CN110380106A - 一种卷绕电极电池电极结构及其制造方法 - Google Patents

一种卷绕电极电池电极结构及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种卷绕电极电池电极结构及其制造方法，包括不锈钢材质的下壳体及上盖，所述下壳体及上盖内中部固定有绕组芯及缠绕于绕组芯外部的电极隔离组件，电极隔离组件的周具有分别向电极隔离组件上部及下部分别延伸的正极极耳及负极极耳；正极极耳与正极片连接，材料为铝；负极极耳与负极片连接，材料为镍；正极极耳的上端面的外表面还连接有材料为镍的镍片，所述镍片与上盖下表面焊接连接，本发明利用上述结构能够保证极耳焊接的问题，防止松脱，提高安全性。

Description

一种卷绕电极电池电极结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种卷绕电极电池电极结构及其制造方法。
背景技术
卷绕式电极（Swiss-roll electrode）即带状正、负极中夹隔膜，卷绕形成的圆柱形电极组合，放置在圆筒形容器之中。这种形式的电极表面积大，结构紧凑，常用子化学电源，有时电解电池也予采用。为了提高加工效率方便进行圆柱电池的连接需要将电极的上下两个端面分别与延伸出的极耳进行焊接连接，极耳分为三种材料，电池的正极使用铝（Al）材料，负极使用镍（Ni）材料，负极也有铜镀镍（Ni—Cu）材料，圆柱形的电池的外壳通常采用不锈钢材质，工作时在发热的状态下铝材质的正极极耳的与不锈钢材质的壳体焊接过程容易出现松脱，安全性能差。
发明内容
本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是铝材质的正极极耳的与不锈钢材质的壳体焊接过程容易出现松脱，安全性能差。
本发明的具体实施方案是：一种卷绕电极电池电极结构，包括下壳体及上盖，所述下壳体及上盖内中部固定有绕组芯及缠绕于绕组芯外部的电极隔离组件，所述电极隔离组件包括条状的正电极片及负电极片，所述正电极片与负电极片之间夹有用于隔离负电极片及正电极片的隔离体，其特征在于，所述电极隔离组件的周具有分别向电极隔离组件上部及下部分别延伸的正极极耳及负极极耳；
所述正极极耳与正极片连接，材料为铝；
所述负极极耳与负极片连接，材料为镍；
所述正极极耳的上端面的外表面还连接有材料为镍的镍片，所述镍片与上盖下表面焊接连接；
所述正极极耳及负极极耳弯折贴附于电极隔离组件上下面；
所述负极极耳与下壳体中部焊接连接，所述上盖及下壳体材料为不锈钢。
进一步的，所述正极极耳及负极极耳的内表面贴附有绝缘贴片。
进一步的，所述正极极耳伸出的端部开设有冲孔，镍片与正极极耳周侧具有焊点。
进一步的，所述下壳体的上沿扣有防爆罩，所述上盖罩于防爆罩外周部且上盖与下壳体周侧压铆连接。
进一步的，所述防爆罩材料为橡胶或塑料。
进一步的，所述正极极耳及负极极耳弯折部的两侧具有弧形缺槽。
进一步的，所述镍片与正极极耳上端部平齐。
本发明还包括一种制造如上所述的卷绕电极电池电极结构的方法，具体包括以下步骤:
(1) 准备不锈钢材质的上盖、下壳体及电极隔离组件，所述电极隔离组件的上部延伸有正极极耳，下部延伸有负极极耳；
(2) 在正极极耳的上端焊接连接有镍片，正极极耳及负极极耳的内表面贴附绝缘贴片，避免正极极耳及负极极耳的内表面与正极片或负极片边缘接触；
(3) 将负极极耳弯折且内侧贴附于电极隔离组件的下表面；
(4) 在下壳体内置入电极隔离组件内，负极极耳外表面与下壳体上表面中部焊接连接；
(5) 镍片与上盖焊接，正极极耳弯折内侧贴附于电极隔离组件的上表面；
(6) 上盖与下壳体压合。
进一步的，所述步骤（2）中正极极耳与镍片采用激光焊接，镍片与上盖采用单针或双针焊接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明利用上述结构能够保证极耳焊接的问题，防止松脱，提高安全性。
附图说明
图1为本发明电极隔离组件与电极极耳立体结构示意图。
图2为本发明负极极耳结构示意图。
图3为本发明正极极耳结构示意图。
图4为本发明正极极耳焊接镍片结构示意图。
图5为本发明正极极耳与上盖内部双针焊接结构示意图一。
图6为本发明正极极耳与上盖内部单针焊接结构示意图。
图7为本发明结构示意图正极极耳开设有冲孔结构示意图。
图8为本发明正极极耳与上盖外部双针焊接结构示意图。
图9为本发明正极极耳焊接镍片结构示意图二。
图10为本发明图9正极极耳侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1～10所示，一种卷绕电极电池电极结构，包括下壳体10及上盖20，所述下壳体10及上盖20内中部固定有绕组芯30及缠绕于绕组芯外部的电极隔离组件110，所述电极隔离组件包括条状的正电极片及负电极片，所述正电极片与负电极片之间夹有用于隔离负电极片及正电极片的隔离体，所述电极隔离组件的周具有分别向电极隔离组件上部及下部分别延伸的正极极耳40及负极极耳50；
绕组芯30为空心塑料圆筒，中心部具有轴向的空腔体，所述正极极耳与正极片连接，材料为铝；所述负极极耳与负极片连接，材料为镍；
