专利名称：一种锂离子电池的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种锂离子电池，涉及锂离子电池的防爆型盖帽结构、封装方法和极耳引出方式。属于锂离子电池制备技术领域，。
背景技术：
锂离子电池因具有能量密度大、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应、绿色环保等一系列突出优点，自上世纪末问世至今的短短十几年间，无论在技术进步、市场应用还是产业规模上，均取得了飞速发展，并逐渐成为当前最主流的二次电源产品。依据外壳种类，锂离子电池可分为硬壳电池和软包装电池两种。传统硬壳锂离子电池(如钢壳圆柱电池或铝壳方型电池等)所使用的盖帽结构复杂，特别是防爆阀门设计麻烦，而且盖帽材质通常为硬质金属，因此使用成本相对较高。同时，这类硬质盖帽不易发生 弹性变形，因此若与钢、铝质外壳配合使用，很难通过一次性的机械挤压方式实现密封，工业上一般采取两种封装工艺I)预先在壳体上进行辊槽，再将壳体与盖帽进行蹲压包边(如钢壳圆柱电池);2)对盖帽与壳体的整圈接触部位进行激光焊接(如铝壳方型电池)。这两种封装工艺比较繁琐，且对加工精度要求非常高，稍微控制不到位即会出现漏气漏液、密封不良等现象，因此制造加工难度大。另一方面，由于很难控制硬质盖帽与极耳之间的密封性，传统硬壳锂离子电池的正、负极耳均无法从盖帽上直接对外引出。一般需将正、负极耳分别与盖帽、壳体的内侧连接，再通过盖帽、壳体的外侧引出；或者正、负极耳分别与盖帽上的两个独立极柱内侧连接，再通过极柱外侧引出。这样的引出方式会导致工艺步骤比较复杂，且一定程度上提高了电池的连接电阻，不利于高功率场合的应用。
实用新型内容本实用新型的目的就是为了克服现有技术存在的缺点，通过对现有锂离子电池的防爆型盖帽结构、盖帽与壳体的封装方法和正、负极耳的引出方式等做进一步改进，提供一种结构更为简单、制造工艺更为方便、制造成本更低、电化学性能更好且安全可靠的锂离子电池。本实用新型是通过如下技术方案实现的一种锂离子电池，包括电芯、盖帽及外壳，所述电芯填塞于外壳内，由正、负极片与隔膜卷绕或层叠而成，并引出分别与正、负极片连接的正、负极耳。其特征在于所述盖帽为耐腐蚀、绝缘、弹性盖帽，其上设有至少一个半通孔和至少一个通孔，其中半通孔为电池的安全防爆孔，极耳穿过通孔直接对外引出；所述外壳为金属外壳，电芯通过盖帽与外壳、盖帽与极耳之间的机械挤压密封于壳体内。所述盖帽为橡胶或塑料材质，盖帽上的半通孔设置于盖帽的上端面和/或下端面，其深度为盖帽厚度的1%至99%，具体视电池的防爆强度要求而定。所述设置于盖帽上的通孔可全部用于极耳引出，也可留出至少一个通孔用于电池注液或/和安装防爆装置。用于注液的通孔采用金属钉或金属珠与密封胶配合进行密封。所述正、负极耳可分别穿过盖帽上不同的通孔直接对外引出；也可将正、负极耳中的一个穿过通孔直接对外引出，另一个与壳体连接。所述正、负极耳采用超声焊、铆接、激光焊、电阻焊中的一种方式与正、负极片连接。 所述外壳为钢质或铝质；为进一步提高电池的防爆能力，外壳侧部或/和底部设
