一种圆柱电芯组件及圆柱电池的制作方法

1.本实用新型属于二次电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电芯组件及圆柱电池。


背景技术：

2.4680圆柱电芯组件采用一种全极耳折叠的新型工艺，极耳弯曲后与壳体采用激光焊接工艺进行焊接。但是由于电池所用的箔材厚度较薄，质地偏软，从极片剪出的极耳没有支撑，容易向下弯曲，与电芯接触，存在短路的风险；且极片剪出的极耳在与集流盘或壳体进行焊接时，焊接温度较高，容易使隔膜受热收缩，造成电池内部正极与负极接触，电池短路，引发风险。且全极耳在与集流盘或壳体焊接时，对焊接技术的要求较高，焊接工序和焊接数量较多，容易焊接到电芯内部或者虚焊，电芯成品率较低。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种圆柱电芯组件，能够为正极极耳和负极极耳提供支撑，利于焊接，且提供隔离作用，避免焊接时，温度过高导致电芯主体隔膜受热收缩导致短路。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种圆柱电芯组件，包括
6.壳体，至少一端开口；
7.裸电芯，装设于壳体，包括第一端和第二端，所述第一端伸出设置有若干正极极耳，所述第二端伸出设置有若干负极极耳；
8.极耳支撑片，包括正极支撑片和负极支撑片，所述正极支撑片抵接于第一端且所述若干正极极耳穿伸出所述正极支撑片，所述负极支撑片抵接于第二端且所述若干负极极耳穿伸出所述负极支撑片；
9.盖板，用于盖合所述开口。
10.优选地，所述正极极耳超出所述正极支撑片2～5mm，所述负极极耳超出所述负极支撑片2～5mm。
11.优选地，所述正极极耳的末端贴合正极支撑片远离裸电芯的一侧，所述负极极耳的末端贴合至负极支撑片远离裸电芯的一侧。
12.优选地，所述正极极耳之间的距离为2～5mm，所述正极支撑片的宽度为2～5mm，所述负极极耳之间的距离为2～5mm，所述负极支撑片的宽度为2～5mm。
13.优选地，所述正极支撑片的厚度为0.2～1mm，所述负极支撑片的厚度为0.2～1mm。
14.优选地，所述正极支撑片和所述负极支撑片的材质为金属或塑料。
15.优选地，所述正极支撑片和所述负极支撑片的材质为金属，所述正极支撑片靠近第一端的一侧设置有绝缘层，所述负极支撑片靠近第二端的一侧设置有绝缘层。
16.优选地，所述正极支撑片和所述负极支撑片为螺纹长片状。
17.优选地，所述正极支撑片由多个不同直径的同心圆组成，所述负极支撑片由多个
不同直径的同心圆组成。
18.本实用新型的另一目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种圆柱电池，具有良好的安全性能和牢固紧凑的结构。
19.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
20.一种圆柱电池，包括上述的圆柱电芯组件。
21.相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种圆柱电芯组件，在裸电芯两端增设正极支撑片和负极支撑片，能够为正极极耳和负极极耳提供支撑，避免裁剪出来的极耳向下弯曲与电芯接触而导致短路的风险；而且正极支撑片和负极支撑片能够起到隔热作用，避免焊接温度较高导致隔膜受热收缩导致短路的情况；而且所述正极极耳伸出所述正极支撑片，所述负极极耳伸出所述负极支撑片，既为正负极极耳提供支撑力，也利于焊接，避免漏焊虚焊等情况。
附图说明
22.图1是本实用新型的圆柱电芯组件结构示意图。
23.图2是本实用新型的圆柱电芯组件的俯视图之一。
24.图3是本实用新型的圆柱电芯组件的俯视图之二。
25.其中：1、正极片；2、隔膜；3、负极片；4、正极极耳；5、负极极耳；6、正极支撑片；7、负极支撑片。
具体实施方式
26.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
