CN115000642A - 一种方形叠片电池 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种方形叠片电池，包括组合盖板、层叠体组件、绝缘膜和铝壳，层叠体组件包括极组，极组的两侧分别设有正极极耳和负极极耳，正极极耳和负极极耳上均安装有电极输出连接组件，电极输出连接组件弯折设置；组合盖板包括顶盖板，顶盖板上安装有多个电极组合端子，顶盖板位于层叠体组件的一侧设有绝缘止推件电极输出连接组件包括电极输出端子和连接在电极输出端子上的电极连接片。本申请中，通过对电池结构的设置，能够在封口后进行焊接，保证了电池的大电流输出性能，能够通过多个层叠体组件并联的结构扩充方形电池容量，还能够保证电池内部无金属烟尘进入，提高电池的可靠性降低发生安全事故的概率，而且提高电池的体积比能量。

Description

一种方形叠片电池
技术领域
本发明涉及储能电池技术领域，尤其涉及一种方形叠片电池。
背景技术
作为驱动能源，锂离子电池已在新能源交通工具、储能中广泛应用，目前方形电池由于***集成时效率高，单体容量较圆柱和软包电池大，具有更高的性价比，故在新能源汽车及储能领域占比高达80％以上，是各企业竞相开放的重点。
一般方形电池的制造过程中，需要将正(负)极片与连接片焊接，再将连接片与盖板上的极柱焊接在一起，实现电连接。而焊接的方式包括超声焊与激光焊两种方式。由于方形电池容量较大，连接片也相应较厚，用超声焊无法满足焊接的牢固度，故行业往往采用激光焊，尤其对多层叠片电池而言，其主要应用于大电流的工作环境中，多组电池同时工作，在制造过程中，受工艺影响焊点多，激光焊接过程的金属飞溅及金属烟尘大量残留在电池内部，金属微粒进入电池后，在电池内会造成电池自放电增大，引起短路，在使用过程中，还有可能诱发热失控，尤其是多组电池同时工作的条件下，多组电池整合在一起，是电池自燃的主要因素之一，因此解决激光焊接过程的金属飞溅问题一直是行业热点，采取负压收集及屏蔽等措施均达不到杜绝金属烟尘进入电池内部的条件，为此我们提出了一种方形叠片电池来解决上述问题。
发明内容
本申请提供了一种方形叠片电池，解决了传统的电池结构存在诸多焊点，采用激光焊焊接时，有大量金属烟尘进入电池内部，影响电池性能的问题。
本申请提供了一种方形叠片电池，包括组合盖板、层叠体组件、绝缘膜和铝壳，所述层叠体组件包括极组，所述极组的两侧分别设有正极极耳和负极极耳，所述正极极耳和所述负极极耳上均安装有电极输出连接组件，所述电极输出连接组件弯折设置；
所述组合盖板包括顶盖板，所述顶盖板上安装有多个电极组合端子，所述顶盖板位于所述层叠体组件的一侧设有绝缘止推件；
所述电极输出连接组件包括电极输出端子和连接在电极输出端子上的电极连接片，所述电极连接片连接所述电极输出端子的一端弯折设置；
所述电极组合端子上设有电极圆柱孔，所述电极输出端子的一端位于所述电极圆柱孔内，且所述电极输出端子密封激光焊接在所述电极圆柱孔内。
优选地，所述电极输出端子的一端与所述电极组合端子外接端处于同一平面。
优选地，所述电极输出端子和所述电极连接片铆接后焊接。
优选地，所述电极组合端子包括固定在所述顶盖板上的电极金属圈，所述电极金属圈内安装有电极端子，所述电极金属圈的一周设有电极绝缘垫圈，所述电极金属圈和所述电极端子之间设有电极绝缘圈和正极密封圈，所述电极圆柱孔位于所述电极端子上。
优选地，所述顶盖板采用铝合金材质。
优选地，所述绝缘止推件与所述顶盖板注塑为一体。
优选地，所述铝壳与所述组合盖板激光焊接。
优选地，所述电极连接片连接所述电极输出端子的一端呈90°弯折。
优选地，所述电极输出连接组件与所述极组呈垂直设置。
