电极片的加工方法以及电芯的加工方法与流程

电极片的加工方法以及电芯的加工方法
1.本技术要求申请号为：202111015620.9，申请日为：2021年08月31日，名称为《电池极片、电池模组以及电极片的加工方法》的发明专利的优先权。
技术领域
2.本发明涉及电池领域，具体而言，涉及一种电极片的加工方法以及电芯的加工方法。


背景技术：

3.传统圆柱形电芯通过在卷针上卷绕后引出极耳，极耳与连接端子连接后与电芯外壳的端板连接，将电流导出。目前的极耳主要包括两种结构，一种是全极耳，一种是半极耳。半极耳的内阻较大，过流能力低，传热效果差，会导致电芯的使用寿命低。而全极耳在绕卷后需要与连接端子连接，但全极耳在绕卷后与连接端子连接时经常会出现外层的极耳接触不到连接端子的情况，导致外层的极耳与连接端子连接困难，影响全极耳的过流能力。目前还缺少一种制作易于与连接端子连接的极耳的加工方法。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种电极片的加工方法以及电芯的加工方法，以解决相关技术中的极耳与连接端子连接困难的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电极片的加工方法，电极片包括第一极片，第一极片由第一电极片基料加工而成，第一电极片基料包括沿其宽度方向依次设置的第一涂布区、第一空白区以及第二涂布区，电极片的加工方法包括：步骤s10：对第一电极片基料的第一空白区进行裁切并形成多个第一裁切线和多个第二裁切线，每个第一裁切线和每个第二裁切线均为倾斜线，相对应的第一裁切线和第二裁切线之间具有间隔；步骤s12：以每个第一裁切线的第一端和第二端为分割点沿第一电极片基料的宽度方向将第一电极片基料分割成多个第一极片，以第二裁切线的第一端和第二端为分割点沿第一电极片基料的宽度方向将第一电极片基料分割成多个第一极片，第一极片的空白区形成第一极耳。
6.进一步地，在步骤s11中，多个第一裁切线和多个第二裁切线通过以下方法得到：通过第一裁切装置和第二裁切装置沿第一电极片基料的长度方向对第一电极片基料进行多次切割，每次切割的长度为第一极片所需的长度，以得到多个第一裁切线和多个第二裁切线。
7.进一步地，电极片还包括第二极片，第二极片由第二电极片基料加工而成，第二电极片基料包括沿其宽度方向依次设置的第三涂布区、第二空白区以及第四涂布区，电极片的加工方法包括：步骤s20：对第二电极片基料的第二空白区进行裁切并形成多个第三裁切线和多个第四裁切线，每个的第三裁切线和第四裁切线均为倾斜线，第三裁切线和第四裁切线之间具有间隔；步骤s22：以每个第三裁切线的第一端和第二端为分割点沿第二电极片
基料的宽度方向将第二电极片基料分割成多个第二极片，以第三裁切线的第一端和第二端为分割点沿第二电极片基料的宽度方向将第二电极片基料分割成多个第二极片，第二极片的空白区形成第二极耳。
8.进一步地，在步骤s21中，多个第三裁切线和多个第四裁切线通过以下方法得到：通过第三裁切装置和第四裁切装置沿第二电极片基料的长度方向对第二电极片基料进行多次切割，每次切割的长度为第二极片所需的长度，以得到多个第三裁切线和多个第四裁切线。
9.进一步地，第一裁切线为圆弧线，第一裁切线在第一裁切刀的移动方向上斜率逐渐减小或增大；第二裁切线为圆弧线，第二裁切线在第二裁切刀的移动方向上斜率逐渐减小或增大。
10.进一步地，第三裁切线为圆弧线，第三裁切线在第一裁切刀的移动方向上斜率逐渐减小或增大；第四裁切线为圆弧线，第四裁切线在第二裁切刀的移动方向上斜率逐渐减小或增大。