30.一种圆柱电芯组件，包括
31.壳体，为圆柱壳，所述圆柱壳的一端设置有壳底，所述圆柱壳的另一端设置有一开口；
32.裸电芯，装设于壳体，包括第一端和第二端，所述第一端伸出设置有若干正极极耳4，所述第二端伸出设置有若干负极极耳5；
33.极耳支撑片，包括正极支撑片6和负极支撑片7，所述正极支撑片6抵接于第一端且所述若干正极极耳4穿伸出所述正极支撑片6，所述负极支撑片7抵接于第二端且所述若干负极极耳5穿伸出所述负极支撑片7；
34.盖板，用于盖合所述开口。
35.如图1所示，本实用新型提供一种圆柱电芯组件，在裸电芯两端增设正极支撑片6和负极支撑片7，能够为正极极耳4和负极极耳5提供支撑，避免裁剪出来的极耳向下弯曲与电芯接触而导致短路的风险；而且正极支撑片6和负极支撑片7能够起到隔热作用，避免焊接温度较高导致隔膜2受热收缩导致短路的情况；而且所述正极极耳4伸出所述正极支撑片6，所述负极极耳5伸出所述负极支撑片7，既为正负极极耳5提供支撑力，也利于焊接，避免漏焊虚焊等情况。
36.具体使用时，将正极支撑片6套设置于正极极耳4并使正极支撑片6的一侧面与第一端抵接，正极极耳4的一端穿过正极支撑片6并悬空，使用焊接工具对正极极耳4进行焊接，正极极耳4与集流体或壳体经过焊接，牢固结合，由于正极支撑片6的隔热和支撑作用，正极极耳4没有弯曲倒插入电芯，而且焊接时正极支撑片6分隔裸电芯和正极极耳4，避免温度过高导致电芯短路；同样，将负极支撑片7套设于负极极耳5并使负极支撑片7的一侧面与第二端抵接，负极极耳5的一端穿过负极支撑片7并悬空，使用焊接工具对负极极耳5进行焊接，负极极耳5与集流体或壳体经过焊接牢固，由于负极支撑片7的隔热和支撑作用，负极极耳5没有弯曲倒插入电芯，而且焊接时负极支撑片7分隔裸电芯和负极极耳5，避免温度过高导致电芯短路。经过焊接，正负极集流体、正负极支撑片7以及裸电芯形成一个初产品，将初产品放置于壳体，由于重力的作用下，正极极耳4和负极极耳5折叠，正极极耳4伸出于所述正极支撑片6的一端弯曲并贴合至正极支撑片6远离裸电芯的一侧面，负极极耳5伸出于所述负极支撑片7的一端弯曲并贴合至负极支撑片7远离裸电芯的一侧面，盖板将壳体的开口盖合，从而制得一个结构牢固紧凑的圆芯电池组件。所述壳体的材质为不锈钢、铝塑膜中的任意一种，优选地，壳体的材质为铝塑膜。
37.本实施例的正极极耳4超出所述正极支撑片6的2～5mm，所述负极极耳5超出所述负极支撑片7的2～5mm。正极极耳4和负极极耳5的长度不应太长，太长容易导致多次折叠，太长则难以进行焊接。优选地，正极极耳4超出所述正极支撑片6的2mm、3mm、4mm或5mm，所述负极极耳5超出所述负极支撑片7的2mm、3mm、4mm或5mm。
38.本实施例的正极极耳4的末端贴合正极支撑片6远离裸电芯的一侧，所述负极极耳5的末端贴合至负极支撑片7远离裸电芯的一侧。正极极耳4的末端贴合于正极支撑片6能够节省电池的空间，负极极耳5的末端贴合至负极支撑片7能够节省电池的空间，使电池具有更高的能量密度。
39.本实施例的正极极耳4之间的距离为2～5mm，所述正极支撑片6的宽度为2～5mm，负极极耳5之间的距离为2～5mm，所述负极支撑片7的宽度为2～5mm。正极片1、隔膜2和负极片3经过卷绕得到裸电芯，相邻一圈的正极极耳4之间的距离为2～5mm，两圈正极极耳4之间设置有正极支撑片6，使正极支撑片6刚好装设于两圈正极极耳4之间。在裸电芯的另一端，相邻一圈的负极极极耳之间的距离为2～5mm，两圈负极极耳5之间设置有负极支撑片7，使
负极支撑片7刚好装设于两圈负极极耳5之间。
40.本实施例的所述正极支撑片6的厚度为0.2～1mm，所述负极支撑片6的厚度为0.2～1mm。设置一定的正极支撑片6和负极支撑片7的厚度，使正极支撑片6和负极支撑片7具有一定的支撑力。
