专利名称：一种电池以及制作电池的方法
技术领域：
本发明属于电池制造领域，尤其涉及一种电池以及制作电池的方法。
背景技术：
电池(Battery )，指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置，如锂离子电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。电池主要由正极、负极、隔膜、电解液四部分组成。锂离子电池与传统的铅酸蓄电池比较，具有体积小、质量轻、工作电压高、比能量大、循环寿命长、无污染以及安全性能好等诸多优点。是替代传统的铅酸蓄电池低碳环保高效新能源。近期，国家九部委对生产过程严重污染的铅蓄电池企业进行整顿，全国近九成的铅蓄电池企业被取缔或停产，这导致铅蓄酸电池产能供应严重不足，锂离子电池替代铅酸蓄电池的市场空间广阔。特别是随着国家对新能源汽车各项扶持政策的出台，锂离子电池行业将迎来更好的发展机遇。锂离子电池具有高电压、高比能量、高比功率等优点，已成为电动汽车、电动自行车、舰船、航空、航海设备和军用潜艇、鱼雷等设备的主要候选动力源。这些设备需要高的输出电压和较大的输出功率，我们必须不断改进锂离子电池的设计以满足动力电池市场的需求。尤其是在HEV (混合动力装置)和启动电源的应用中，对于电池的功率性能要求非常高，通常电池需要做到IOC以上大倍率的放电要求。改善锂离子电池大倍率放电性能最直接和行之有效的途径之一就是降低电池的内阻，电池内阻由组成电池的各种材料和连接部件的电阻构成，传统的电池制作工艺除了选用导电性能更好的电池主要材料外在电芯设计中使用在电池正负极片的集流体上焊接导电性能良好的极耳和增加极耳的数量的极耳来降低电池的内阻，但同时带来了电池焊接位置接触内阻较大的问题，且电池极片焊接极耳位置减少了电池正负极活性物质的含量。使得电池容量降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池，旨在解决现有电池极耳数量多、内阻大的问题。本发明是这样实现的，一种电池，包括电池电芯，所述电池电芯包括正极极片和负极极片，所述沿正极极片的纵向方向设有正极极耳，沿负极极片纵向方向设有负极极耳，所述正极极耳和负极极耳分别位于电池电芯的上下两端，其特征在于:还包括正极汇流片和负极汇流片，所述正极汇流片连接于正极极耳之上，所述负极汇流片连接于负极极耳之上，所述正极汇流片与电池正极连接，所述负极汇流片与电池负极连接。
采用以上技术方案后，所述电池的正极极耳以及负极极耳分设于电池电芯的上、下两端，与现有电池上设有多个正极极耳和负极极耳、且正极极耳和负极极耳横向焊接于电池极片之上相比，本发明提供的电池仅设有一电池正极极耳和一电池负极极耳，且电池正极极耳和电池负极极耳与正极极片和负极极片为一体结构，它们之间没有焊接点，能有效减少电池极耳的数量以及电池的内阻，不仅能大幅改善电池的充放电性能，而且还能大幅提高电池的倍率特性。其中，所述电池电芯还包括隔膜，该电池电芯由正极极片、隔膜、负极极片、隔膜依序叠片卷制而成。其中，所述正极极耳包括四个相互隔离的正极极耳组，每个正极汇流片焊接于每个正极极耳组上，所述负极极耳包括四个相互隔离的负极极耳组，所述负极汇流片焊接于每个正极极耳组上。其中，所述正极极耳上设有正极极耳片，所述负极极耳上设有负极极耳片，所述正极极耳片为金属铝带，所述负极极耳片为金属镍带。本发明还提供了 了一种电池制造方法，其特征在于:包括如下步骤:
(1)准备正极极片、负极极片以及隔膜，其中正极极片上的正极极耳纵向设置于正极极片上，负极极片上的负极极耳纵向设置于负极极片上；
(2)将正极极片、隔膜、负极极片、隔膜依序叠片卷制电池电芯，所述正极极耳、负极极耳分别位于电池电芯的上下两端；
(3)用切割设备将正极极耳、负极极耳分别切割为四个相互分割的正极极耳组和四个相互分割负极极耳组；
(4)每个正极极耳组上焊接至少一个正极汇流片，每个负极极耳组上至少焊接一个负极汇流片；