优选地，所述所述正极极耳和所述负极极耳均通过超声焊连接在所述电极输出连接组件上。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种方形叠片电池，生产时，用叠片的方式，将正极片、负极片与隔膜交替折叠为极组，将正极极耳与负极极耳分置于极组的两侧，将电极输出端子与电极连接片铆接后焊接或是直接焊接在一起，制造出电极输出连接组件，将极组两端的两个电极输出连接组件分别与正极极耳和负极极耳超声焊在一起，再将极组两端的电极输出连接组件折弯°，缩短电池长度，再将电极连接片弯折90°，形成层叠体组件，层叠体组件可为一个或多个，以此来增大方形叠片电池的容量，在层叠体组件外部包裹绝缘膜，再将电极输出端子***对应位置组合盖板内的电极圆柱孔，将安装好组合盖板的层叠体组件放入铝壳中，采用激光焊，把铝壳与组合盖板的周边密封焊接，再将电极输出端子与电极圆柱孔接触的一周通过激光焊接密封焊接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过电极输出连接组件和电极连接片弯折设置，减小了电池的体积，节省了空间，提高电池的体积比能量；
2、通过对电池结构的改变，能够实现先封口后焊接，从根本上消除了激光焊接过程的金属烟尘飞溅进入电池的可能，大幅度提高了电池的可靠性，降低发生安全事故的概率；
3、通过本申请机构的设计，能够承载大电流的输出，因此可采用多个层叠体组件并联对电池容量进行扩充，保证了电池的大电流输出性能。
综上所述，本申请中，通过对电池结构的设置，能够在封口后进行焊接，保证了电池的大电流输出性能，能够通过多个层叠体组件并联的结构扩充方形电池容量，还能够保证电池内部无金属烟尘进入，提高电池的可靠性降低发生安全事故的概率，而且提高电池的体积比能量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的一种方形叠片电池的结构示意图；
图2为本发明提出的一种方形叠片电池的单个层叠体组件结构示意图；
图3为本发明提出的一种方形叠片电池的多个层叠体组件结构示意图；
图4为本发明提出的一种方形叠片电池的层叠体组件结构示意图；
图5为本发明提出的一种方形叠片电池的电极输出连接组件示意图；
图6为本发明提出的一种方形叠片电池的组合盖板结构示意图；
图7为本发明提出的一种方形叠片电池的电极输出连接组件结构示意图；
图8为本发明提出的一种方形叠片电池的电极组合端子结构示意图。
图中：1组合盖板、11电极组合端子、111电极绝缘垫圈、112电极端子、113电极金属圈、114电极绝缘圈、115正极密封圈、116电极圆柱孔、12顶盖板、13绝缘止推件、14安全阀、15注液口、16密封片、2层叠体组件、21电极输出连接组件、211电极输出端子、212电极连接片、22极组、23负极极耳、24正极极耳、3绝缘膜、4铝壳。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1-8，一种方形叠片电池，包括组合盖板1、层叠体组件2、绝缘膜3和铝壳4，该部分为电池的常规结构，还设置有，安全阀14、注液口15，其中注液口15处设有密封片16进行密封，由于方形电池主要应用于新能源汽车领域，因此电池容量大，电流大，因此传统的电池结构只能在电池组装之前进行激光焊接，导致金属烟尘落入电池内部，在使用过程中，引起电池自放电增大，导致短路，还有可能诱发热失控，部分新能源汽车的自然现象就与此有关，因此经过本公司设计与研发，对电池进行改进，解决上述问题，层叠体组件2包括极组22，极组22为常规方式生产，用叠片的方式，将正极片、负极片与隔膜交替折叠形成，极组22的两侧分别设有正极极耳24和负极极耳23，本申请中正极极耳24和负极极耳23设置在极组22的两端，正极极耳24和负极极耳23上均安装有电极输出连接组件21，由于该处接触面积大，电极输出连接组件21通过超声焊进行焊接，即正极极耳24和负极极耳23均通过超声焊连接在电极输出连接组件21上，不会影响电池性能，电极输出连接组件21弯折设置，弯折在电极输出连接组件21与极耳的焊接后进行，将电极输出连接组件21折叠到与极组22呈垂直的位置，减少极组22宽度，能够节省电池内部空间，提高电池的体积比能量；