所述正极极耳40的上端面的外表面还连接有材料为镍的镍片410，所述镍片410与上盖20下表面焊接连接；
所述正极极耳及负极极耳弯折贴附于电极隔离组件上下面；
所述负极极耳与下壳体中部焊接连接，所述上盖及下壳体材料为不锈钢。
为了克服传统的铝材质的正极极耳的与不锈钢材质的壳体焊接过程容易出现松脱，安全性能差的缺陷，本发明利用在铝质正极极耳40上焊接镍片410从而满足正极极耳40与上盖的焊接牢靠。
所述正极极耳及负极极耳的内表面贴附有绝缘贴片60，绝缘贴片60的材质一般为绝缘胶带，如聚丙烯材质制成，也可以是其他绝缘材质，该结构避免正极极耳及负极极耳的内表面与正极片或负极片边缘接触。
本实施例中，所述镍片与正极极耳上端部平齐且焊接于正极极耳的外表面。
实施例二，所述正极极耳及负极极耳弯折部的两侧具有弧形缺槽（420，510），弧形缺槽（420，510）的设计能够满足在正极极耳及负极极耳弯折的过程中两侧不会出现拱起而导致上盖与下壳体密封时造成正极极耳产生挤压变形，另一方面通过弧形缺槽的设计也能够提供短路保护的功能，在电池异常状态温度过高出现鼓胀时上壳能够拉动正极极耳并在弯折处拉断进而实现断路实现断路保护。
本实施例中，所述下壳体的上沿扣有防爆罩70，所述上盖罩于防爆罩外周部且上盖与下壳体周侧压铆连接，所述防爆罩材料为橡胶或塑料。
本发明还包括一种制造如上所述的卷绕电极电池电极结构的方法，具体包括以下步骤:
(1) 准备不锈钢材质的上盖、下壳体及电极隔离组件，所述电极隔离组件的上部延伸有正极极耳，下部延伸有负极极耳；
(2) 在正极极耳的上端焊接连接有镍片，正极极耳及负极极耳的内表面贴附绝缘贴片，避免正极极耳及负极极耳的内表面与正极片或负极片边缘接触；
(3) 将负极极耳弯折且内侧贴附于电极隔离组件的下表面；
(4) 在下壳体内置入电极隔离组件内，负极极耳外表面与下壳体上表面中部焊接连接；
(5) 镍片与上盖焊接，正极极耳弯折内侧贴附于电极隔离组件的上表面；
(6) 上盖与下壳体压合。
上述实施例中，如图所示，本发明提供三种正极极耳与上盖的焊接方式包括以下三种方案
第一种方案：正极极耳冲孔440后与镍片做激光焊接；压平正极极耳，上盖与内盖压合后外部做双针焊接或单针焊接；
第二种方案：正极极耳与镍片做激光焊接；压平正极极耳，镍片与正极极耳上端周侧具有焊点430，上盖与内盖压合后内部做单针焊接；
第三种方案：正极极耳与镍片做激光焊接；压平正极极耳，镍片与正极极耳上端周侧具有焊点，上盖与内盖压合后内部做双针焊接。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种卷绕电极电池电极结构，包括下壳体及上盖，所述下壳体及上盖内中部固定有绕组芯及缠绕于绕组芯外部的电极隔离组件，所述电极隔离组件包括条状的正电极片及负电极片，所述正电极片与负电极片之间夹有用于隔离负电极片及正电极片的隔离体，其特征在于，所述电极隔离组件的周具有分别向电极隔离组件上部及下部分别延伸的正极极耳及负极极耳；
所述正极极耳与正极片连接，材料为铝；
所述负极极耳与负极片连接，材料为镍；
所述正极极耳的上端面的外表面还连接有材料为镍的镍片，所述镍片与上盖下表面焊接连接；
所述正极极耳及负极极耳弯折贴附于电极隔离组件上下面；
所述负极极耳与下壳体中部焊接连接，所述上盖及下壳体材料为不锈钢。
2.根据权利要求1所述的一种卷绕电极电池电极结构，其特征在于，所述正极极耳及负极极耳的内表面贴附有绝缘贴片。
3.根据权利要求1或2所述的一种卷绕电极电池电极结构，其特征在于，所述正极极耳伸出的端部开设有冲孔，镍片与正极极耳周侧具有焊点。
4.根据权利要求1所述的一种卷绕电极电池电极结构，其特征在于，所述下壳体的上沿扣有防爆罩，所述上盖罩于防爆罩外周部且上盖与下壳体周侧压铆连接。
5.根据权利要求4所述的一种卷绕电极电池电极结构，其特征在于，所述防爆罩材料为橡胶或塑料。
6.根据权利要求4所述的一种卷绕电极电池电极结构，其特征在于，所述正极极耳及负极极耳弯折部的两侧具有弧形缺槽。
7.根据权利要求4所述的一种卷绕电极电池电极结构，其特征在于，所述镍片与正极极耳上端部平齐。
8.一种制造如权利要求1～6任一所述的卷绕电极电池电极结构的方法，其特征在于，具体包括以下步骤:
(1)准备不锈钢材质的上盖、下壳体及电极隔离组件，所述电极隔离组件的上部延伸有正极极耳，下部延伸有负极极耳；
(2)在正极极耳的上端焊接连接有镍片，正极极耳及负极极耳的内表面贴附绝缘贴片，避免正极极耳及负极极耳的内表面与正极片或负极片边缘接触；
(3)将负极极耳弯折且内侧贴附于电极隔离组件的下表面；
(4)在下壳体内置入电极隔离组件内，负极极耳外表面与下壳体上表面中部焊接连接；
(5)镍片与上盖焊接，正极极耳弯折内侧贴附于电极隔离组件的上表面；
(6)上盖与下壳体压合。
9.根据权利要求8所述的一种卷绕电极电池电极结构制造方法，其特征在于，所述步骤（2）中正极极耳与镍片采用激光焊接，镍片与上盖采用单针或双针焊接。
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