CN102244209A - 一种方形锂离子动力电池 - Google Patents

Abstract

一种方形锂离子动力电池，其特征在于：所述卷芯的极耳位于卷芯的最外层，沿卷芯的弧形侧表面伸出且极耳伸出方向垂直于弧形侧表面。正极耳穿过隔圈焊接在盖板上，负极耳穿过隔圈焊接在盖板连接片上。正/负极耳和连接片折叠于隔圈槽内后，将隔圈扣紧于盖板绝缘胶垫上。本发明还提供了对应的负极耳焊接方法。本发明的优点是：采用外形宽矮、厚度薄壳体，电池散热性好，金属外壳易加工成型。将极耳设置在卷芯的最外层，可避免电池跌落或受到撞击时极耳及其连接片进入卷芯内部造成短路的问题。将负极耳夹住焊接有效的抑制了铜箔质负极耳焊接时被击碎和受外力拉扯时易断裂的弊端；采用隔圈与盖板绝缘胶垫咬合结构，可以有效防止隔圈定位不良。

Description

一种方形锂离子动力电池

技术领域

本发明涉及一种锂离子动力电池，尤其涉及一种外形宽矮、厚度薄的方形锂离子动力电池。

背景技术

目前方形锂离子动力电池的外形都是窄而高，电池的正极极耳和负极极耳有两大类：第一类是使用硬质极耳，第二类是使用箔材作为极耳。以上两种极耳的位置均置于极片的长侧边上。卷成电芯后，极耳均从卷芯中间引出，极耳伸出方向均平行于卷芯的弧形侧边；焊接负极耳时，是直接用焊接设备将极耳焊接在盖板上，或者将极耳直接焊接于盖板上的连接片上，均未对负极耳没有进行包夹；隔圈也未进行固定。

以上方法生产的动力电池存在以下问题：1、生产方形锂离子动力电池时，如果采用外形窄而高的方形外壳，因金属外壳加工工艺限制，电池外壳只能做到有限的高度，从而使得电池外壳的体积有限，不能满足实际生产高容量的动力电池的要求。此外外形窄而高的方形电池厚度较大，电池不能很好的散热。2、将极耳位设置于极片的长侧边上，卷成电芯后，极耳是从卷芯中间引出，当电池跌落或受到外部撞击时，极耳及其连接片很容易进入卷芯内部，造成电池短路。3、使用硬质极耳容易造成卷芯厚度不均匀，在填装卷芯组时厚度偏大位置会被累积放大，造成电池厚度不均匀。此外硬质极耳压伤卷芯的概率也较大，存在安全隐患。4、负极耳焊接时没有进行包夹，易造成极耳破损、焊接面脱落，从而导致电池性能下降并引发安全隐患。5、隔圈未进行固定，当隔圈受到外力冲击或电芯的挤压时，容易变形或移位，导致隔圈定位不良，盖板焊接时易炸火，并影响电池的安全性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方形锂离子动力电池，填补大型方形锂离子动力电池低矮型号的空白，并且提出一种新的极耳布置降低电池制作过程的难度。配套适应需求的盖板和对应的负极耳焊接方法以解决箔材质极耳在焊接时的破损、焊接面脱落问题。

本发明的技术问题是通过以下技术方案实现的。

一种方形锂离子动力电池，它包括金属外壳、盖板、隔圈、由卷芯组成的电池卷芯组和灌装在壳内的电解液，卷芯包括正极极片、正极极耳、隔膜、负极极片、负极极耳，卷芯采用横卧式填装方法，其特征在于：卷芯的极耳位于卷芯的最外层，沿卷芯的弧形侧表面伸出且极耳伸出方向垂直于弧形侧表面，所述正极耳穿过隔圈焊接在盖板上，负极耳穿过隔圈焊接在盖板连接片上，正/负极耳和连接片折叠于隔圈槽内后，将隔圈扣紧于盖板绝缘胶垫上。

所述池卷芯组的卷芯单体个数为一个或多个。

所述金属外壳外形宽矮、厚度薄，壳体长度大于壳体高度；

所述正极极耳位于正极极片的尾部，并且是在正极片集流体箔材上冲切得到的；所述负极极耳位于负极极片的尾部，并且是在负极片集流体箔材上冲切得到的。

所述负极连接片是由“L”形金属导体组成，其长度不大于盖板长度，宽度不大于盖板内台宽度，材质可以是铜、不锈钢、镍中的一种或几种；

所述盖板绝缘胶垫中部有一小凸台，隔圈中部设置一凹形卡槽，将盖板绝缘胶垫中部小凸台压入隔圈中部凹形卡槽内，将两者扣合。

焊接负极时，将负极耳放置于连接片上，把连接片弯折后将负极耳包夹在连接片中间，将连接片与负极耳焊接在一起。

所述极耳与连接片的焊接方式可采用超声焊、电阻焊、铆接或螺丝固定中的一种或几种。

本发明的技术效果是：采用外形宽矮、厚度薄壳体，电池散热性好，且金属外壳易加工成型，可满足实际生产高容量的动力电池的要求，将极耳设置在卷芯的最外层，可避免电池跌落或受到撞击时极耳及其连接片进入卷芯内部造成短路的问题。将负极耳夹住焊接有效的抑制了铜箔质负极耳焊接时被击碎和受外力拉扯时易断裂的弊端；采用隔圈与盖板绝缘胶垫咬合结构，可以有效防止隔圈定位不良。

