CN115360462A - 一种提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法。本发明一种提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，首先制备壳口逐渐减薄的钢壳，以及制备极柱盖板和密封圈一体的顶盖，密封圈外侧含有密封筋结构，然后采用行业公知的装配流程，滚槽封口的形式进行密封。采用该方式进行制备的电池，可实现电池的防爆阀和正负极极柱处于电池的两侧，以保证电池组的安全。另外，正负极极柱处有足够的焊接空间以保证电池的过流能力。在现有工艺流程基础上提升了电池的功率性能。本发明方法可在已有设备基础上进行简单的工装改造，可有效减少设备投资，而且保留现有设备及工艺流程的加工速度。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池电性能领域，具体的涉及一种圆柱形锂离子电池功率性能提升的方法。
背景技术
传统圆柱形锂离子电池多采用滚槽封口形式进行装配，该方式操作简单，加工速度快。但是该结构多采用两头焊接连接排的方式进行电池包制作，这样会造成电池成组材料浪费和结构混乱。目前也有部分企业将连接排焊接在同侧，而且由于防爆阀在正极侧的顶盖内，在电池发生爆喷的时候会对电路造成损害，危及终端客户安全。
新型的圆柱形电池采用极柱和防爆阀异侧（正负极柱在同一侧，防爆阀在另一侧）的方式装配。这样就可以保证连接排和防爆阀不在同一侧，即使电池发生爆喷也不会影响到电路安全。采用传统滚槽封口的方式，结合极柱与防爆阀异侧会大大降低电池的倍率性能，这是由于滚槽封口的方式，封口边缘的部分太窄，无法进行大倍率电流的输出。
目前多数提升圆柱形电池倍率的方案都会对结构造成较大的改动，如：高倍率动力锂离子电池（CN2807494Y）以及一种圆柱形锂离子动力电池（CN201215816Y）等。或者只注重电芯内部倍率提升，如：正极采用改性锰酸锂的高倍率圆柱形锂离子电池（CN102117931B）以及一种具有50倍率放电能力的二次圆柱形电池的结构（CN102122705B）等。这些结构和方法都无法达到生产变动小，效率快，防爆阀和极柱异侧等优点。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种新型钢壳和密封圈结构制备电池的方法。
一种提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，步骤如下：
首先制备壳口逐渐减薄的钢壳，其壳体厚度为0.4-0.6mm，壳口厚度为0.2-0.3mm；
然后制备极柱和密封圈一体的顶盖，密封圈外侧含有密封筋结构；
最后采用行业公知的装配流程，滚槽封口的形式进行密封，采用墩封的方式进行封口。
极柱和密封圈一体的顶盖采用注塑方式实现。注塑的密封圈为弹性密封橡胶，PP或PBT材质。
所述逐渐减薄的钢壳从距离顶端开口10-30mm处往壳口顶端开口处逐渐减薄。上述钢壳通常壳体厚度为0.4-0.6mm，壳口厚度为0.2-0.3mm。上述钢壳的底部设置防爆阀，直接印刻在电池底部。
所述极柱和密封圈一体的顶盖中，密封圈环状包裹住顶盖，下面露出集流盘焊接区，上面露出外部极柱；顶盖的厚度为0.1-0.3mm。
所述密封圈上面部分包裹住外部极柱侧面，密封圈外侧的密封筋断面为梯形结构或半圆形结构。
上述密封圈的密封筋高度为对应密封圈处厚度的10%-30%。
所述密封圈的密封筋高度为对应密封圈处厚度的10%-30%；密封圈上的密封筋距离密封圈最外圈0.5-1.5mm。
滚槽封口密封时滚槽深度大于密封圈的密封筋位置。封口后壳口压在包覆极柱外部的密封圈以下，保证壳口和极柱被密封圈隔开；封口后密封圈上部钢壳为水平状态；封口后密封圈的密封筋被压平，与边缘密封圈平齐。
本发明具有如下有益效果：
本发明在现有的设备基础上，仅进行部分工装改进即可实现；本发明保证电池倍率性能的同时也能保证电池的密封性能。该方法与结构加工简单，易于大批量生产制造使用。
本发明进行制备的电池，可实现电池的防爆阀和正负极极柱处于电池的两侧，以保证电池组的安全。另外，正负极极柱处有足够的焊接空间以保证电池的过流能力。在现有工艺流程基础上提升了电池的功率性能。本发明方法可在已有设备基础上进行简单的工装改造，可有效减少设备投资，而且保留现有设备及工艺流程的加工速度。该方法操作简单，显著易于大规模的生产和应用。
附图说明
图1为本发明实施例1中钢壳结构图；
图2为本发明实施例1中极柱盖板和密封圈一体的顶盖图；
图3为本发明实施例1中电池封口后图；
图4为本发明实施例2中极柱盖板和密封圈一体的顶盖图；
图5为本发明实施例2中电池封口后图。
具体实施方式
以下给出的实施例将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
一种提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，步骤如下：