有防爆口。所述盖帽与外壳、盖帽与极耳之间的机械挤压包括上下挤压、侧部挤压中的至少一种，上下挤压和侧部挤压可以同步或分步进行。所述电池的外型为方型或圆柱型。由于采用了上述技术方案，与传统技术相比较，本实用新型具有以下特点优势(I)本实用新型所使用盖帽结构简单，无需复杂的防爆阀门等设计，通过简易的半通孔结构即可实现安全防爆，且仅调整半通孔深度即可实现不同防爆能力的切换。同时，该盖帽使用橡胶或塑料等常规高分子材料制作而成，因此成本低廉，在锂离子电池上应用优
势显著。(2)本实用新型所使用盖帽具备软质、弹性特征，与金属外壳可通过一次性机械挤压的方式实现密封(即单独上下挤压或单独侧部挤压或上下挤压、侧部挤压同步进行)，这撇弃了传统繁琐的多步骤封装工艺，而且密封可靠性得到极大保证，电池密封工序的加工控制难度得到明显降低。(3)本实用新型的正、负极耳可穿过盖帽后直接对外引出，省去了极耳与盖帽或壳体的连接步骤，这极大简化了电池的制造工艺，且有利于降低电池连接电阻，提高电池倍率性能。(4)若欲进一步提高本实用新型电池的防爆能力，除半通孔外，还可在盖帽上增加用于防爆的通孔(防爆通孔内安装防爆装置)、在铝壳侧部和/或底部增加防爆口，由此非常方便建立对电池的多重防爆响应机制，更有力确保电池的安全可靠性。
附图I为本实用新型实施例I的橡胶盖帽、半通孔在盖帽内侧、带注液通孔、正负极同向引出、盖帽上下与侧部同步挤压的圆柱铝壳锂离子电池主视剖面图。附图2为本实用新型实施例2的橡胶盖帽、半通孔在盖帽外侧、不带注液及防爆通孔、正负极同向引出、只有盖帽侧部挤压的方型铝壳锂离子电池主视剖面图。附图3为本实用新型实施例3的塑料盖帽、半通孔在盖帽内侧、带注液及防爆通孔、正极从盖帽直接引出、负极与壳体连接、盖帽上下与侧部分步挤压的圆柱钢壳锂离子电池主视剖面图。图中1外壳；2电芯；3盖帽；4正极耳；5负极耳；6正极耳引出孔；7负极耳引出孔；8半通孔；9上下挤压；10侧部挤压；11壳体防爆口 ；12注液通孔；13金属钉或金属珠；14防爆通孔；15防爆装置
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施例，对本实用新型作进一步详细说明，但不限制为本实用新型的保护范围。实施例I如图I所示，一种锂离子电池，包括电芯2、橡胶盖帽3与圆柱铝壳I。正极片、负极片通过超声焊连接正极耳4、负极耳5后，再与隔膜一起卷绕形成电芯2。将电芯2上的正极耳4、负极耳5分别对准盖帽3上的正极耳引出孔6与负极耳引出孔7直接穿过，使盖帽3压在电芯2顶部，然后整体塞入铝壳内，保持盖帽顶面略低于铝壳顶圈。采用上下挤压9与侧部挤压10同步进行的方式将盖帽3与铝壳I、盖帽3与正极耳4及负极耳5之间压紧以实现密封。通过盖帽上的注液通孔12进行注液后，再使用金属钉13与密封胶配合将注液通孔12堵住。盖帽3上的半通孔8 (在盖帽内侧)及铝壳侧部的防爆口 11均具有防爆功能。 实施例2如图2所示，一种锂离子电池，包括电芯2、橡胶盖帽3与方型铝壳I。正极片、负极片铆接上正极耳4、负极耳5后，再与隔膜一起层叠形成电芯2。将电芯2上的正极耳4、负极耳5分别对准盖帽3上的正极耳引出孔6与负极耳引出孔7直接穿过，使盖帽3压在电芯2顶部，然后整体塞入铝壳内，保持盖帽顶面与铝壳顶圈完全持平。通过盖帽3与铝壳I之间的缝隙进行注液后，采用单独侧部挤压10的方式将盖帽3与铝壳I、盖帽3与正极耳4及负极耳5之间压紧以实现密封。盖帽3上的半通孔8 (在盖帽外侧)与铝壳底部的防爆口 11均具有防爆功能。