附图说明

图1是根据本发明优选实施例的金属外壳示意图；

图2是极片示意图；

图3是单体卷芯示意图；

图4是盖板连接组件的A-A结构整体示意图;

图5是盖板连接组件的结构整体示意图；

图6是隔圈示意图；

图7是绝缘胶垫中部小凸台放大示意图；

图8隔圈中部凹形卡槽放大示意图；

图9是负极耳焊接示意图。

具体实施方式

下面结合附图1、2、3、4、5、6、7、8、9来描述本发明的优选实施例。

一种方形锂离子动力电池，包括金属外壳1、盖板组件2、隔圈3、由卷芯4组成的电池卷芯组和灌装在壳内的电解液，卷芯4包括正极极片5、正极极耳7-1、隔膜、负极极片6、负极极耳7-2。

先制作正/负极片，正极涂布和负极涂布时，按要求在极片尾部预留出正负极耳位，然后保留一定宽度和长度的箔材作为极耳，其余部分裁掉。如图 1和图2所示，极耳伸出方向平行于极片的长侧边线。负极耳7-2除了与盖板2焊接部位的箔材外，其余部分全部包覆高温胶纸，以防止负极箔材与正极片和壳壁接触导致短路。

将制作好的正极片5和负极片6使用隔膜分开并卷绕成卷芯4，隔膜收尾部位将负极耳7-2包覆一部分。卷绕好的卷芯4的正极耳7-1和负极耳7-2位于卷芯4的同一侧，且均位于卷芯4的最外层的弧形侧表面处，极耳7伸出方向垂直于弧形侧表面。

将卷绕好的卷芯4制作成卷芯组，卷芯组预处理后采用横卧式填装方法装入壳体内，即把没有极耳7的另一侧弧形侧表面向下装入金属壳体。正极耳7-1穿过隔圈3焊接在盖板2上，负极耳7-2穿过隔圈3焊接在盖板连接片2-1上。负极耳焊接时，将负极耳放置“L”型连接片2-1上，把连接片2-1弯折后将负极耳7-2夹在连接片2-1中间，将连接片2-1与负极耳7-2焊接在一起。

将正极耳7-1折叠与隔圈槽3-1内，将负极耳7-2和连接片2-1折叠于隔圈槽3-1内，将盖板绝缘胶垫2-2中部小凸台2-2-1压入隔圈中部凹形卡槽3-2内，使盖板绝缘垫2-2与隔圈3咬合。

盖合盖板2，用激光焊将壳体1与盖板2焊接在一起。其中壳体长度a大于壳体高度b ，电池组装完成。再将组装好的电池按正常的生产工序进行注液、化成、检测后，一种方形锂离子动力电池即制作完成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，凡是在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种方形锂离子动力电池，它包括金属外壳、盖板、隔圈、由卷芯组成的电池卷芯组和灌装在壳内的电解液，卷芯包括正极极片、正极极耳、隔膜、负极极片、负极极耳，卷芯采用横卧式填装方法，其特征在于：卷芯的极耳位于卷芯的最外层，沿卷芯的弧形侧表面伸出且极耳伸出方向垂直于弧形侧表面，所述正极耳穿过隔圈焊接在盖板上，负极耳穿过隔圈焊接在盖板连接片上，正/负极耳和连接片折叠于隔圈槽内后，将隔圈扣紧于盖板绝缘胶垫上。

2.根据权利要求1所述一种方形锂离子动力电池，其特征在于所述池卷芯组的卷芯单体个数为一个或多个。

3.根据权利要求1所述一种方形锂离子动力电池，其特征在于所述金属外壳外形宽矮、厚度薄，壳体长度大于壳体高度。

4.根据权利要求1所述一种方形锂离子动力电池，其特征在于所述正极极耳位于正极极片的尾部，并且是在正极片集流体箔材上冲切得到的；所述负极极耳位于负极极片的尾部，并且是在负极片集流体箔材上冲切得到的。

5.根据权利要求1或4所述一种方形锂离子动力电池，其特征在于所述负极连接片是由“L”形金属导体组成，其长度不大于盖板长度，宽度不大于盖板内台宽度，材质可以是铜、不锈钢、镍中的一种或几种。

6.根据权利要求1或4所述一种方形锂离子动力电池，其特征在于所述盖板绝缘胶垫中部有一小凸台，隔圈中部设置一凹形卡槽，将盖板绝缘胶垫中部小凸台压入隔圈中部凹形卡槽内，将两者扣合。

7.根据权利要求6所述的方形锂离子动力电池，其特征在于焊接负极时，将负极耳放置于连接片上，把连接片弯折后将负极耳包夹在连接片中间，将连接片与负极耳焊接在一起。

8.根据权利要求书7所述的锂离子动力电池，其特征在于所述极耳与连接片的焊接方式可采用超声焊、电阻焊、铆接或螺丝固定中的一种或几种。

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