11.根据本发明的另一个方面，本技术提供了一种电芯的加工方法，包括：步骤s30：加工第一极片和第二极片，其中，第一极片采用上述的加工方法加工；步骤s40：在绝缘管的上端安装第一连接端子，第一连接端子套设在绝缘管上，绝缘管与第一连接端子密封连接，在绝缘管的下端安装第二连接端子，第二连接端子套设在绝缘管上，绝缘管与第二连接端子密封连接；步骤s50：将第一极片和第二极片层叠设置，并在相邻的第一极片和第二极片之间设置隔膜，将第一极片、隔膜以及第二极片卷绕在绝缘管的周向外侧，在卷绕的过程中在第一极片的空白区切割多个第一纵向切口，以使第一极耳分隔成多个第一极耳片，在第二极片的空白区切割多个第二纵向切口，以使第二极耳分隔成多个第二极耳片。
12.进一步地，第二极片的加工方法与第一极片的加工方法相同。
13.进一步地，在步骤s50中，多个第一纵向切口的间隔在第一极片的绕卷方向上逐渐增加；多个第二纵向切口的间隔在第二极片的绕卷方向上逐渐增加。
14.进一步地，多个第一纵向切口的底部到第一涂布区的距离相同；多个第二纵向切口的底部到第三涂布区的距离相同。
15.进一步地，在步骤s50之后，电芯的加工方法还包括：步骤s60：将第一极耳片推至第一连接端子上，并将每个第一极耳片的上端部焊接在第一连接端子上；将第二极耳片推顶至第二连接端子上，并将每个第二极耳片的下端部焊接在第二连接端子上以形成卷芯。
16.进一步地，在步骤s60中，每个第一极耳片的上端部均焊接于第一连接端子的侧壁上，或者焊接在位于内层的第一极耳片上；每个第二极耳片的下端部均焊接于第二连接端子的侧壁上，或者焊接在位于内层的第二极耳片上。
17.进一步地，在步骤s60之后，电芯的加工方法还包括：步骤s70：外壳包括套筒、第一端板以及第二端板，在卷芯外套设套筒，在套筒的上端部安装第一端板，第一端板上设置有第一安装孔，将第一连接端子穿设在第一安装孔内，第一连接端子与第一端板导电密封连接，第一端板的周向边沿与套筒的上边沿密封连接；在套筒的下端部安装第二端板，第二端板上设置有第二安装孔，将第二连接端子穿设在第二安装孔内，并将第二连接端子与第二端板导电密封连接，第二端板的周向边沿与套筒的下边沿密封连接。
18.进一步地，第一端板上还设置有第二通孔，第二端板上设置有第三通孔，在步骤
s70之后，电芯的加工方法还包括：步骤s80：在电芯内注电解液：将电芯的第三通孔浸入电解液内，将负压装置与第二通孔连通，开启负压设备，利用真空负压将电解液充满整个电芯内部。
19.进一步地，在步骤s80之后，电芯的加工方法还包括：步骤s90：密封第三通孔，使电芯进行化成排气，化成排气完成后密封第二通孔。
20.应用本发明的技术方案，上述方法能够将第一电极片基料裁切成多个第一极片，将第二极片基料裁切成多个第二极片。通过上述的裁切方式裁切出的第一极片具有在其长度方向相对的第一端和第二端，第一极耳的宽度在从第一端至第二端的方向上逐渐增加。当第一极片卷绕后，第一极耳从内层至外层的高度逐渐增加，此时可将第一极耳朝向连接端子的侧壁弯折，位于内层的第一极耳距离第一连接端子的距离较近，高度也较低，位于外层的第一极耳距离第一连接端子的距离较远，高度较高，更便于固定连接在第一连接端子上。
附图说明
21.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
22.图1示出了根据本发明的第一电极片基料的实施例的结构示意图；
23.图2示出了图1的第一电极片基料经过步骤s11裁切后的结构示意图；
24.图3示出了根据本发明的第二电极片基料的实施例的结构示意图；
25.图4示出了图3的第二电极片基料经过步骤s21裁切后的结构示意图；
26.图5示出了根据本发明的第一极片的实施例的结构示意图；
27.图6示出了根据本发明的第二极片的实施例的结构示意图；
28.图7示出了根据本发明的电芯的实施例的结构示意图；以及
29.图8示出了根据本发明的电极片的加工方法的流程图。
30.其中，上述附图包括以下附图标记：
