联组成所述负极极耳。所述子电芯为采用卷绕工艺制作的卷芯，或者，为采用叠片工艺制作的层叠芯。所述壳体由导电材料制成，所述每个子电芯的正极子极耳和负极子极耳分别由子 电芯的两端伸出，所述各个正极子极耳或者负极子极耳分别与所述壳体内壁固定连接。所述正极端子或者负极端子为螺柱，所述螺柱包括螺纹部和与所述螺纹部垂直的 延伸柄，其中，所述延伸柄与所述盖板固定连接。
所述螺柱具有至少两个所述的延伸柄，还包括至少两个铆钉，通过所述铆钉将各 个延伸柄和盖板铆接而实现所述固定连接。所述正极极耳与所述正极端子电性连接通过所述延伸柄与所述正极极耳固定连 接实现，所述负极极耳与所述负极端子电性连接通过所述延伸柄与所述负极极耳固定连接 实现。相应的，还提供一种锂离子动力电池的制造方法，包括以下步骤将正极极耳的一端与正极极片连接，另一端伸出正极极片的边缘，并且，将负极极 耳的一端与负极极片连接，另一端伸出负极极片的边缘；利用正极极片、负极极片和隔膜形成电池芯，并保持正极极耳的伸出端和负极极 耳的伸出端分别位于电池芯的两端；将所述正极极耳的伸出端和负极极耳的伸出端分别与电池的正极端子和负极端 子连接。所述利用正极极片、负极极片和隔膜形成电池芯可以采用卷绕工艺或层叠工艺。所述利用正极极片、负极极片和隔膜形成电池芯包括将正极极片、隔膜和负极极片依次相隔层叠并围绕卷针卷绕形成卷芯；可将多个所述卷芯的并联形成电池芯。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点所述锂离子动力电池及其制造方法，电池的壳体内部电池芯的正极极耳和负极极 耳分别由电池芯的两端伸出，并且所述具有正负极端子，所述正极极耳与盖板装置上的正 极端子电性连接，所述负极极耳与盖板装置上的负极端子电性连接，这样一来，电池芯的正 极极耳和负极极耳由双向引出壳体内部，所有极耳在壳体内部的两端分布，增大了正负极 极耳之间的间距，能够有效的降低极耳短路的风险。另外，由于极耳平均分布于电池壳体内部，并与盖板装置的正负极端子连接，流经 极耳电流上下贯通，使得整个电池的散热均勻，减少了壳体内局部发热的问题。
通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中 相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示 出本发明的主旨。图1为一种锂离子动力电池的结构示意图；图2为实施例一中锂离子动力电池的立体结构图；图3为图2中电池芯的结构示意图；图4为图2中盖板装置的局部剖视图；图5为实施例二中锂离子动力电池制造方法的流程图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施方式
做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限 制。其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表 示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应 限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。为突出本发明的特点，附图中没有给出与本发明的发明点必然直接相关的部分， 例如绝缘胶垫。传统的锂离子动力电池经常发生内部短路导致电池烧毁报废的现象，本申请的发 明人研究发现，上述问题的本质原因在于，电池壳体内电池芯的正负极极耳均设置于靠近 盖板的同一端，而且间距狭小，当遇到外部振动时有可能发生正负极极耳短路，导致电池烧毁。基于此，本发明的技术方案提供一种锂离子动力电池及其制造方法，采用正负极 极耳双向引出并分别与上下盖板的正负极端子连接的结构，实现极耳的均勻分布。以下结合附图详细说明所述锂离子动力电池的一种具体实施方式
。实施例一图2为本实施例中所述锂离子动力电池的立体结构图，图3为图2中电池芯的结 构示意图，图4为图2中盖板装置的局部剖视图。所述锂离子动力电池具体包括壳体10，所述壳体10为圆柱体形，该壳体可以由硬质材料制成，优选为金属材料 或硬质塑料；电池芯13，位于所述壳体10内部，所述电池芯13可以由多个采用卷绕工艺制成的 子电芯并联组成，也可以仅为一个卷芯；盖板装置14，与所述壳体10的开口固定连接，将所述电池芯13密封在壳体10内。其中，所述盖板装置14包括盖板11和螺柱12，所述螺柱12包括螺纹部121和 与所述螺纹部121垂直的延伸柄(图中未示出)，其中，所述延伸柄通过铆钉15与所述盖板 11固定连接。