一种电池的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种电池，包括壳体以及位于所述壳体内部的极芯，所述极芯外部设置有用于对所述极芯进行挤压的极芯挤压装置；在电池生产初期，放松极芯，保证电解液的充分浸润；在首次充电时，锂离子电池产生的气体，可以通过多次挤压来排挤到电池内部极芯以外的位置，保证隔膜能饱和吸液，以及正负极片与隔膜的充分接触；保证电池的容量、降低电池的内阻；避免电池发鼓；电池使用期间，保证极芯的夹紧以及正负极与隔膜的紧密贴合，增加电池使用的可靠性，延长使用寿命。
【专利说明】—种电池
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及锂离子电池【技术领域】，尤其涉及一种电池。
【背景技术】
[0002]在电池生产初期，如果极芯装入外壳，过于紧密，将不利于电解液充分浸润极片。生产后期的首次充电时，电池产生气体无法分散，导致电池发鼓，影响后续使用，电池容量将偏低，电池内阻偏高，甚至会导致电池短路，引发安全事故。如果极芯装入外壳时极芯与外壳之间的缝隙较大，电解液确实可以充分浸润，但是正负极片的间隙增加，将导致离子移动距离加长，内阻增加，大电流工作能力降低。更致命的是，锂离子电池首次充电会产生大量气体，宽松的极芯将会导致大量气泡残留在隔膜孔隙中，原本用来进行锂离子穿梭的孔隙被气泡占据，电池内阻将显著增大、容量大幅下降。
[0003]在电池的使用周期中，会经历各种各样的振动。如电动汽车用电池，电动工具用电池、手机用电池、飞机用电池等。振动会分散生产时极芯卷绕的张力，导致其变疏松，正负极片间隙增大。更为严重的是，目前锂离子电池极芯在卷绕末端，均使用胶纸封闭尾端，胶纸是粘在隔膜上的。但隔膜是多孔结构，在任何方向均可发生形变，浸润电解液后更加明显，外界的振动加剧这种形变。从而导致尾部胶纸失效。此时的极芯就如同压紧的弹簧突然去掉压力一样，卷绕的极芯会逐渐松弛，电池性能发生衰减。对于上述情况封闭固定的金属外壳将无能为力。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:提供一种电池，实现极芯的精确挤压，提高电池使用的可靠性及稳定性。
[0005]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]—种电池,包括壳体以及位于所述壳体内部的极芯,所述极芯外部设置有用于对所述极芯进行挤压的极芯挤压装置。
[0007]作为一种优选的技术方案，所述极芯挤压装置包括挤压元件以及压力控制元件，所述挤压元件与所述极芯进行直接接触对所述极芯进行挤压，所述压力控制元件与所述挤压元件相接触用于控制所述挤压元件的运动。
[0008]作为一种优选的技术方案，所述挤压元件由弹性材料制作而成。
[0009]采用弹性材料制作，所述挤压元件的形状可以根据极芯的形状自行进行适应性变化，能够使作用在极芯上的压力分布更加均匀。
[0010]进一步的，所述挤压元件可以为柔性气囊或弹性垫，工作时所述挤压元件至少部分覆盖所述极芯外表面。
[0011]进一步的，所述挤压元件采用柔软薄橡胶材质或聚氨酯材质材料制成。
[0012]作为一种优选的技术方案，所述压力控制元件包括与所述极芯外形相匹配的基板，所述挤压元件与所述基板一一对应，且所述挤压元件固定安装在所述基板上。[0013]优选的，基板采用聚丙烯、聚乙烯或者PET中的至少一种制作而成。
[0014]具体的，当所述极芯为矩形体状结构的时候，所述基板可以为一个，并设置在所述极芯的一侧面处；另一侧面与所述壳体的内壁相接触通过相对的两面对所述极芯进行挤压。
[0015]优选的，所述基板可以为两个，分别设置在所述极芯相对的两侧面上，通过两个挤压元件同时对所述极芯进行挤压。
[0016]当所述极芯为圆柱形时，所述基板为弧形基板，所述弧形基板的弧度与所述极芯的圆柱形外表面相对应，所述弧形基板可以为能够覆盖所述极芯一半外表面的弧形板，所述弧形基板为两个相互对称的设置在所述极芯的两侧，两所述弧形基板相结合能够覆盖整个极芯外表面对其进行挤压。
[0017]作为一种优选的技术方案，所述基板在远离所述极芯的一侧面上连接有用于带动所述基板进行运动的推杆，所述推杆穿过所述壳体伸出到所述壳体外部。
[0018]优选的，所述推杆与所述基板一体注塑成型。
[0019]优选的，所述推杆的数量为每块所述基板上设置有至少一根所述推杆，每块基板上设置推杆的数量取决于基板的大小以及在挤压过程中对平衡性的要求。
[0020]作为一种优选的技术方案，所述推杆与所述壳体相接处的位置设置有密封元件。
[0021]作为一种优选的技术方案，所述密封元件包括与所述壳体连接的密封元件基座，所述密封元件基座上设置有能够使所述推杆穿过的通孔，在所述通孔处设置有密封圈，所述推杆穿设在所述密封圈中并可沿所述通孔轴向滑动。