31.1、第一裁切线；2、第二裁切线；3、第一纵向切口；4、第二纵向切口；5、第三裁切线；6、第四裁切线；10、第一电极片基料；11、第一涂布区；12、第一空白区；13、第二涂布区；20、第二电极片基料；21、第三涂布区；22、第二空白区；23、第四涂布区；40、隔膜；50、第一连接端子；60、第二连接端子；70、套筒；80、第一端板；81、第二通孔；90、第二端板；91、第三通孔；110、卷芯；130、绝缘管；170、第一极片；171、第一极耳；1711、第一极耳片；180、第二极片；181、第二极耳；1811、第二极耳片。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
34.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
35.如图1、图2、图5、图7和图8所示，本技术提供了一种电极片的加工方法，电极片包括第一极片170，第一极片170由第一电极片基料10加工而成，第一电极片基料10包括沿其宽度方向依次设置的第一涂布区11、第一空白区12以及第二涂布区13，电极片的加工方法包括：步骤s10：对第一电极片基料10的第一空白区12进行裁切并形成多个第一裁切线1和多个第二裁切线2，每个第一裁切线1和每个第二裁切线2均为倾斜线，相对应的第一裁切线1和第二裁切线2之间具有间隔(如图2所示)；步骤s12：以每个第一裁切线1的第一端和第二端为分割点沿第一电极片基料10的宽度方向将第一电极片基料10分割成多个第一极片170(如图2中虚线处所示)，以第二裁切线2的第一端和第二端为分割点沿第一电极片基料10的宽度方向将第一电极片基料10分割成多个第一极片170，第一极片170的空白区形成第一极耳171。
36.应用本实施例的技术方案，上述方法能够将第一电极片基料10裁切成多个第一极片170通过上述的裁切方式裁切出的第一极片170具有在其长度方向相对的第一端和第二端，第一极耳171的宽度在从第一端至第二端的方向上逐渐增加。当第一极片170卷绕后，第一极耳171从内层至外层的高度逐渐增加，此时可将第一极耳171朝向连接端子的侧壁弯折，位于内层的第一极耳171距离第一连接端子的距离较近，高度也较低，位于外层的第一极耳171距离第一连接端子的距离较远，高度较高，更便于固定连接在第一连接端子上，从而能够提升第一极耳171的过电能力，有效地降低了卷芯的内阻。
37.如图2所示，在步骤s11中，多个第一裁切线1和多个第二裁切线2通过以下方法得到：通过第一裁切装置和第二裁切装置沿第一电极片基料10的长度方向对第一电极片基料10进行多次切割，每次切割的长度为第一极片170所需的长度，以得到多个第一裁切线1和多个第二裁切线2。上述裁切方式能够提升第一电极片基料10的裁切效率，从而提升第一极片170的加工效率。
38.需要说明的是，第一裁切装置和第二裁切装置可以为激光裁切刀、切割刀片或者化学裁切试剂的喷头。
39.还需要说明的是，裁切时，可使第一裁切线1和第二裁切线2的长度相同，这样通过图2所示的虚线分割第一极片170，能够提升第一极片170的裁切效率。
40.如图3、图4和图6所示，电极片还包括第二极片180，第二极片180由第二电极片基料20加工而成，第二电极片基料20包括沿其宽度方向依次设置的第三涂布区21、第二空白
区22以及第四涂布区23，电极片的加工方法包括：步骤s20：对第二电极片基料20的第二空白区22进行裁切并形成多个第三裁切线5和多个第四裁切线6，每个的第三裁切线5和第四裁切线6均为倾斜线，第三裁切线5和第四裁切线6之间具有间隔(如图4所示)；步骤s22：以每个第三裁切线5的第一端和第二端为分割点沿第二电极片基料20的宽度方向将第二电极片基料20分割成多个第二极片180(如图4虚线处所示)，以第三裁切线5的第一端和第二端为分割点沿第二电极片基料20的宽度方向将第二电极片基料20分割成多个第二极片180，第二极片180的空白区形成第二极耳181。上述方法能够将第二电极片基料20裁切成多个第二极片180通过上述的裁切方式裁切出的第二极片180具有在其长度方向相对的第一端和第二端，第二极耳181的宽度在从第一端至第二端的方向上逐渐增加。当第二极片180卷绕后，第二极耳181从内层至外层的高度逐渐增加，此时可将第二极耳181朝向连接端子的侧壁弯折，位于内层的第二极耳181距离第二连接端子的距离较近，高度也较低，位于外层的第二极耳181距离第二连接端子的距离较远，高度较高，更便于固定连接在第二连接端子上。