实施例3如图3所示，一种锂离子电池，包括电芯2、塑料盖帽3与圆柱钢壳I。正极片、负极片激光焊接上正极耳4、负极耳5后，再与隔膜一起卷绕形成电芯2。将电芯2放入钢壳内，负极耳5与钢壳I壳壁直接连接，正极耳4对准盖帽3上的正极耳引出孔6直接穿过，使盖帽3压在电芯2顶部，保持盖帽顶面略低于铝壳顶圈。采用先侧部挤压10、后上下挤压9的方式将盖帽3与钢壳I、盖帽3与正极耳4之间压紧以实现密封。通过盖帽上的注液通孔12进行注液后，再使用金属珠13与密封胶配合将注液通孔12堵住。盖帽3上的半通孔8 (在盖帽内侧)与安装在防爆通孔14内的防爆装置15均具有防爆功能。
权利要求1.一种锂离子电池，包括电芯、盖帽及外壳，所述电芯填塞于外壳内，由正、负极片与隔膜卷绕或层叠而成，并引出分别与正、负极片连接的正、负极耳，其特征在于所述盖帽为耐腐蚀、绝缘、弹性盖帽，其上设有至少一个半通孔和至少一个通孔，其中半通孔为电池的安全防爆孔，极耳穿过通孔直接对外引出；所述外壳为金属外壳，电芯通过盖帽与外壳、盖帽与极耳之间的机械挤压密封于壳体内。
2.根据权利要求I所述的锂离子电池，其特征在于所述盖帽为橡胶或塑料材质，盖帽上的半通孔设置于盖帽的上端面和/或下端面，其深度为盖帽厚度的1%至99%。
3.根据权利要求I所述的锂离子电池，其特征在于所述设置于盖帽上的通孔全部用于极耳引出；或者至少一个通孔用于电池注液或/和安装防爆装置。
4.根据权利要求I或3所述的锂离子电池，其特征在于所述用于注液的通孔采用金属钉或金属珠与密封胶配合进行密封。
5.根据权利要求I所述的锂离子电池，其特征在于所述正、负极耳分别穿过盖帽上不同的通孔直接对外引出；或者正、负极耳中的一个穿过通孔直接对外引出，另一个与壳体连接。
6.根据权利要求I所述的锂离子电池，其特征在于所述正、负极耳采用超声焊、铆接、激光焊、电阻焊中的一种方式与正、负极片连接。
7.根据权利要求I所述的锂离子电池，其特征在于所述外壳为钢质或铝质，外壳侧部或/和底部设有防爆口。
8.根据权利要求I所述的锂离子电池，其特征在于所述盖帽与外壳、盖帽与极耳之间的机械挤压包括上下挤压、侧部挤压中的至少一种，上下挤压和侧部挤压可以同步或分步进行。
9.根据权利要求I所述的锂离子电池，其特征在于所述电池的外型为方型或圆柱型。
专利摘要本实用新型公开了一种锂离子电池，包括电芯、盖帽及外壳，所述电芯填塞于外壳内，由正、负极片与隔膜卷绕或层叠而成，并引出分别与正、负极片连接的正、负极耳。其特征在于所述盖帽为耐腐蚀、绝缘、弹性盖帽，其上设有至少一个半通孔和至少一个通孔，其中半通孔为电池的安全防爆孔，极耳穿过通孔直接对外引出；所述外壳为金属外壳，电芯通过盖帽与外壳、盖帽与极耳之间的机械挤压密封于壳体内。这种锂离子电池结构简单、成本低廉，可极大简化电池制造工艺步骤，降低加工控制难度；同时，有利于降低电池连接电阻，提高电池倍率性能；而且可非常方便建立对电池的多重防爆响应机制，更有力确保电池的安全可靠性。
文档编号H01M2/06GK202678429SQ20122034679
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者赖延清, 卢海, 贾明, 宋文锋, 洪树, 李剑锋, 张治安, 宋海申 申请人:长沙业翔能源科技有限公司