组合盖板1包括顶盖板12，顶盖板12采用铝合金材质，提高顶盖板12的支撑强度，保证电池的结构，避免顶盖板12变形，顶盖板12上安装有多个电极组合端子11，顶盖板12位于层叠体组件2的一侧设有绝缘止推件13，绝缘止推件13与顶盖板12注塑为一体，提高绝缘止推件13与顶盖板12之间的紧固关系，绝缘止推件13起到了绝缘及防止层叠体组件窜动的作用；
电极输出连接组件21包括电极输出端子211和连接在电极输出端子211上的电极连接片212，电极连接片212，电极连接片212为柔性片含结构能够进行折叠，电极连接片212与极组22的极耳通过超声焊进行焊接，厚度小，接触面积大，不会影响连接处的性能，电极连接片212连接电极输出端子211的一端弯折设置，电极连接片212连接电极输出端子211的一端弯折成90°，将电极输出端子211弯折至极组22的上方与组合盖板1上的电极组合端子11对应，既能够减少电池的体积，还能够减少电池在充放电或者移动的过程中，上下窜动对连接处带来的影响，提高连接处的使用寿命；
电极组合端子11上设有电极圆柱孔116，电极输出端子211的一端位于电极圆柱孔116内，可通过过盈配合的方式对电极输出端子211进行固定，在焊接之前，可在铝壳4与组合盖板1沿一周密封焊接后在进行，铝壳4与组合盖板1激光焊接，且电极输出端子211密封激光焊接在电极圆柱孔116内，焊接时沿着电极圆柱孔116的上端面和电极输出端子211之间的连接处进行焊接，将电极输出端子211的一周均焊接在电极圆柱孔116上，对电池的电极输出端子211一周进行密封，提高该点的结构强度，同时也保证了电池的密封，通过电池结构的设计，可将电池生产中的激光焊接，放在电池封口后进行，从根本上消除了激光焊接过程的金属飞溅进入电池的可能，大幅度提高了电池的可靠性。
进一步的，为减少电极输出端子211与电极组合端子11之间的电阻，又不影响后续的电极组合端子11进行多极组组装，本发明中电极输出端子211的一端与电极组合端子11外接端处于同一平面，既能满足电极输出端子211与电极组合端子11之间最大的接触面积，又能够保证电极组合端子11平面的平整，方便焊接。
进一步的为提高电极输出端子211和电极连接片212之间的连接强度，避免二者之间的连接发生断裂，本发明中，电极输出端子211和电极连接片212铆接后焊接，减少该点的电阻，使得二者之间紧固连接。
进一步的保证连接处的可靠性，本发明中，电极组合端子11包括固定在顶盖板12上的电极金属圈113，其中电极电极金属圈113选用铝合金材质，负极的电极电极金属圈113选用铜、不锈钢、碳钢中的一种，电极金属圈113内安装有电极端子112，用于电极的连接，电极金属圈113的一周设有电极绝缘垫圈111，电极金属圈113和电极端子112之间设有电极绝缘圈114和正极密封圈115，分别起绝缘和密封的作用，电极圆柱孔116位于电极端子112上，电极输出端子211与电极端子112连接，实现电池的连通。
本申请在具体实施过程中，层叠体组件2可设置成1个或多个，以此来增大方形叠片电池的容量，满足不同的生产需求，采用1个和多个层叠体组件2制造方形叠片电池的方法相同。具体的，可以将多个层叠体组件2叠放，本申请中将电极输出连接组件21的负极放在一侧，正极放在另一侧，同极均放置在同一侧，然后在多个层叠体组件2外部包裹绝缘膜3，具体的每个层叠体组件2可单独使用，或者相邻之间的层叠体组件2串联使用，或者多个层叠体组件2之间的并联使用，其使用方式多样，当多个层叠体组件2之间的并联使用，可将同一侧的电极端子112作为一个整体，调高生产效率，降低连接之间的电阻。