[0022]优选的，所述密封元件基座采用绝缘材料制作。
[0023]作为一种优选的技术方案，所述推杆上设置有用于固定所述推杆的推杆固定元件。
[0024]作为一种优选的技术方案，所述推杆固定元件为套设在所述推杆上的弹性旋钮，所述弹性旋钮为外表面为具有外螺纹的锥形结构，所述密封元件基座上设置有与所述弹性旋钮形状相配合的内螺纹结构。
[0025]将弹性旋钮设置为具有螺纹的锥形结构，在旋钮旋入的过程中，密封元件基座不断挤压弹性旋钮，使弹性旋钮内壁逐渐夹紧所述推杆，对所述推杆的位置进行固定。
[0026]作为一种优选的技术方案，所述推杆上设置有用于标定所述推杆伸入所述壳体内部长度的刻度标记。
[0027]优选的，在弹性旋钮旋紧将所述推杆固定的状态下，弹性旋钮的端部所标定的推杆上的刻度标记位置能够显示基板靠近极芯的表面距离壳体外侧的距离，当极芯两侧对称的设置两组极芯挤压装置时，所述壳体的在挤压方向上的厚度与两边推杆刻度之和的差值再减去两个挤压元件的厚度即为挤压后极芯的厚度。
[0028]本发明具有如下有益效果:
[0029]1、在电池生产初期，放松极芯，保证电解液的充分浸润；
[0030]2、在首次充电时，锂离子电池产生的气体，可以通过多次挤压来排挤到电池内部极芯以外的位置，保证隔膜能饱和吸液，以及正负极片与隔膜的充分接触；
[0031]3、保证电池的容量、降低电池的内阻；
[0032]4、避免电池发鼓；[0033]5、电池使用期间，保证极芯的夹紧以及正负极与隔膜的紧密贴合，增加电池使用的可靠性，延长使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0035]图1为实施例一所述电池示意图。
[0036]图2为实施例一所述电池内部结构俯视图。
[0037]图3为实施例一所述密封元件结构示意图。
[0038]图4为图3俯视图。
[0039]图5为实施例二所述电池示意图。
[0040]图6为实施例二所述电池内部结构俯视图。
[0041]图1至4中:
[0042]100、壳体;101、极芯;102、电解液;103、挤压元件;104、基板;105、推杆;106、手柄；107、密封元件基座；108、密封圈；109、弹性旋钮。
[0043]图5、6 中:
[0044]200、壳体；201、极芯；202、挤压元件；203、基板。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0046]实施例一:
[0047]如图1?4所不，于本实施例中，本发明的一种电池,包括壳体100以及位于壳体100内部的极芯101，壳体100为矩形筒状结构，极芯101横截面为矩形结构，极芯101的侧面对应壳体100的侧壁设置，在壳体100内部填充有电解液102，在极芯101外部设置有用于对极芯101进行挤压的极芯挤压装置。
[0048]具体的，极芯挤压装置包括由弹性材料制成的挤压元件103以及与挤压元件103相接触用于控制挤压元件103的运动的压力控制元件。挤压元件103为一侧面与极芯101侧面形状及尺寸均对应的柔性气囊，所述柔性气囊采用聚氨酯材质制成。于本实施例中挤压元件103与压力控制元件均为两个，分别设置在极芯101相互平行的一对侧面处，压力控制元件包括与挤压元件103接触的基板104，基板104呈矩形结构，其外形尺寸与对应的极芯101侧面相匹配，挤压元件103固定安装在基板104上，可随基板104 —同运动。
[0049]在基板104远离极芯101的一侧面上连接有用于带动基板104进行运动的推杆105，推杆105穿过壳体100伸出到壳体100外部。本实施例中每块基板104上设置有两根推杆105，且两根推杆105相互平行设置，两根推杆105 —端与基板104连接另一端伸出壳体100外部并通过手柄106进行连接，在推杆105与基板104相连接的位置设置有用于稳固推杆105的筋板。推杆105、基板104以及筋板采用聚乙烯材料制作，通过一体注塑成型。
[0050]由于推杆105穿过侧壁伸出到壳体100外部，为了防止壳体100内部的电解液流出，在推杆105与壳体100相接触的位置设置有密封圈108。具体的在壳体100上推杆105穿过的位置具有一通孔，在通孔处设置有用于安装密封圈108的密封元件基座107，密封元件基座107上设置有能够使推杆105通过的通孔，密封元件基座107上并位于壳体100所在平面上具有用于容纳密封圈108的凹槽，密封圈108设置在凹槽中，推杆105穿设在密封圈108中并可沿通孔轴向滑动。
[0051]在密封元件基座107位于壳体100外部的一端开口为由内到外逐渐增大的锥形结构，与锥形结构开口相对应的设置有外表面为锥形的弹性旋钮109，在锥形开口内部设置有内螺纹，在弹性旋钮109的外表面设置有与之相对应的外螺纹使所述弹性旋钮109能够旋进、旋出锥形开口。弹性旋钮109上设置有通孔，在放松状态下通孔的内径略大于推杆105的直径。在弹性旋钮109旋入锥形开口的过程中不断受到挤压发生变形其内径逐渐减小，当其与推杆105接触后会对推杆105进行挤压，实现对推杆105的固定。