(5)将电池电芯装入电池外壳，注液、封口；其中，所有正极汇流片连接于电池正极，将所有负极汇流片连接于电池负极。其中，在步骤(I)中，所述正极极耳上焊接正极极耳片；所述负极极耳上焊接负极极耳片。其中，正极极耳片为金属铝带，所述负极极耳片为金属镍带。其中，在步骤(3)中，所述切割设备为线切割设备，所述切割设备十字切割正极极耳以及负极极耳，分别将正极极耳和负极极耳切割成大小一致且相互分割的正极极耳组和负极极耳组。其中，在步骤(3)之中，用夹具将电池电芯夹持在切割设备上，在电池电芯两端预留十字切割线。其中，在步骤(4)、步骤(5)中，所述正极汇流片一端通过超声波焊接工艺焊接于正极极片组上，所述负极汇流片一端通过超声波焊接工艺焊接于负极极片组上。
图1是本发明实施例提供的制作电池电芯的示意图。图2是本发明实施例提供的电池电芯的立体示意图。
图3是本发明实施例提供的汇流片焊接与电池电芯时的示意图。图4是本发明实施例提供的电池电芯的剖视示意图。图5是本发明实施例提供的电池汇流片的示意图。图6是本发明实施例提供的切割设备切割电池极片时的示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。请参阅图1-6，本发明提供一种电池，包括电池电芯4以及汇流片7，所述电池电芯4包括正极极片1、负极极片2以及隔膜3、31，所述正极极片I上涂布有正极材料11，沿正极极片I纵向(即极耳的长度方向)设有正极极耳12，所述正极极耳12是在正极极片I涂布正极材料11时留白形成的；与正极极片I相似，所述负极极片2上涂布有负极材料21，沿负极极片纵向设有负极极片22，所述负极极片22是在负极极片2涂布负极材料21时留白形成的。所述正极汇流片12与电池正极连接，所述负极汇流片22与电池负极连接。采用以上技术方案后，所述电池的正极极耳12以及负极极耳22分设于电池电芯4的上、下两端，与现有电池上设有多个正极极耳和负极极耳、且正极极耳和负极极耳横向焊接于电池极片之上相比，本发明提供的电池仅设有一电池正极极耳12和一电池负极极耳22，且正极极耳12和负极极耳22与正极极片I和负极极片2为一体结构，它们之间没有焊接点，具有较好的导电性能，能有效减少电池极耳的数量以及电池的内阻，不仅能大幅改善电池的充放电性能，而且还能大幅提高电池的倍率特性。此外，由于正极极耳12，负极极耳22与正极极片I以及负极极片2连接面较长，所述正极极片I上的正极材料11、负极极片2上的负极材料21距离正极极耳12、负极极耳22的距离较短，进一步减少了电池的内阻，大幅改善和提高电池的充放电性能和电池的倍率特性。请参阅图1-6，具体来说，所述电池电芯4是由正极极片1、隔膜3、负极极片2、隔膜31依序叠片卷制而成，其中，所述正极极耳12位于电池电芯4的上端，所述负极极耳22位于电池电芯的下端。在本实施例中，所述电池电芯4卷制为圆形，当然该电池电芯4可根据需要卷制成方形等不同形状，由于电池电芯4的卷制工艺为现有技术，在本说明书中不做详细说明。请参阅图1-6，在本实施例中，所述正极极耳12包括四个相互隔离的正极极耳组121、122、123、124，每个正极极耳组上均焊接有正极汇流片7 ;与正极极耳12类似，所述负极极耳22包括四个相互隔离的负极极耳组，所述负极极耳组上均焊接有负极汇流片7，所述正极汇流片7与电池正极连接，所述负极汇流片7与电池负极连接。所述电池正极为电池盖帽6，所述电池负极为电池钢壳5，所述电池盖帽6与电池钢壳5均为常见的电池零部件，在本说明书中对其不做详细说明。在本实施例中，正极极耳组以及负极极耳组的个数不受上述实施例的限制，正极极耳组以及负极极耳组的个数为其他数值均在本发明的保护范围之内。
采用以上技术方案后，将所述正极极耳12以及负极极耳22分割为四个正极极耳组以及四个负极极耳组，所述四个正极极耳组分别通过汇流片7与电池正极连接、所述四个负极极耳组通过汇流片7与电池负极连接，有益效果如下:
1、无需对正极极耳12、负极极耳22精确对齐，用汇流片7连接正负极极耳和电池正负极即可实现电池正、负极片与电池正、负极的稳定连接。2、所述四个正极极耳组与四个负极极耳组与电池正负极充分连接，使电池所有电流回路都相等，降低了电池的极化，极大的改善了电池的充放电性能，大幅提高了电池的功率特性。请参阅图1，所述正极极耳I上焊接有正极极耳片13，所述负极极耳2上设有焊接有负极极耳片23，所述正极极耳片13以及负极极耳片23大小与正极极耳I以及负极极耳2相适配，其中，所述正极极耳片13为金属铝带，所述负极极耳片为金属镍带23。采用以上技术方案后，进一步降低了正极极耳I以及负极极耳2的电阻，电池内阻同时得到进一步的降低。此外，所述焊接正极极耳片13以及负极极耳片23后，所述正极极耳13和负极极耳23的厚度得到大幅增厚，有利于正、负极汇流片7的焊接。请参阅图1-6，本发明还提供了一种电池的制造方法:包括如下步骤:
(1)准备正极极片1、负极极片2以及隔膜3、31，其中正极极片I上的正极极耳12纵向设置于正极极片I上，负极极片2上的负极极耳22纵向设置于负极极片2上；
(2)将正极极片1、隔膜3、负极极，2、隔膜31依序叠片卷制电池电芯4，所述正极极耳
12、负极极耳22分别位于电池电芯4的上下两端；
(3)用切割设备将正极极耳12、负极极耳22分别切割为四个相互分割的正极极耳组121、122、123、124和四个相互分割负极极耳组；
(4)每个正极极耳组上焊接至少一个正极汇流片7，每个负极极耳组上至少焊接一个负极汇流片7 ；
(5)将电池电芯4装入电池外壳5，注液、封口；其中，将所有正极汇流片连接于电池正极，将所有负极汇流片连接于电池负极。在步骤(I)中，所述正极极耳I上焊接正极极耳片13 ;所述负极极耳2上焊接负极极耳片23，所述正极极耳片13为金属铝带，所述负极极耳片23为金属镍带。采用以上技术方案后，进一步降低了正极极耳12以及负极极耳22的电阻，电池内阻同时得到进一步的降低。此外，所述焊接正极极耳片13以及负极极耳片23后，所述正极极耳13和负极极耳23的厚度得到大幅增厚，有利于汇流片7的焊接。请参阅图3和图6，在步骤(3)中，所述切割设备为线切割设备8，所述线切割设备8包括滚丝桶82、电极丝81、脉冲电源85、夹具83以及工作台84，所述脉冲电源83分别与电极丝81、电池电芯4电连接，所述夹具83安装于工作台84之上，所述电池电芯4放置于电芯夹具83之上，正极极耳12朝向电极丝81，开启脉冲电源3，电极丝81与电池电芯4上正极极耳12之间脉冲放电时产生的电腐蚀实现对正极极耳12进行切割，电极丝81对正极极耳12进行两次切割(十字切割)，所述正极极耳12上形成相互垂直交叉的切割线41、42，所述正极极耳12和负极极耳22被切割成大小一致且相互分割的正极极耳组和负极极耳组。采用以上技术方案后，由于所述切割设备为线切割设备8，当线切割设备8对正极极耳12进行十字切割，产生的碎屑较易清理，不会落入电池电芯4内部造成短路。负极极耳22的切割过程参见正极极耳12，本说明书中不再赘述。请参阅图2，在步骤(3)之中，在对正极极耳12以及负极极耳22切割之前，在电池电芯两端预留十字切割线，有利于提高正极极耳12以及负极极耳切割效率以及切割精度。请参阅图1-6，在步骤4和步骤5中，所述正极汇流片7 —端通过超声波焊接工艺焊接于正极极耳组上，每个正极极耳组上焊接至少一个正极汇流片7，所述负极汇流片7一端通过超声波焊接工艺焊接于负极极耳组上，每个负极极耳组上至少焊接一个负极汇流片，将所有正极汇流片7连接于电池正极，将所有负极汇流片7连接于电池负极，在本实施例中，所述电池正极为电池盖帽6，所述电池负极为钢壳5。将电池电芯4装入电池外壳，注液、封口。在本实施例中，所述电池外壳亦为钢壳5。由于电池电芯4装入电池外壳,注液、封口等工艺为现有较为成熟的电池生产工艺，在本说明书中不做对其做详细说明。