本发明涉及锂离子电池制造技术领域，特别是涉及一种方形锂离子电池及其制备方法。
背景技术：
作为目前市场上商业化最成熟的锂离子电池，由于其具备的高能量密度、高循环等特点，被广泛应用在汽车动力供能系统中。尤其是方形锂离子电池，由于其自身的结构特点，使得其pack方式简单、高效，配组后能量密度损失少，因此汽车动力电池中广泛采用方形锂离子电池。
现有的方形锂离子电池的组装方式为：将软连接与配对完成的卷芯焊接后，再与组装完成的顶盖板进行激光焊接，最后弯折极耳及包覆绝缘膜，包覆好的绝缘膜需要与顶盖板中位于下层的塑胶件进行热熔固定，此种制备方式主要存在以下问题：
1)由于软连接需要与组装完毕的顶盖板进行焊接，使得软连接必须焊接在极柱的下表面上，这样使得电池在高度空间上损失了至少一个软连接厚度的距离，占用空间大，降低了电池的能量密度；
2)由于电池有包覆绝缘膜的要求，使得顶盖板中位于下层的塑胶件必须预留出相应结构用于与绝缘膜热熔固定，浪费人力物力，组装效率低，不利于简化安装过程和精简电池结构。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种方形锂离子电池及其制备方法，以解决现有的方形锂离子电池组装效率低、结构不紧凑的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种方形锂离子电池制备方法，包括：
s1、将软连接与配对好的卷芯上的极耳焊接；
s2、将所述软连接套在极柱上，并将所述软连接焊接在所述极柱的低位台阶的台阶面上；
其中，所述极柱包括阶梯形底座，所述阶梯形底座包括所述低位台阶和高位台阶；
s3、将密封圈套在所述极柱上，将第一塑胶件套接在所述密封圈上；
s4、自上而下依次在所述极柱周围安装绝缘膜、顶盖片、绝缘陶瓷、第二塑胶件和导电块；其中，所述绝缘膜夹紧在所述第一塑胶件和所述顶盖片之间；
s5、将所述极柱和所述导电块铆接；
s6、弯折所述极耳，将所述卷芯包裹在所述绝缘膜内。
其中，所述软连接的厚度与所述高位台阶的厚度一致。
其中，所述软连接包括软连接主体和位于所述软连接主体两端的极耳夹持部；所述软连接主体中间开设有与所述高位台阶相配合的通孔。
其中，步骤s1包括：
s11、将连接在所述卷芯上的极耳插入所述极耳夹持部；
s12、通过超声焊将所述极耳焊接在所述极耳夹持部上。
其中，步骤s2中，通过激光焊将所述软连接焊接在所述低位台阶的台阶面上。
本发明还提供一种方形锂离子电池，应用如上所述的方形锂离子电池制备方法制备；所述方形锂离子电池包括卷芯、盖板、绝缘膜；所述盖板包括极柱和依次套接在所述极柱上的第一塑胶件、顶盖片、第二塑胶件和导电块，所述第一塑胶件与所述极柱之间还设置有密封圈；所述顶盖片中设置有绝缘陶瓷，所述绝缘膜压夹在所述第一塑胶件与所述顶盖片之间；所述极柱通过软连接连接在所述卷芯上，所述绝缘膜包覆在所述卷芯外；所述极柱上设有阶梯形底座，所述软连接上设有供所述极柱穿过的通孔，所述软连接焊接在所述阶梯形底座中低位台阶的台阶面上，所述软连接的厚度与所述阶梯形底座中高位台阶的厚度一致；所述导电块与所述极柱铆接。
其中，所述软连接包括软连接主体和位于所述软连接主体两端的极耳夹持部；所述软连接主体上开设有所述通孔，所述通孔与所述阶梯形底座的高位台阶相匹配；所述极耳夹持部用于夹持连接在所述卷芯上的极耳。
其中，所述第一塑胶件的底面向上突起形成中空的凸台，所述凸台的中部开设供所述极柱穿过的孔，所述软连接主体和所述阶梯形底座嵌设在所述凸台内。
其中，所述软连接与所述极耳通过超声焊焊接，所述阶梯形底座的低位台阶与所述软连接通过激光焊焊接。
(三)有益效果