在所述圆柱体形壳体10的上下端面各有一个所述盖板装置14，上下两个盖板装 置14的螺柱12分别作为电池的正负极端子，通过所述正负极端子可以与外部电路连接，对 电池进行充电或放电。如图3所示，电池芯13的各个子电芯131 (图中仅以三个为例)为由卷绕工艺制 作的圆柱体形的卷芯。所述卷芯131具有双向引出的正极子极耳131a和负极子极耳131b， 也即，所述正极子极耳131a和负极子极耳131b分别由圆柱体形卷芯131的两个端面伸出， 子极耳131a或131b的一端埋入卷芯131内部，并与正极或负极极片相连(图中未示出)， 另一端分别伸出卷芯131的两个端面。所述各个卷芯131的正极子极耳131a并联构成电池芯13的正极极耳13a，各个 卷芯131的负极子极耳131b并联构成电池芯13的负极极耳13b，则相应的，所述正极极耳 13a和负极极耳13b分别位于电池芯13的两端；所述正极极耳13a和负极极耳13b分别与 上下盖板装置14的螺柱12固定连接。当然，所述电池芯13也可以仅为一个卷芯，该卷芯 的正极极耳和负极极耳分别由卷芯两端伸出，并分别直接与上下盖板的螺柱相连，在此不再赘述。所述锂离子动力电池中，壳体内部电池芯的正极极耳和负极极耳分别由电池芯的 两端伸出，并且所述具有正负极端子，所述正极极耳与盖板装置上的正极端子电性连接，所 述负极极耳与盖板装置上的负极端子电性连接，这样一来，电池芯的正极极耳和负极极耳 由双向引出壳体内部，所有极耳在壳体内部的两端分布，增大了正负极极耳之间的间距，能 够有效的降低极耳短路的风险。另外，由于极耳平均分布于电池壳体内部，并与盖板装置的正负极端子连接，流经 极耳电流上下贯通，使得整个电池的散热均勻，减少了壳体内局部发热的问题。具体的，如图4所示，所述盖板装置14包括盖板11，所述盖板11为圆形板；盖板 11上面的螺柱12，所述螺柱12包括螺纹部121和与所述螺纹部121垂直的延伸柄122 ；其 中，所述延伸柄122与所述盖板11固定连接。本实施例中，电池盖板装置的螺柱12具有两 个所述的延伸柄122，它们分别和所述螺纹部组成“L”字形，另外，电池盖板装置还包括对 应于一个螺柱的两个铆钉15，通过所述铆钉15将两个延伸柄122和盖板11铆接而实现所 述固定连接，于是螺柱12被固定在盖板上。而所述螺纹部121和延伸柄122均位于盖板11 的同一侧。所述盖板11可以为导电材料也可以为绝缘材料，当盖板11为导电材料时，电池盖 板装置还包括胶垫，夹在所述延伸柄122和盖板11之间，起到隔离绝缘和密封连接处的作 用。所述螺柱12采用导电的金属材料制成，作为所述电池盖板装置的电极端子，此时，还包 括与所述螺柱12连接的螺母16。如图2所示，所述正极极耳13a或负极极耳13b与螺柱12固定连接可以为极耳与 所述延伸柄122铆接，本实施例中通过将极耳13b焊接于金属片17，再将金属片17与延伸 柄122铆接而实现。除此以外，在本发明的其他实施例中，电池芯的各个卷芯的正极子极耳并联构成 电池芯的正极极耳，各个卷芯的负极子极耳并联构成电池芯的负极极耳，所述正极极耳与 一个螺柱电性连接，所述负极极耳与壳体焊接并通过导电的壳体与另一个螺柱电性连接， 所述两个螺柱分别作为该动力电池的正极端子和负极端子。另外，所述正极端子和负极端子可以分别位于电池的上下两个盖板装置上，也可 以均位于同一盖板装置上。以下结合附图详细说明本发明提供的锂离子动力电池的制造方法的具体实施方 式。实施例二图5为本实施例中所述锂离子动力电池制造方法的流程图，所述制造方法包括以 下步骤步骤S1 将正极极耳的一端与正极极片连接，另一端伸出正极极片的边缘作为伸 出端，并且，将负极极耳的一端与负极极片连接，另一端伸出负极极片的边缘作为伸出端； 其中，所述正极极耳例如为铝箔片，所述负极极耳例如为镍或铜箔片；步骤S2 利用正极极片、负极极片和隔膜形成电池芯，并保持正极极耳的伸出端 和负极极耳的伸出端分别位于电池芯的两端；步骤S3 将电池芯放入电池壳体内部，并将所述正极极耳的伸出端和负极极耳的伸出端分别与电池盖板装置上的正极端子和负极端子电性连接；例如，所述正极端子和负 极端子为上下盖板的螺柱，将正极极耳的伸出端与正极螺柱铆接，负极极耳的伸出端与负 极螺柱铆接；步骤S4 将电池的盖板装置和壳体密封连接。步骤S5 对电池进行化成处理，所述化成处理指电池首次充电及后续为充分活化 而进行的1 5个充放电循环。其中，所述步骤2中利用正极极片、负极极片和隔膜形成电池芯具体包括将正极极片、隔膜和负极极片依次相隔层叠并围绕卷针卷绕形成卷芯；将多个所述卷芯的并联形成电池芯。上述形成电池芯采用卷绕工艺，在本发明的其他实施例中也可以采用层叠工艺， 例如，先将多个正极极片、负极极片和隔膜加工为特定尺寸的矩形，然后将正极极片、隔膜 和负极极片一层一层的依次重复叠加，叠层完成后将所有的正极或负极极耳焊接，从而并 联形成电池芯。