一种圆柱形锂离子电池的制作方法

文档序号:15316890发布日期:2018-08-31 23:45阅读:389来源:国知局

本实用新型涉及电池技术领域,尤其涉及一种圆柱形锂离子电池。



背景技术:

由于锂离子电池具有能量密度高、放电功率大、自放电小和寿命长等优点,而成为电动汽车电池主要发展的方向。电动汽车所用电池种类中有方形电池和圆柱形电池,其中圆柱形钢壳或圆柱形铝壳电池的自动化程度最高、安全保障最完善。因此,在圆柱形电池的基础上改变其电芯工艺,提高其电性能稳定性,有重大意义。圆柱形锂离子电池的散热比表面积大,从结构上可分为卷绕和叠片两种。采用卷绕式加工,有利于保证一致性,容易规模化生产,自动化程度高。但卷绕式锂离子电池存在一些问题,包括正面与侧面的张力不一致,导致内部反应不均匀;需要极片层具有一定的弹性,否则在弯折处易脱落或断裂;由于电极从极片上一处引出,存在电场分布的问题;需要电极层有较好的导电性且工艺难控制。

与卷绕工艺相比采用叠片工艺的锂离子电池,其容量体积比更高,由于采用极片并联方式,降低了内阻,提高了空间利用率高。但由于叠片工艺的极片为单独小片,工艺复杂,对设备精度和人工要求较高,且正负极片之间容易产生间隙和起泡;电池震动时,极片容易错位,最终导致电池容量衰减、安全问题。

鉴于此,实有必要提供一种圆柱形锂离子电池以克服上述缺陷。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种圆柱形锂离子电池,在圆柱形外壳的基础上改善电芯结构,避免极片的间隙和错位发生,有利于自动化生产。

为了实现上述目的,本实用新型提供一种圆柱形锂离子电池,包括呈圆筒状的壳体、收容于壳体内的电芯、设于壳体两端的正极盖板与负极盖板;所述壳体的两端开口,所述正极盖板和负极盖板密封于壳体的两端开口,所述壳体内灌注有电解液;所述正极盖板上设有正极极柱,所述负极盖板上设有负极极柱;所述正极极柱与正极盖板之间、负极极柱与负极盖板之间均设有绝缘密封圈;所述电芯包括正极片、负极片和两层隔膜;两层隔膜包括第一隔膜和第二隔膜;所述第二隔膜设于正极片与负极片之间,所述第一隔膜设于正极片或负极片背离第二隔膜的一面;所述电芯由两层隔膜、正极片、负极片叠加且折叠呈多个依次相连的“W”型结构;所述正极片由多个小圆正极片依次相连,所述负极片由多个小圆负极片依次相连,两层隔膜均由多个小圆隔膜片依次相连;所述电芯的两端分别设有正极汇流片和负极汇流片;所述正极片通过正极汇流片与正极极柱连接,所述负极片通过负极汇流片与负极极柱连接。

在一个优选实施方式中,所述第一隔膜设于正极片背离第二隔膜的一面;所述电芯由第一隔膜、正极片、第二隔膜、负极片依次叠加。

在一个优选实施方式中,所述第一隔膜的小圆隔膜片、小圆正极片、第二隔膜的小圆隔膜片以及小圆负极片的直径由大到小依次递减。

在一个优选实施方式中,所述正极片与负极片靠近第二隔膜的一面均涂有活性材料;所述正极片与负极片背离第二隔膜的一面为空白箔材或涂有活性材料。

在一个优选实施方式中,所述壳体、正极盖板与负极盖板由不锈钢或铝合金材料制成。

在一个优选实施方式中,所述负极盖板上设有防爆阀,所述防爆阀上设有保护贴片。

在一个优选实施方式中,所述电芯外包裹有绝缘胶带。

本实用新型提供的圆柱形锂离子电池,采用散热性能较好的圆柱形壳体以及采用连续叠片工艺的电芯,结合了圆柱形壳体散热比表面积大和叠片工艺中极片与隔膜接触良好的优点,结构简单,有利于高倍率、高容量电池的自动化装配生产,有效保证电池的安全问题。