41.还需要说明的是，裁切时，可使第三裁切线5和第四裁切线6的长度相同，这样通过图4所示的虚线分割第二极片180，能够提升第一极片170的裁切效率。
42.需要说明的是，第一极片170为正极片，第一极耳171为正极极耳，第一极耳片1711为正极耳片，第一涂布区11和第二涂布区13涂布正极材料。相应地，第二极片180为负极片，第二极耳181为负极极耳，第二极耳片1811为负极耳片，第三涂布区21和第四涂布区23涂布负极材料。
43.如图4所示，在步骤s21中，多个第三裁切线5和多个第四裁切线6通过以下方法得到：通过第三裁切装置和第四裁切装置沿第二电极片基料40的长度方向对第二电极片基料20进行多次切割，每次切割的长度为第二极片180所需的长度，以得到多个第三裁切线5和多个第四裁切线6。优选地，第一裁切线1为圆弧线，第一裁切线1在第一裁切刀的移动方向上斜率逐渐减小或增大；第二裁切线2为圆弧线，第二裁切线2在第二裁切刀的移动方向上斜率逐渐减小或增大。第三裁切线5为圆弧线，第三裁切线5在第一裁切刀的移动方向上斜率逐渐减小或增大；第四裁切线6为圆弧线，第四裁切线6在第二裁切刀的移动方向上斜率逐渐减小或增大。
44.当然，在图中未示出的其他实施例中，第一裁切线1的形状与第二裁切线2的形状可以是不同的，例如：第一裁切线1为圆弧线，第二裁切线2为倾斜的直线。相应地，第三裁切线5的形状与第四裁切线6的形状可以是不同的，例如：第三裁切线3为圆弧线，第四裁切线6为倾斜的直线。
45.如图7所示，本技术还提供了一种电芯的加工方法，本技术的电芯的加工方法包括：步骤s30：加工第一极片170和第二极片180，其中，第一极片170采用上述的电极片加工方法加工；步骤s40：在绝缘管130的上端安装第一连接端子50，第一连接端子50套设在绝缘管130上，绝缘管130与第一连接端子50密封连接，在绝缘管130的下端安装第二连接端子60，第二连接端子60套设在绝缘管130上，绝缘管130与第二连接端子60密封连接；步骤s50：将第一极片170和第二极片180层叠设置，并在相邻的第一极片170和第二极片180之间设置隔膜40，将第一极片170、隔膜40以及第二极片180卷绕在绝缘管130的周向外侧，在卷绕的过程中在第一极片170的空白区切割多个第一纵向切口3，以使第一极耳171分隔成多个第
一极耳片1711，在第二极片180的空白区切割多个第二纵向切口4，以使第二极耳181分隔成多个第二极耳片1811。
46.优选地，第一极片170和第二极片180均采用上述的加工方法加工。
47.上述方法中，将裁切好的第一极片170、第二极片180以及隔膜40卷绕在绝缘管130上，形成卷芯。上述的卷芯具有从内层至外层高度逐渐增加的正极耳片和负极耳片。位于内层的正极耳片距离第一连接端子50较近，因此设置成较短的高度即可触碰到第一连接端子50，便于与第一连接端子50固定连接。位于外层的正极耳片距离第一连接端子50较远，因此需要设置成更高的高度才可触碰到第一连接端子50，便于与第一连接端子50固定连接。相应地，负极耳片与第二连接端子60的连接方式与正极耳片和第一连接端子50的连接方式相同。另外，如果第一极耳171上不设置纵向切口，当正极耳向第一连接端子或内层正极耳聚拢时，正极耳会出现鼓包的状况，降低了正极耳与第一连接端子的接触面积，进而降低了正极耳的过流能力。因此设置纵向切口可以使正极耳形成多个正极耳片，多个正极耳片可以有部分交叠第连接在第一连接端子上或连接在内层的正极耳片上，避免正极耳片聚拢时出现鼓包的状况。相应地，在负极耳上设置多个纵向切口也能够起到相同的作用。