41.本实施例的正极支撑片6和所述负极支撑片7的材质为金属或塑料。当正极支撑片6和负极支撑片7的材质为金属时，所述正极支撑片6靠近第一端的一侧设置有绝缘层，所述负极支撑片7靠近第二端的一侧设置有绝缘层。绝缘层起到绝缘作用，防止正极支撑片6和负极支撑片7与裸电芯中的极片接触短路。优选地，正极支撑片6和所述负极支撑片7的材质为铝、铜、镍中的任意一种。当正极支撑片6和负极支撑片7的材质为塑料时，能够起到绝缘作用。正极支撑片6和负极支撑片7的材质可以为铝、铜、镍等金属，也也可以为聚乙烯pe、聚丙烯pp、聚四氟乙烯ptfe、聚酰亚胺pi等耐高温塑料。当正极支撑片6和负极支撑片7的材质为铝、铜、镍等金属时，正极支撑片6和负极支撑片7靠近电芯主体的一侧需要涂覆绝缘胶或pvdf和氧化铝或者勃姆石涂层，起到绝缘的作用，防止正极支撑片6和负极支撑片7与极片接触。
42.如图1和图2所示，本实施例的正极支撑片6和所述负极支撑片7为螺纹长片状。裸电芯的正极极耳4经过极耳整形工序形成螺纹状极耳，每圈极耳之间设置螺纹状空间，正极支撑片6设置于两圈正极极耳4之间。同理，裸电芯的负极极耳5经过极耳整形工序，形成螺纹状极耳，每圈极耳之间设置有螺纹状空间，螺纹长片状的负极支撑片7设置于螺纹状空间中，从而起到支撑负极极耳5的作用。所述极耳整形工序可以为揉极耳整形工序、抚平处理工序、拍平处理工序中的一种或多种。正极支撑片6和负极支撑片7蚊香螺纹状，正极极耳4和负极极耳5整形时在宽度方向上依次错位，穿插于蚊香螺纹状的正极支撑片6和负极支撑片7中间，电芯卷绕开始时，将正极支撑片6和负极支撑片7与正极极耳4和负极极耳5的起点分别固定，两者开始卷绕，正极极耳4和负极极耳5的卷绕速度为正极支撑片6和负极支撑片7的2-10倍，从而使得正极支撑片6和负极支撑片7可以穿插与电芯之间；当正极支撑片6、负极支撑片7的材质为金属时，可以将正极极耳4和负极极耳5弯折与正极支撑片6和负极支撑片7预焊。
43.如图1和图3所示，本实施例的正极支撑片6由多个同心圆组成，所述负极支撑片7由多个同心圆组成。正极支撑片6和负极支撑片7由不同直径的同心圆组成，正极极耳4和负极极耳5在整形时形成不同直径的同心圆，不同直径的正极支撑片6和负极支撑片7嵌入其中。裸电芯的正极极耳4经过极耳整形工序形成同心圆，两个同心圆之间设置有同心环空间，正极支撑片6设置于两个不同直径的同心圆之间的同心环空间中。同理，裸电芯的负极极耳5经过揉极耳工序形成同心圆，两个同心圆之间设置有同心环空间，负极支撑片7设置于两个不同直径的同心圆之间的同心环空间中。
44.本实施例的一种圆柱电池，包括上述的圆柱电芯组件。具体地，一种圆柱电池包括圆柱电芯组件以及电解液，所述电解液装设于所述壳体内。具体地，将正极支撑片6套设置于正极极耳4并使正极支撑片6的一侧面与第一端抵接，正极极耳4的一端穿过正极支撑片6并悬空，使用焊接工具对正极极耳4进行焊接，正极极耳4与集流体或壳体经过焊接，牢固结合，由于正极支撑片6的隔热和支撑作用，正极极耳4没有弯曲倒插入电芯，而且焊接时正极支撑片6分隔裸电芯和正极极耳4，避免温度过高导致电芯短路；同样，将负极支撑片7套设
于负极极耳5并使负极支撑片7的一侧面与第二端抵接，负极极耳5的一端穿过负极支撑片7并悬空，使用焊接工具对负极极耳5进行焊接，负极极耳5与集流体或壳体经过焊接牢固，由于负极支撑片7的隔热和支撑作用，负极极耳5没有弯曲倒插入电芯，而且焊接时负极支撑片7分隔裸电芯和负极极耳5，避免温度过高导致电芯短路。经过焊接，正负极集流体、正负极支撑片7以及裸电芯形成一个初产品，将初产品放置于壳体，由于重力的作用下，正极极耳4和负极极耳5折叠，正极极耳4伸出于所述正极支撑片6的一端弯曲并贴合至正极支撑片6远离裸电芯的一侧面，负极极耳5伸出于所述负极支撑片7的一端弯曲并贴合至负极支撑片7远离裸电芯的一侧面，注入电解液，盖板将壳体的开口盖合，从而制得一个结构牢固紧凑的圆柱电池。本实用新型的圆柱电池具有良好的安全性能和牢固紧凑的结构。
45.上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。