【附图说明】

图1为本实用新型提供的圆柱形锂离子电池的截面图。

图2为本实用新型提供的圆柱形锂离子电池中电芯的展开示意图。

图3为本实用新型提供的圆柱形锂离子电池中电芯的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白,以下结合附图和具体实施方式,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型,并不是为了限定本实用新型。

请参阅图1,本实用新型提供一种圆柱形锂离子电池100,包括呈圆筒状的壳体10、收容于壳体10内的电芯20、设于壳体10两端的正极盖板30与负极盖板40。所述壳体10的两端开口,所述正极盖板30和负极盖板40分别通过激光焊接密封于壳体10的两端开口,所述壳体10内灌注有电解液。所述正极盖板30上设有正极极柱31,所述负极盖板40上设有负极极柱41;所述正极极柱31与正极盖板30之间、负极极柱41与负极盖板40之间均设有绝缘密封圈50,使正极极柱31、负极极柱41与壳体10绝缘。本实施方式中,所述壳体10、正极盖板30与负极盖板40由不锈钢或铝合金材料制成。

进一步的,所述负极盖板40上设有防爆阀60,当电池内压过高时,所述防爆阀60断开泄压,从而降低电池的安全风险;所述防爆阀60上设有保护贴片61,用于避免防爆阀60意外损伤。

所述电芯20包括正极片21、负极片22和两层隔膜23。其中,两层隔膜23包括第一隔膜231和第二隔膜232。所述第二隔膜232设于正极片21与负极片22之间,所述正极片21与负极片22靠近第二隔膜232的一面均涂有活性材料。所述第一隔膜231设于正极片21或负极片22背离第二隔膜232的一面,以使正极片21或负极片22相邻部分隔开;所述正极片21与负极片22背离第二隔膜232的一面可为空白箔材,也可涂有活性材料与更多层的极片叠加。本实施方式中,所述第一隔膜231设于正极片21背离第二隔膜232的一面。

请一并参阅图2及图3,所述电芯20由第一隔膜231、正极片21、第二隔膜232、负极片22依次叠加且折叠呈多个依次相连的“W”型结构。所述正极片21由多个小圆正极片211依次相连而成,所述负极片22由多个小圆负极片221依次相连而成,两层隔膜23均由多个小圆隔膜片233依次相连而成。本实施方式中,第一隔膜231的小圆隔膜片233、小圆正极片211、第二隔膜232的小圆隔膜片233以及小圆负极片221的直径由大到小依次递减。

进一步的,所述电芯20的两端分别设有正极汇流片70和负极汇流片80。所述正极片21通过正极汇流片70与正极极柱31连接,所述负极片22通过负极汇流片80与负极极柱41连接。

所述圆柱形锂离子电池100的制作工艺为:将冲切成型的第一隔膜231、正极片21、第二隔膜232以及负极片22连续折叠成圆柱形的电芯20,且电芯20外通过耐高温绝缘胶带包裹固定,放入壳体10内;通过超声波或者激光在电芯20的两端分别焊接正极汇流片70和负极汇流片80;再将正极汇流片70和负极汇流片80分别与正极极柱31、负极极柱41焊接,焊接方式为超声波或者激光;通过激光焊接正极盖板30与壳体10进行封口;放入真空高温下烘烤以烤出电芯20中的水分;通过负极盖板40一端向壳体10内注入一定量电解液;注液后在干燥环境中开口化成后,将负极汇流片80折弯、压平负极盖板40,对负极盖板40与壳体10进行激光焊接封口。

本实用新型提供的圆柱形锂离子电池100,结合圆柱形的壳体10散热比表面积大和叠片工艺中极片与隔膜接触良好的优点,结构简单,有利于高倍率、高容量电池的自动化装配生产,有效保证电池的安全问题。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述,因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改,故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下,本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

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