48.需要说明的是，第一纵向切口3和第二纵向切口4可以是裁切线，也可以是切割工具形成的裁切缺口。
49.还需要说明的是，绝缘管130内能够流通冷却介质，从而便于对电芯进行降温。
50.具体地，在步骤s50中，多个第一纵向切口3的间隔在第一极片170的绕卷方向上逐渐增加；多个第二纵向切口4的间隔在第二极片180的绕卷方向上逐渐增加。上述步骤中，由于第一极片170在绕卷的过程中的绕卷路线为螺线，既第一极片170的绕卷半径逐渐增加，因此相邻的两个纵向切口之间的间距在第一极片170的卷绕方向上逐渐增加，使得每层正极耳都能被分成多个正极耳片，进而进一步避免了正极耳片向第一连接端子或内层正极耳片聚拢时出现鼓包的状况。相应地，多个第二纵向切口的间隔在第二极片180的绕卷方向上逐渐增加，也能够起到避免了负极耳片向第二连接端子或内层负极耳片聚拢时出现鼓包的状况。
51.需要说明的是，多个第一纵向切口3的底部到第一涂布区11的距离相同；多个第二纵向切口4的底部到第三涂布区21的距离相同。
52.如图7所示，在本实施例中，在步骤s50之后，电芯的加工方法还包括：步骤s60：将第一极耳片1711推至第一连接端子50上，并将每个第一极耳片1711的上端部焊接在第一连接端子50上；将第二极耳片1811推顶至第二连接端子60上，并将每个第二极耳片1811的下端部焊接在第二连接端子60上以形成卷芯110。上述步骤能够使得多个第一极耳片1711平整地焊接在第一连接端子50上，避免了正极耳片焊接在第一连接端子50上时出现鼓包的状况。相应地，上述步骤也能够使第二极耳片1811平整地焊接在第二连接端子60上。
53.具体地，在本实施例中，在步骤s60中，每个第一极耳片1711的上端部均焊接于第一连接端子50的侧壁上，或者焊接在位于内层的第一极耳片1711上；每个第二极耳片1811的下端部均焊接于第二连接端子60的侧壁上，或者焊接在位于内层的第二极耳片1811上。
54.如图7所示，在本实施例中，在步骤s60之后，电芯的加工方法还包括：步骤s70：外壳100包括套筒70、第一端板80以及第二端板90，在卷芯110外套设套筒70，在套筒70的上端部安装第一端板80，第一端板80上设置有第一安装孔，将第一连接端子50穿设在第一安装
孔内，第一连接端子50与第一端板80导电密封连接，第一端板80的周向边沿与套筒70的上边沿密封连接；在套筒70的下端部安装第二端板90，第二端板90上设置有第二安装孔，将第二连接端子60穿设在第二安装孔内，并将第二连接端子60与第二端板90导电密封连接，第二端板90的周向边沿与套筒70的下边沿密封连接。上述步骤能够实现第二连接端子60与第二端板90之间的导电密封。
55.如图7所示，在本实施例中，第一端板80上还设置有第一通孔81，第二端板90上设置有第二通孔91，在步骤s70之后，电芯的加工方法还包括：步骤s80：在电芯内注电解液：将电芯的第二通孔91浸入电解液内，将负压装置与第一通孔81连通，开启负压设备，利用真空负压将电解液充满整个电芯内部。上述步骤便于向电芯内充入电解液。
56.在本实施例中，在步骤s80之后，电芯的加工方法还包括：步骤s90：密封第一通孔81，使电芯进行成化排气，化成排气完成后密封第一通孔81。上述结构为电芯组装的最后步骤，化成排气后密封第一通孔81，从而避免电芯内部的电解液泄漏。
57.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
58.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
59.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
60.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。