本发明通过采用拆分结构的盖板，在电芯制备的过程中完成盖板的组装，制备过程中，通过在软连接上设置中间开孔将软连接套于极柱与第一塑胶件中间，降低了软连接在盖板厚度方向上对空间的占用，能有效减小盖板的厚度，进而提高电池的能量密度；此外，在电芯制备过程中完成盖板的组装，而不采用预先组装好的盖板，使得在组装过程中，能使绝缘膜通过套接的方式直接放置在顶盖片与第一塑胶件之间，被压紧固定，避免了现有技术中的热熔工序，简化了组装过程，节省人力物力，提高组装效率，此外由于不需要第一塑胶件预留结构进行热熔，简化了第一塑胶件的结构，降低第一塑胶件的高度，进一步降低了电芯在高度方向上对空间的占用，在电芯规格型号不变的前提下，能增大电芯内部卷芯的有效体积，进而增大电池的能量密度。
附图说明
图1为本发明实施例中锂离子电池的爆炸示意图的侧视图；
图2为图1的等轴侧视图；
图3为本发明实施例中极柱的结构示意图；
图4为本发明实施例中软连接的结构侧视图；
图5为图4的俯视图；
图6为本发明实施例中超声焊与激光焊的位置示意图；
图7为本发明实施例中电池盖板铆接前的结构剖视图；
图8为本发明实施例中电池盖板铆接后的结构剖视图；
图9为本发明实施例中制成的方形锂离子电池入壳前的示意图；
图中，1-导电块；2-第二塑胶件；3-绝缘陶瓷；4-顶盖片；5-绝缘膜；6-第一塑胶件；7-卷芯；8-密封圈；9-极柱；91-高位台阶；911、高位台阶的台阶面；92、低位台阶；921、低位台阶的台阶面；10-软连接；101-超声焊区；102-激光焊区；103-软连接主体；1031、通孔；104、极耳夹持部；11、极耳。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明实施例中锂离子电池的爆炸示意图的侧视图；图2为图1的等轴侧视图；图3为本发明实施例中极柱的结构示意图；图4为本发明实施例中软连接的结构侧视图；图5为图4的俯视图；图6为本发明实施例中超声焊与激光焊的位置示意图；图7为本发明实施例中电池盖板铆接前的结构剖视图；图8为本发明实施例中电池盖板铆接后的结构剖视图；图9为本发明实施例中制成的方形锂离子电池入壳前的示意图。
本发明实施例提供的方形锂离子电池制备方法，包括：
s1、将软连接与配对好的卷芯上的极耳焊接。
如图1和图2中所示，卷芯7上连接有极耳11。如图4和图5中所示，软连接10包括软连接主体103和位于软连接主体103两端的极耳夹持部104。软连接主体103为片状，中间开设有方形通孔1031，该通孔1031与极柱9上阶梯形底座的高位台阶91的外围形状相匹配。极耳夹持部104能夹持卷芯7上的极耳11。
具体地，焊接过程如下：
s11、将连接在卷芯上的极耳插入极耳夹持部。
s12、通过超声焊将极耳焊接在极耳夹持部上。如图2中所示，有左右两块卷芯7，每块上均设置有极耳11，软连接10一端的极耳夹持部104与其中一块卷芯7的极耳11焊接，软连接10另一端的极耳夹持部104与另一块卷芯7的极耳11焊接，即软连接10焊接在两块卷芯7之间，超声焊区101的位置如图6中所示。
s2、将软连接套在极柱上，并将软连接焊接在极柱的低位台阶的台阶面上。
其中，极柱包括阶梯形底座，阶梯形底座包括低位台阶和高位台阶。
具体此，软连接主体103上设置的通孔1031能套接在极柱9上，参照图4和图5。如图3中所示，极柱9的一端设有阶梯形底座，阶梯形底座包括高位台阶91和低位台阶92。如图5中所示，软连接主体103中部开设通孔1031，该通孔1031的形状与高位台阶91的外围形状一致。组装时，将焊接有极耳11的软连接自上而下套在极柱9上，直至软连接主体103的下表面与低位台阶92的上表面接触，通孔1031与高位台阶91相匹配。套接好后，将软连接10焊接在低位台阶的台阶面921上，实现二者的固定，优选采用激光焊，激光焊区102的位置如图6中所示。
s3、将密封圈套在极柱上，将第一塑胶件套接在密封圈上。
如图7或图8所示，密封圈8为阶梯形套筒状，从极柱9的顶部向下套设在极柱9上，密封圈8的底平面与极柱9的高位台阶的台阶面911接触。套好密封圈8后，套设第一塑胶件6。第一塑胶件6的底面向上突起形成中空的凸台，凸台的中部开设供极柱9穿过的孔，该孔的内径与密封圈8最大的外径相匹配，或者该孔的内径大于密封圈8最大的外径。凸台的下方为中空结构，用于容置软连接主体103和阶梯形底座，软连接主体103和阶梯形底座嵌设在凸台内，如图7中所示。
