一种圆柱形锂电池的电芯的制作方法

本实用新型涉及电池
技术领域：
，尤其涉及一种圆柱形锂电池的电芯。
背景技术：
：锂动力电池在国家大力推进新能源的环境下飞速发展，在城市公交、通勤车、物流车、乘用车等方面均得到广泛应用，目前国内各大厂商均在大力投入电动车的开发工作。随着纯电动车辆的运营增长，续航里程受限，充电时间过长等问题日益凸显，消费者对此问题的关注也逐渐增多。续航里程的提升及充电时间的缩短能更快的推进新能源电动车的发展。而对于缩短锂动力电池的充电时间，大电流充电是必要的，因此对锂动力电池的大倍率性能提出了更高的要求。圆柱形锂电池中影响其大电流特性的结构部件为极片的极耳、集流体构件。极片中极耳作为电池的基本结构部件之一，决定了电池内部电子导流能力，对电池性能的发挥起到关键作用；而集流体的作用是将由极耳引出的电流汇集再导出至电池的正极、负极端子。传统圆柱电池极耳一般采用单极耳结构，如18650圆柱电池，也有采用两极耳或三极耳结构，极耳材质正极为纯铝带，负极为纯镍带，一般不采用集流体(汇流片)结构，而是直接将铝带极耳连接正极端子，镍带极耳连接负极端子，装配时需在圆柱形卷芯两端加装绝缘垫片装置。这种结构存在以下问题：首先，单极耳结构或三极耳结构的电子过流能力有限，大倍率性能差，一般只能做到单体1C充放电，而成组后做到0.5C至1.5C倍率充电，所需充电时间长；其次，在装配过程中增加了上下绝缘面垫片工序，生产效率低。技术实现要素：本实用新型的目的是提供一种多极耳结构及新型集流体结构的圆柱形锂电池的电芯，提升电池大电流高功率性能，缩短电池的充电时间。为了实现上述目的，本实用新型提供一种圆柱形锂电池的电芯，包括电池本体、多个极耳以及集流体。所述电池本体由正极极片、负极极片和隔膜卷绕在一起构成，且正极极片和负极极片之间用隔膜隔开。所述多个极耳包括若干个与电池本体顶部连接的正极耳以及若干个与电池本体底部相连接并远离正极耳的负极耳。每个正极耳是通过实时激光定位切割空白铝箔卷绕层叠呈半圆环形的结构，所述正极耳的数量为两个，其中一个正极耳的一端位于另一个正极耳的两端之间且两个正极耳构成螺旋形。每个负极耳是通过实时激光定位切割空白铜箔卷绕层叠呈半圆环形的结构，所述负极耳的数量为两个，其中一个负极耳的一端位于另一个负极耳的两端之间且两个负极耳构成螺旋形。所述正极耳和负极耳经过激光切割后无需另外的超声焊接工序，因此在正极极片和负极极片涂布时无需预留空白间隙，增加了正负极极片活性物质连续涂覆的面积，从而增加了电芯的容量。所述集流体为双层开设有螺旋形缝隙的圆形结构叠加而成，包括由绝缘PVC材质制成的绝缘层以及由金属材质制成的导电层，所述绝缘层沿边缘一圈延伸至导电层并包裹部分导电层，起到良好的绝缘作用，省去了后续组装时电池本体两端加装绝缘垫片的工序。所述集流体分为正极集流体和负极集流体。所述正极集流体的导电层金属材料为纯铝，所述负极集流体的导电层金属材料为铜镀镍。所述正极耳和负极耳分别从正极集流体和负极集流体的所述螺旋形缝隙间穿出，经过激光焊接至正极集流体和负极集流体上，再分别与电池的正极、负极外部端子相连。本实用新型的有益效果是，通过多个极耳及新型集流体结构，正负极活性物质连续涂覆，无空白间隙，改变电芯内部电子流通通道，无容量损失，可大大提升电芯的大倍率、长循环性能，极大的改善实际应用性能。同时省去后工段的加装绝缘垫片工序，节省成本，提升生产效率。【附图说明】图1为本实用新型提供的圆柱形锂电池的电芯中电池本体及多个极耳示意图。图2为本实用新型提供的圆柱形锂电池的电芯中集流体的正面结构示意图。