一種卷繞動(dòng)力鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種卷繞式動(dòng)力電池，尤其是涉及一種能夠有效緩解電芯在充放電過程變形的卷繞動(dòng)力鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子二次電池具有高能量密度、高電壓、低自放電率等優(yōu)點(diǎn)。隨著石油等一次能源的日漸枯竭和環(huán)保要求的日漸提高，日漸成熟的鋰離子電池技術(shù)開始逐漸應(yīng)用于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。鋰離子動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)自行車，電動(dòng)摩托等已有商業(yè)化產(chǎn)品，混合動(dòng)力及純電動(dòng)汽車也有投放市場。
[0003]鋰離子動(dòng)力電池的電芯組裝目前主要有兩種方式即卷繞和疊片。由于鋰離子電池負(fù)極極片在真空烘烤和充放電時(shí)厚度變化非常大(能變厚10%?25%)及電池電芯的極片本身易發(fā)生相對(duì)移動(dòng)等特點(diǎn)，在首次充電，即化成過程中，容易出現(xiàn)電芯變形，導(dǎo)致化成不均勻，出現(xiàn)析電黑斑等現(xiàn)象。即使在正常使用過程中，由于負(fù)極極片充電變厚放電變薄的特性，隨充放電次數(shù)的增加，電芯形變將越來越嚴(yán)重。對(duì)于卷繞電池，電芯在使用過程不可避免地發(fā)生極片在長度方向上的蠕動(dòng)和電芯起拱等問題；而對(duì)于疊片電池，則會(huì)發(fā)生厚度膨脹，極片層間距變化引起極片裝配疏松問題。無論是化成過程還是使用過程，電芯的形變對(duì)電池的電性能、使用壽命和安全性能均造成重大不良影響。
[0004]卷繞工藝具有自動(dòng)化程度高、成本低、生產(chǎn)效率高，極片間隙均勻、電芯性能一致性好，極片曲率半徑大、極片不易掉料等優(yōu)點(diǎn)被大量應(yīng)用于動(dòng)力電池的制作，但由于卷芯是空心的，其在化成過程和使用過程中，更容易發(fā)生電芯變形和增厚現(xiàn)象，使用壽命短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種能夠有效緩解在化成和使用過程中電芯的變形，使用壽命長、使用安全的卷繞動(dòng)力鋰離子電池。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:一種卷繞動(dòng)力鋰離子電池，其包括絕緣外殼、包含正極片、負(fù)極片和隔膜的卷芯、絕緣蓋板、絕緣支撐體和電解液；蓋板外側(cè)固定有正極柱和負(fù)極柱，蓋板內(nèi)側(cè)固定有與正極柱焊接在一起的鋁連接片和與負(fù)極柱焊接在一起的銅連接片，蓋板內(nèi)側(cè)有與支撐體進(jìn)行裝配的固定柱A和B，固定柱A和B與正、負(fù)極柱絕緣；支撐體上端開有與蓋板上的各固定柱A、固定柱B和銅連接片相匹配的定位槽、鋁連接片的定位孔，另一端開有卷繞操作定位孔，左右中間位置有隔膜壓針位缺口 ；支撐體緊插在蓋板上的固定柱A和固定柱B上，銅連接片位于支撐板上對(duì)應(yīng)的定位槽內(nèi)，與卷芯的負(fù)極極耳焊接在一起；鋁連接片穿出支撐板上對(duì)應(yīng)的定位孔，與卷芯的正極極耳焊接在一起；卷芯卷繞在支撐體外，外殼固定在卷芯的外面，隔膜始端壓接在支撐體的隔膜壓針位缺口處。
[0007]上述所述的絕緣支撐體是由陶瓷或PP/PET工程塑料制成的支撐體。
[0008]上述所述的支撐體橫截面為橢圓形或兩個(gè)短邊為半圓弧形的似長方形或六邊形。
[0009]本實(shí)用新型還包括電流中斷機(jī)構(gòu)，電流中斷機(jī)構(gòu)設(shè)置在支撐體內(nèi)的鋁連接片上。電流中斷機(jī)構(gòu)，當(dāng)電池充電或放電電流過大時(shí)，會(huì)自動(dòng)熔斷，起到保護(hù)電池的作用。