（1）制作壳口逐渐变薄的电池钢壳1（见图1），用以保证壳口封口后不发生褶皱。加工极柱盖板和密封圈一体的顶盖（正极柱3） 密封圈2外侧含有密封筋结构（见图2）。
（2）按照滚槽工艺进行电池装配，采用墩封的方式进行电池封口。保证壳口压在包覆极柱外部的密封圈以下，壳口和极柱被密封圈隔开（见图3：钢壳1、密封圈2、正极柱3、正极集流盘4、极组5、负极集流盘6）。
所述步骤（1）中的电池壳体为钢制属性，壳口在滚槽部位以上逐渐减薄。
上述钢壳通常壳体厚度为0.4-0.6mm，壳口厚度为0.2-0.3mm。
上述钢壳的底部设置防爆阀，直接印刻在电池底部。
所述步骤（1）中的极柱和盖板为一体结构，为铝材质。密封圈环状包裹住盖板，下面露出集流盘焊接区，上面露出外部极柱。
上述盖板和极柱一体结构要求盖板的厚度为0.1-0.3mm。
上述密封圈上面部分要包裹住外部极柱侧面，以保证电池钢壳封口时不与极柱接触。
上述密封圈材质为弹性橡胶，可以是PP、PBT等材质。
上述密封圈上面有一圈密封筋，密封筋断面可以时梯形结构，可以时半圆形结构。
上述密封圈的密封筋高度为对应密封圈处厚度的10%-30%。
上述密封圈上的密封筋距离密封圈最外圈0.5-1.5mm。
所述步骤（2）中，滚槽深度大于密封圈的密封筋位置。封口后壳口压在包覆极柱外部的密封圈以下，保证壳口和极柱被密封圈隔开。
上述封口后密封圈上部钢壳为平面状态。
上述封口后密封圈的密封筋被压平，与边缘密封圈平。
实施例2
一种提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，其特征在于，步骤如下：
（1）制作壳口逐渐变薄的电池钢壳，用以保证壳口封口后不发生褶皱。加工极柱盖板和密封圈一体的顶盖（密封圈2、正极柱3）, 极柱盖板边缘加突起以加强密封（见图4）。
（2）按照滚槽工艺进行电池装配，采用墩封的方式进行电池封口。保证壳口压在包覆极柱外部的密封圈以下，壳口和极柱被密封圈隔开（见图5：钢壳1、密封圈2、正极柱3、正极集流盘4、极组5、负极集流盘6）。
Claims (10)
1.一种提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
首先制备壳口逐渐减薄的钢壳，其壳体厚度为0.4-0.6mm，壳口厚度为0.2-0.3mm；
然后制备极柱和密封圈一体的顶盖，密封圈外侧含有密封筋结构；
最后采用行业公知的装配流程，滚槽封口的形式进行密封，采用墩封的方式进行封口。
2.根据权利要求1中所述的提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，其特征在于，极柱和密封圈一体的顶盖采用注塑方式实现。
3.根据权利要求2所述的提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，其特征在于，注塑的密封圈为弹性密封橡胶，PP或PBT材质。
4.根据权利要求1中所述的提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，其特征在于，所述逐渐减薄的钢壳从距离顶端开口10-30mm处往壳口顶端开口处逐渐减薄。
5.根据权利要求1中所述的提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，其特征在于，所述逐渐减薄的钢壳的底部设置防爆阀。
6.根据权利要求1中所述的提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，其特征在于，所述极柱和密封圈一体的顶盖中，密封圈环状包裹住顶盖，下面露出集流盘焊接区，上面露出外部极柱；顶盖的厚度为0.1-0.3mm。
7.根据权利要求1中所述的提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，其特征在于，所述密封圈上面部分包裹住外部极柱侧面，密封圈外侧的密封筋断面为梯形结构或半圆形结构。
8.根据权利要求1中所述的提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，其特征在于，所述密封圈的密封筋高度为对应密封圈处厚度的10%-30%；密封圈上的密封筋距离密封圈最外圈0.5-1.5mm。
9.根据权利要求1中所述的提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，其特征在于，滚槽封口密封时滚槽深度大于密封圈的密封筋位置。
10.根据权利要求1中所述的提升圆柱形锂离子电池功率性能的方法，其特征在于，封口后壳口压在包覆极柱外部的密封圈以下，保证壳口和极柱被密封圈隔开；封口后密封圈上部钢壳为水平状态；封口后密封圈的密封筋被压平，与边缘密封圈平齐。
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