[0052]在推杆105上设置有能够反映基板104靠近极芯101的表面距离壳体100外侧的距离的刻度标记。弹性旋钮109具有一垂直于推杆105轴线的端面，在弹性旋钮109旋紧的情况下弹性旋钮109的端面所对应的位于推杆105上的刻度标记为基板104靠近极芯101的表面距离壳体100外侧的距离。
[0053]在弹性旋钮109旋紧将推杆105固定的状态下，弹性旋钮109的端面所标定的推杆105上的刻度标记位置能够显示基板104靠近极芯101的表面距离壳体100外侧的距离，当极芯101两侧对称的设置两组极芯挤压装置时，壳体100的在挤压方向上的厚度与两边推杆105刻度之和的差值再减去两个挤压元件103的厚度即为挤压后极芯101的厚度。
[0054]电池组装完成后，在老化过程中，可以将推杆105向外拉，让电解液充分浸润极芯101。在电池首次充电过程前，将推杆105向内推，并旋紧弹性旋钮109。该动作可以重复多次，以排出多余电解液102，充分挤压极芯101，使正、负极充分接触，降低电池内阻。电池首次充电会产生气体，因此在充电后需要重新对极芯101进行挤压，该动作可重复多次，直至接近设计数值。
[0055]实施例二:
[0056]如图5、6所不,本实施例与实施例一内容基本相同,其主要区别在于电池的壳体200、基板203以及挤压元件202的形状不同，本实施例中壳体200为圆形筒状，与之对应的极芯201为圆柱状结构，因此本实施例中为了更好的对极芯201进行夹紧挤压元件202以及基板203均采用弧形结构，弧形的基板203的弧度与极芯201的圆柱形外表面相对应，基板203可以为能够覆盖极芯201接近一半外表面的弧形板，基板203为两个，相互对称的设置在极芯201的两侧，两基板203相结合能够基本覆盖整个极芯外表面对其进行挤压。
[0057]需要声明的是，上述【具体实施方式】仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本【技术领域】的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种电池，其特征在于，包括壳体以及位于所述壳体内部的极芯，所述极芯外部设置有用于对所述极芯进行挤压的极芯挤压装置。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述极芯挤压装置包括挤压元件以及压力控制元件，所述挤压元件与所述极芯进行直接接触对所述极芯进行挤压，所述压力控制元件与所述挤压元件相接触用于控制所述挤压元件的运动。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述挤压元件由弹性材料制作而成。
4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述压力控制元件包括与所述极芯外形相匹配的基板，所述挤压元件与所述基板一一对应，且所述挤压元件固定安装在所述基板上。
5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述基板在远离所述极芯的一侧面上连接有用于带动所述基板进行运动的推杆，所述推杆穿过所述壳体伸出到所述壳体外部。
6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述推杆与所述壳体相接处的位置设置有密封元件。
7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述密封元件包括与所述壳体连接的密封元件基座，所述密封元件基座上设置有能够使所述推杆穿过的通孔，在所述通孔处设置有密封圈，所述推杆穿设在所述密封圈中并可沿所述通孔轴向滑动。
8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述推杆上设置有用于固定所述推杆的推杆固定元件。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述推杆固定元件为套设在所述推杆上的弹性旋钮，所述弹性旋钮为外表面为具有外螺纹的锥形结构，所述密封元件基座上设置有与所述弹性旋钮形状相配合的内螺纹结构。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述推杆上设置有用于标定所述推杆伸入所述壳体内部长度的刻度标记。
【文档编号】H01M10/0525GK104037448SQ201410265851
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】程应祥, 李芬 申请人:广东亿纬赛恩斯新能源系统有限公司