[0010]當(dāng)包含正極片、負(fù)極片和隔膜的卷繞材料卷繞為卷芯時(shí)，組裝在一起的蓋板和支撐體作為卷繞的卷針使用，簡化了電池制作流程中的工序，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率。由于支撐件在卷芯制作過程及電池的使用過程中，均位于卷芯中部，使得原來使卷芯發(fā)生形變的應(yīng)力主要作用在支撐部件上而不是卷芯極片上，有效解決了極片在應(yīng)力作用下發(fā)生蠕動(dòng)導(dǎo)致卷芯變形的問題。正極極片與蓋板正極柱之間設(shè)有電流中斷機(jī)構(gòu)，該裝置位于支撐部件體內(nèi)，當(dāng)電流過大，發(fā)生熔斷時(shí)，熔斷過程和熔斷產(chǎn)物均在支撐體內(nèi)部而不與卷芯和正、負(fù)極片接觸，提高了使用安全性。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型去除外殼后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型中蓋板和支撐體裝配在一起時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型中蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖5為本實(shí)用新型中支撐體的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖6為本實(shí)用新型中支撐體的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0018]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本實(shí)施例包括絕緣外殼4、包含正極片、負(fù)極片和隔膜的卷芯3、絕緣蓋板1、絕緣支撐體2和電解液。蓋板I外側(cè)固定有正極柱5和負(fù)極柱6，蓋板內(nèi)側(cè)固定有與正極柱5焊接在一起的鋁連接片1-1和與負(fù)極柱6焊接在一起的銅連接片1-4，蓋板內(nèi)側(cè)有與支撐體2進(jìn)行裝配的固定柱A 1-3和固定柱B 1-5。固定柱A 1-3和固定柱B 1-5與正、負(fù)極柱5和6絕緣。支撐體2通過其上的與固定柱A 1-3和固定柱B 1-5相匹配的定位槽2-3和2-5與蓋板I內(nèi)側(cè)的固定柱A 1_3和固定柱B 1-5緊插組裝在一起。鋁連接片1-1穿出支撐板2上對(duì)應(yīng)的定位孔2-1，在支撐體2下部露出，并與卷芯3的正極極耳焊接在一起。銅連接片1-4位于支撐板2上對(duì)應(yīng)的定位槽2-4內(nèi)，并與卷芯的負(fù)極極耳焊接在一起。支撐體2下部開有卷繞操作定位孔2-6，用于卷繞時(shí)與卷繞機(jī)構(gòu)定位；左右中間位置有隔膜壓針位缺口 2-2，包含正極片、負(fù)極片和隔膜的卷芯3卷繞在支撐體2外，卷繞時(shí)隔膜起始端壓接在支撐體的隔膜壓針位缺口 2-2處。優(yōu)選地，在支撐體2內(nèi)的鋁連接片1-1上設(shè)置有電流中斷機(jī)構(gòu)1-2。優(yōu)選地，所述的絕緣支撐體2是由陶瓷或PP/PET工程塑料制成的支撐體。優(yōu)選地，所述的絕緣支撐體2橫截面為橢圓形或兩個(gè)短邊為半圓弧形的似長方形或六邊形。
[0019]需要說明的是，根據(jù)上述說明書的揭示和闡述，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本實(shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型的一些等同修改和變更也應(yīng)當(dāng)在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0020]下面為一具體的實(shí)施例:
[0021]電池型號(hào)47-174-112，使用寬度93mm的隔膜，寬度91mm的負(fù)極片，寬度89mm的正極片，直接使用本實(shí)用新型的組裝結(jié)構(gòu)，蓋板上的支撐體作為卷針使用，進(jìn)行卷繞，卷芯體高度94±lmm。卷芯負(fù)極耳與銅連接片采用激光焊接，卷芯負(fù)極耳與鋁連接片采用超聲焊，超聲焊后拍平正極焊接片使之與支撐體側(cè)面基本平行，放入烘箱內(nèi)烘烤除水，在相對(duì)溫度2%以下的干燥間內(nèi)與殼體組裝，焊接封口，注液，化成，排氣，封注液口。支撐體從卷繞開始到電池制作完成和使用過程中，均在電池內(nèi)部，作為應(yīng)力主要承受對(duì)象，阻止卷芯的進(jìn)一步變形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種卷繞動(dòng)力鋰離子電池，其包括絕緣外殼、包含正極片、負(fù)極片和隔膜的卷芯、絕緣蓋板、絕緣支撐體和電解液；其特征在于:其還包括絕緣支撐體；蓋板外側(cè)固定有正極柱和負(fù)極柱，蓋板內(nèi)側(cè)固定有與正極柱焊接在一起的鋁連接片和與負(fù)極柱焊接在一起的銅連接片，蓋板內(nèi)側(cè)有與支撐體進(jìn)行裝配的固定柱A和B，固定柱A和B與正、負(fù)極柱絕緣；支撐體上端開有與蓋板上的各固定柱A、固定柱B和銅連接片相匹配的定位槽、鋁連接片的定位孔，另一端開有卷繞操作定位孔，左右中間位置有隔膜壓針位缺口 ；支撐體緊插在蓋板上的固定柱A和固定柱B上，銅連接片位于支撐板上對(duì)應(yīng)的定位槽內(nèi)，與卷芯的負(fù)極極耳焊接在一起；鋁連接片穿出支撐板上對(duì)應(yīng)的定位孔，與卷芯的正極極耳焊接在一起；卷芯卷繞在支撐體外，外殼固定在卷芯的外面，隔膜始端壓接在支撐體的隔膜壓針位缺口處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞動(dòng)力鋰離子電池，其特征在于:所述的絕緣支撐體是由陶瓷或PP/PET工程塑料制成的支撐體。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的卷繞動(dòng)力鋰離子電池，其特征在于:其還包括電流中斷機(jī)構(gòu)，電流中斷機(jī)構(gòu)設(shè)置在支撐體內(nèi)的鋁連接片上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的卷繞動(dòng)力鋰離子電池，其特征在于:所述的支撐體橫截面為橢圓形或兩個(gè)短邊為半圓弧形的似長方形或六邊形。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的卷繞動(dòng)力鋰離子電池，其特征在于:所述的支撐體橫截面為橢圓形或兩個(gè)短邊為半圓弧形的似長方形或六邊形。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種卷繞動(dòng)力鋰離子電池，蓋板外側(cè)固定有正極柱和負(fù)極柱，蓋板內(nèi)側(cè)固定有與正極柱焊接在一起的鋁連接片和與負(fù)極柱焊接在一起的銅連接片，蓋板內(nèi)側(cè)有與支撐體進(jìn)行裝配的固定柱A和B，固定柱A和B與正、負(fù)極柱絕緣；支撐體緊插在蓋板上的固定柱A和固定柱B上，銅連接片位于支撐板上對(duì)應(yīng)的定位槽內(nèi)，與卷芯的負(fù)極極耳焊接在一起；鋁連接片穿出支撐板上對(duì)應(yīng)的定位孔，與卷芯的正極極耳焊接在一起；卷芯卷繞在支撐體外，外殼固定在卷芯的外面，隔膜始端壓接在支撐體的隔膜壓針位缺口處。本實(shí)用新型能夠有效緩解在化成和使用過程中電芯的變形，使用壽命長、使用安全。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M2/32, H01M10/42, H01M10/058
【公開號(hào)】CN204905358
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520456632
【發(fā)明人】國海鵬, 馬新寨, 劉雙合, 田麗
【申請(qǐng)人】保定風(fēng)帆新能源有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月30日