由以上技术方案可知，生产时，用叠片的方式，将正极片、负极片与隔膜交替折叠为极组22，将正极极耳24与负极极耳23分置于极组22的两侧，将电极输出端子211与电极连接片212铆接后焊接或是直接焊接在一起，制造出电极输出连接组件21，将极组22两端的两个电极输出连接组件21分别与正极极耳24和负极极耳23超声焊在一起，再将极组22两端的电极输出连接组件21折弯90°，缩短电池长度，再将电极连接片212弯折90°，形成层叠体组件2，层叠体组件2可为一个或多个，以此来增大方形叠片电池的容量，在层叠体组件2外部包裹绝缘膜3，再将电极输出端子211***对应位置组合盖板1内的电极圆柱孔116，将安装好组合盖板1的层叠体组件2放入铝壳4中，采用激光焊，把铝壳4与组合盖板1的周边密封焊接，再将电极输出端子211与电极圆柱孔116接触的一周通过激光焊接密封焊接。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种方形叠片电池，包括组合盖板(1)、层叠体组件(2)、绝缘膜(3)和铝壳(4)，其特征在于：所述层叠体组件(2)包括极组(22)，所述极组(22)的两侧分别设有正极极耳(24)和负极极耳(23)，所述正极极耳(24)和所述负极极耳(23)上均安装有电极输出连接组件(21)，所述电极输出连接组件(21)弯折设置；
所述组合盖板(1)包括顶盖板(12)，所述顶盖板(12)上安装有多个电极组合端子(11)，所述顶盖板(12)位于所述层叠体组件(2)的一侧设有绝缘止推件(13)；
所述电极输出连接组件(21)包括电极输出端子(211)和连接在电极输出端子(211)上的电极连接片(212)，所述电极连接片(212)连接所述电极输出端子(211)的一端弯折设置；
所述电极组合端子(11)上设有电极圆柱孔(116)，所述电极输出端子(211)的一端位于所述电极圆柱孔(116)内，且所述电极输出端子(211)密封激光焊接在所述电极圆柱孔(116)内。
2.根据权利要求1所述的一种方形叠片电池，其特征在于，所述电极输出端子(211)的一端与所述电极组合端子(11)外接端处于同一平面。
3.根据权利要求1所述的一种方形叠片电池，其特征在于，所述电极输出端子(211)和所述电极连接片(212)铆接后焊接。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种方形叠片电池，其特征在于，所述电极组合端子(11)包括固定在所述顶盖板(12)上的电极金属圈(113)，所述电极金属圈(113)内安装有电极端子(112)，所述电极金属圈(113)的一周设有电极绝缘垫圈(111)，所述电极金属圈(113)和所述电极端子(112)之间设有电极绝缘圈(114)和正极密封圈(115)，所述电极圆柱孔(116)位于所述电极端子(112)上。
5.根据权利要求1所述的一种方形叠片电池，其特征在于，所述顶盖板(12)采用铝合金材质。
6.根据权利要求1所述的一种方形叠片电池，其特征在于，所述绝缘止推件(13)与所述顶盖板(12)注塑为一体。
7.根据权利要求1所述的一种方形叠片电池，其特征在于，所述铝壳(4)与所述组合盖板(1)激光焊接。
8.根据权利要求1所述的一种方形叠片电池，其特征在于，所述电极连接片(212)连接所述电极输出端子(211)的一端呈90°弯折。
9.根据权利要求1所述的一种方形叠片电池，其特征在于，所述电极输出连接组件(21)与所述极组(22)呈垂直设置。
10.根据权利要求1所述的一种方形叠片电池，其特征在于，所述所述正极极耳(24)和所述负极极耳(23)均通过超声焊连接在所述电极输出连接组件(21)上。
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