s4、自上而下依次在极柱9周围安装绝缘膜5、顶盖片4、绝缘陶瓷3、第二塑胶件2和导电块1；其中，绝缘膜5夹紧在第一塑胶件6和顶盖片4之间。
具体地，绝缘膜5上开设供第一塑胶件6穿过的孔，如图2中所示，组装时，绝缘膜5上的孔刚好套在第一塑胶件6凸台的外围，同时顶盖片4也设置有同第一塑胶件6相近的凸台，使得绝缘膜5能平整地被压紧在第一塑胶件6和顶盖片4之间，实现绝缘膜5的固定，不需要额外的连接方式与第一塑胶件6进行固定，省去了现有技术中的热熔工序，简化了第一塑胶件6的结构，降低了第一塑胶件6的高度，节省了组装时间，且使电芯结构更加紧凑。
s5、将极柱和导电块铆接，完成最后的密封。铆接之前，需要将各零部件压紧，以达到更好的紧固和密封效果，防止电池漏液，保证电池供电稳定性。
s6、弯折极耳，将卷芯包裹在绝缘膜内。初始时，为了焊接极耳11和极柱9，两块卷芯7是分开的，焊接并铆接完成后，折弯极耳11，使两块卷芯7对齐，将盖板顶部固定的绝缘膜5折叠并向下包裹，将卷芯7整体包裹在绝缘膜5内，完成初步的组装，后续工序可按照现有成熟的组装方式进行，例如将初步组装后的电芯放置在铝壳内。卷芯7初步包裹后的状态如图9中所示。
优选地，软连接10的厚度与阶梯形底座中高位台阶91的厚度一致，这样使得组装后的软连接10正好位于极柱9底座与第一塑胶件6之间，消除了软连接10在盖板厚度方向上对壳体空间的占用，使电池结构更紧凑，提高了卷芯7的整体能量密度。
本发明实施例还提供一种应用上述方形锂离子电池制备方法制备的方形锂离子电池。方形锂离子电池包括卷芯7、盖板、绝缘膜5。本发明实施例中，电池盖板在电池制备前不进行组装，在电芯制备过程中完成其组装。盖板包括极柱9和依次套接在极柱9上的第一塑胶件6、顶盖片4、第二塑胶件2和导电块1，第一塑胶件6与极柱9之间还设置有密封圈8。顶盖片4中设置有绝缘陶瓷3，绝缘膜5压夹在第一塑胶件6与顶盖片4之间。绝缘膜5的放置顺序和位置如上所述。极柱9通过软连接10连接在卷芯7上，绝缘膜5包覆在上述卷芯7外。极柱9上设有阶梯形底座，软连接10上设有供极柱9穿过的通孔1031，软连接10焊接在阶梯形底座中低位台阶的台阶面921上，软连接10的厚度与阶梯形底座中高位台阶91的厚度一致；导电块1与极柱9铆接。
优选地，软连接10包括软连接主体103和位于软连接主体103两端的极耳夹持部104。软连接主体103上开设有通孔1031，通孔1031与阶梯形底座的高位台阶91相匹配。极耳夹持部104用于夹持连接在卷芯7上的极耳11，极耳11能插入在极耳夹持部104中。
优选地，第一塑胶件6的底面向上突起形成中空的凸台，凸台的中部开设供极柱9穿过的孔，软连接主体103和阶梯形底座嵌设在凸台内，凸台的下方用于容置软连接主体103和阶梯形底座。优选软连接10的厚度与高位台阶91的厚度一致，这样设计能在盖板的厚度方向上省去一个软连接10的高度，使电池结构更紧凑，提升电池的能量密度。
优选地，软连接10与极耳11通过超声焊焊接，阶梯形底座的低位台阶92与软连接10通过激光焊焊接，超声焊区101和激光焊区102的位置如图6中所示。
本发明通过采用拆分结构的盖板，在电芯制备的过程中完成盖板的组装，制备过程中，通过在软连接上设置中间开孔将软连接套于极柱与第一塑胶件中间，降低了软连接在盖板厚度方向上对空间的占用，能有效减小盖板的厚度，进而提高电池的能量密度；此外，在电芯制备过程中完成盖板的组装，而不采用预先组装好的盖板，使得在组装过程中，能使绝缘膜通过套接的方式直接放置在顶盖片与第一塑胶件之间，被压紧固定，避免了现有技术中的热熔工序，简化了组装过程，节省人力物力，提高组装效率，此外由于不需要第一塑胶件预留结构进行热熔，简化了第一塑胶件的结构，降低第一塑胶件的高度，进一步降低了电芯在高度方向上对空间的占用，在电芯规格型号不变的前提下，能增大电芯内部卷芯的有效体积，进而增大电池的能量密度。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。