采用所述制造方法获得的锂离子动力电池能够减少内部短路的风险，而且，在制 造过程中由于极耳分布与电池芯的两端，避免了子电芯的正负子极耳在制造过程中的相互 交联，进一步降低短路风险。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领 域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内 容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此， 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单 修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
一种锂离子动力电池，其特征在于，包括壳体；电池芯，位于所述壳体内部；盖板装置，与所述壳体的开口连接，将所述电池芯密封在所述壳体内；其中所述盖板装置具有正负极端子，所述电池芯具有正负极极耳，所述正极极耳与所述正极端子电性连接，所述负极极耳与所述负极端子电性连接，并且，所述正极极耳和负极极耳分别由电池芯的两端伸出。
2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述电池芯包括至少一个子 电芯，每个子电芯均具有正极子极耳和负极子极耳，所述各个正极子极耳并联组成所述正 极极耳，所述各个负极子极耳并联组成所述负极极耳。
3.根据权利要求2所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述子电芯为采用卷绕工艺 制作的卷芯，或者，为采用叠片工艺制作的层叠芯。
4.根据权利要求2所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述壳体由导电材料制成，所 述每个子电芯的正极子极耳和负极子极耳分别由子电芯的两端伸出，所述各个正极子极耳 或者负极子极耳分别与所述壳体内壁固定连接。
5.根据权利要求1所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述正极端子或者负极端子 为螺柱或铆钉结构，所述螺柱包括螺纹部和与所述螺纹部垂直的延伸柄，其中，所述延伸柄 与所述盖板固定连接。
6.根据权利要求5所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述螺柱具有至少两个所述 的延伸柄，还包括至少两个铆钉，通过所述铆钉将各个延伸柄和盖板铆接而实现所述固定 连接。
7.根据权利要求5所述的锂离子动力电池，其特征在于，所述正极极耳与所述正极端 子电性连接通过所述延伸柄与所述正极极耳固定连接实现，所述负极极耳与所述负极端子 电性连接通过所述延伸柄与所述负极极耳固定连接实现。
8.—种锂离子动力电池的制造方法，其特征在于，包括以下步骤将正极极耳的一端与正极极片连接，另一端伸出正极极片的边缘，并且，将负极极耳的 一端与负极极片连接，另一端伸出负极极片的边缘；利用正极极片、负极极片和隔膜形成电池芯，并保持正极极耳的伸出端和负极极耳的 伸出端分别位于电池芯的两端；将所述正极极耳的伸出端和负极极耳的伸出端分别与电池的正极端子和负极端子连接。
9.根据权利要求8所述锂离子动力电池的制造方法，其特征在于，所述利用正极极片、 负极极片和隔膜形成电池芯可以采用卷绕工艺或层叠工艺。
10.根据权利要求8所述锂离子动力电池的制造方法，其特征在于，所述利用正极极 片、负极极片和隔膜形成电池芯包括将正极极片、隔膜和负极极片依次相隔层叠并围绕卷针卷绕形成卷芯；将多个所述卷芯的并联形成电池芯。
全文摘要
本发明提供一种锂离子动力电池及其制造方法，所述电池包括壳体；电池芯，位于所述壳体内部；盖板装置，与所述壳体的开口连接，将所述电池芯密封在壳体内；其中所述盖板装置具有正负极端子，所述电池芯具有正负极极耳，所述正极极耳与所述正极端子电性连接，所述负极极耳与所述负极端子电性连接，并且，所述正极极耳和负极极耳分别由电池芯的两端伸出。所述锂离子动力电池及其制造方法，能够降低正负极极耳短路的风险。
文档编号H01M2/26GK101931101SQ20091014950
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月25日 优先权日2009年6月25日
发明者王易玮, 王驰伟, 袁定凯, 郭春泰 申请人:天津市捷威动力工业有限公司