采用以上技术方案后，无需对正极极耳12、负极极耳22精确对齐，不需对正极极耳12、负极极耳22端面进行切割，用汇流片7连接正负极极耳和电池正负极即可实现电池正、负极片与电池正、负极的稳定连接，有效的避免了现有技术中对电池极耳12、负极极耳22进行精确对齐以及切割时，导致电池极片产生变形以及金属屑落入电池电芯4中造成电芯短路的问题。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种电池，包括电池电芯，所述电池电芯包括正极极片和负极极片，沿正极极片的纵向方向设有正极极耳，沿负极极片纵向方向设有负极极耳，所述正极极耳和负极极耳分别位于电池电芯的上下两端，其特征在于:还包括正极汇流片和负极汇流片，所述正极汇流片连接于正极极耳之上，所述负极汇流片连接于负极极耳之上，所述正极汇流片与电池正极连接，所述负极汇流片与电池负极连接。
2.按权利要求1所述的一种电池，其特征在于:所述电池电芯还包括隔膜，该电池电芯由正极极片、隔膜、负极极片、隔膜依序叠片卷制而成。
3.按权利要求1所述的一种电池，其特征在于:所述正极极耳包括四个相互隔离的正极极耳组，每个正极汇流片焊接于每个正极极耳组上，所述负极极耳包括四个相互隔离的负极极耳组，所述负极汇流片焊接于每个正极极耳组上。
4.按权利要求1所述的一种电池，其特征在于:所述正极极耳上设有正极极耳片，所述负极极耳上设有负极极耳片，所述正极极耳片为金属铝带，所述负极极耳片为金属镍带。
5.一种电池制造方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)准备正极极片、负极极片以及隔膜，其中正极极片上的正极极耳纵向设置于正极极片上，负极极片上的负极极耳纵向设置于负极极片上； (2)将正极极片、隔膜、负极极片、隔膜依序叠片卷制电池电芯，所述正极极耳、负极极耳分别位于电池电芯的上下两端； (3)用切割设备将正极极耳、负极极耳分别切割为四个相互分割的正极极耳组和四个相互分割负极极耳组； (4)每个正极极耳组上焊接至少一个正极汇流片，每个负极极耳组上至少焊接一个负极汇流片； (5)将电池电芯装入电池外壳，注液、封口；其中，所有正极汇流片连接于电池正极，将所有负极汇流片连接于电池负极。
6.按权利要求5所述的一种电池制造方法，其特征在于:在步骤(I)中，所述正极极耳上焊接正极极耳片；所述负极极耳上焊接负极极耳片。
7.按权利要求6所述的一种电池制造方法，其特征在于:正极极耳片为金属铝带，所述负极极耳片为金属镍带。
8.按权利要求5所述的一种电池制造方法，其特征在于:在步骤(3)中，所述切割设备为线切割设备，所述切割设备十字切割正极极耳以及负极极耳，分别将正极极耳和负极极耳切割成大小一致且相互分割的正极极耳组和负极极耳组。
9.按权利要求5所述的一种电池制造方法，其特征在于:在步骤(3)之中，用夹具将电池电芯夹持在切割设备上，在电池电芯两端预留十字切割线。
10.按权利要求5所述的一种电池制造方法，其特征在于:在步骤(4)、步骤(5)中，所述正极汇流片一端通过超声波焊接工艺焊接于正极极片组上，所述负极汇流片一端通过超声波焊接工艺焊接于负极极片组上。
全文摘要
一种电池，包括电池电芯，所述电池电芯包括正极极片和负极极片，所述沿正极极片的纵向方向设有正极极耳，沿负极极片纵向方向设有负极极耳，还包括正极汇流片和负极汇流片，所述正极汇流片连接于正极极耳之上，所述负极汇流片连接于负极极耳之上，所述正极汇流片与电池正极连接，所述负极汇流片与电池负极连接。采用以上技术方案后，本发明提供的电池仅设有一电池正极极耳和一电池负极极耳，且电池正极极耳和电池负极极耳与正极极片和负极极片为一体结构，它们之间没有焊接点，能有效减少电池极耳的数量以及电池的内阻，不仅能大幅改善电池的充放电性能，而且还能大幅提高电池的倍率特性。本发明还提供一种电池的制造方法。
文档编号H01M10/058GK103094518SQ201310049829
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月8日 优先权日2013年2月8日
发明者李瑶 申请人:深圳市沃特玛电池有限公司