图3为本实用新型提供的圆柱形锂电池的电芯中集流体的立体结构示意图。图4为本实用新型提供的圆柱形锂电池的电芯与常规三极耳电芯的6C倍率长循环寿命对比图。【具体实施方式】下面将结合附图详细描述本实用新型实施例的圆柱形锂电池的电芯。请参阅图1、图2和图3，本实用新型提供一种圆柱形锂电池的电芯，包括电池本体10、多个极耳20以及集流体30。所述电池本体10由正极极片、负极极片和隔膜卷绕在一起构成，且正极极片和负极极片之间用隔膜隔开。所述多个极耳20包括若干个与电池本体10顶部连接的正极耳21以及若干个与电池本体10底部相连接并远离正极耳21的负极耳22。请参阅图1，本实施方式中，每个正极耳21是通过实时激光定位切割空白铝箔卷绕层叠呈半圆环形的结构，所述正极耳21的数量为两个，其中一个正极耳的一端位于另一个正极耳的两端之间且两个正极耳构成螺旋形。每个负极耳22是通过实时激光定位切割空白铜箔卷绕层叠呈半圆环形的结构，所述负极耳22的数量为两个，其中一个负极耳的一端位于另一个负极耳的两端之间且两个负极耳构成螺旋形。所述正极耳21和负极耳22经过激光切割后无需另外的超声焊接工序，因此在正极极片和负极极片涂布时无需预留空白间隙，增加了正负极极片活性物质连续涂覆的面积，从而增加了电芯的容量。请参阅图2和图3，所述集流体30为双层开设有螺旋形缝隙31的圆形结构叠加而成，包括由绝缘PVC材质制成的圆形的绝缘层32以及由金属材质制成的圆形的导电层33，所述绝缘层32沿边缘一圈延伸至导电层33并包裹部分导电层33，起到良好的绝缘作用，省去了后续组装时电池本体两端加装绝缘垫片的工序。具体而言，所述集流体30分为正极集流体和负极集流体。所述正极集流体的导电层33的金属材料为纯铝，所述负极集流体的导电层33的金属材料为铜镀镍。所述正极耳21和负极耳22分别从正极集流体和负极集流体的所述螺旋形缝隙31间穿出，经过激光焊接至正极集流体和负极集流体上，再分别与电池的正极、负极外部端子相连。进一步的，对本实施例的圆柱形锂电池的电芯进行倍率充电性能测试，同时与常规三极耳电芯的倍率充电性能对比，测试结果如下表所示。由表可知，常规三极耳电芯在6C倍率下恒流充电比仅为10％，基本无法做到6C大倍率使用；而本实施例的圆柱形锂电池的电芯在6C倍率下恒流充电比高达95％，充电性能改善效果显著。电芯类别1C充电恒流比3C充电恒流比6C充电恒流比常规三极耳电芯96％86％10％本实施例电芯98％97％95％进一步的，对本实施例的圆柱形锂电池的电芯进行6C倍率长循环性能测试，同时与常规三极耳电芯的6C倍率长循环性能对比，测试结果请参阅图4。常规三极耳电芯在6C倍率充放电循环0～200周内容量衰减幅度快，在280周时容量稳定保持在5.5％，无法做到6C倍率充放电循环使用；而本实施例圆柱形锂电池的电芯在6C倍率下充放电长循环时容量缓慢衰减，在长循环1100周后容量仍保持在86.6％，使用寿命优异，提升作用明显。本实用新型提供的圆柱形锂电池的电芯，采用多个极耳20及新型集流体30结构，一方面正负极活性物质连续涂覆，无空白间隙，无容量损失，改变内部电子流通通道，提升大电流通过能力，可大大提升电芯的大倍率、长循环性能；另一方面集流体30一体化绝缘结构设计，省去后工段的加装绝缘垫片工序，节省成本，提升生产效率。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施局限于这些说明。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。当前第1页1 2 3