CN204045688U - 一种易整型圆柱锂离子电池电芯及其整型工艺用工装组件 - Google Patents

一种易整型圆柱锂离子电池电芯及其整型工艺用工装组件 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种易整型圆柱锂离子电池电芯及其整型工艺用工装组件，包括电芯，电芯由正极片和负极片卷绕在芯柱上形成，正极片和负极片之间设有隔膜，正极片上涂有正极涂层，正极片的上端设有第一留白区域，负极片上涂有负极涂层，负极片的下端设有第二留白区域，第一留白区域和第二留白区域的端部加工有若干缺口。本实用新型通过对正负极片在卷绕前进行模切处理，使得留白区域切成很多缺口，其次通过一套渐进式整型工装组件，使电池端面有缺口的极片有规则的向中心的芯柱叠加，使得整型时电芯所受的作用力很小，不会因振动产生金属粉屑，也不会使正负极片变形，电芯的端面经过整型处理后密实性更好，端面更加平整，更利于激光焊接。

Description

一种易整型圆柱锂离子电池电芯及其整型工艺用工装组件
【技术领域】
本实用新型涉及圆柱锂离子电池电芯的技术领域，特别是一种易整型圆柱锂离子电池电芯及其整型加工的技术领域。
【背景技术】
随着锂离子电池应用领域的延伸，大容量圆柱型电池因其结构简单，电化学性能稳定，生产自动化程度高。受到储能领域，新能源汽车行业的青睐。因为一般大容量圆柱电池正负极片较长，不能简单的用生产小型电池的工艺生产，已有专利涉及电池端面焊接的工艺，但是现有的生产工艺是将一边留白的正负极片和隔膜卷成电芯，电芯的一端是留白的正极端，另一端是留白的负极端。然后对两端进行加压同时进行超声波振动，正负极端面分别压缩2-5mm，使正负极端面形成密实的平面，便于和正负极汇流圈进行激光焊接。这种工艺虽能使端面焊接能正常进行，但同时存在两个问题，其一是超声波整型会产生金属屑，其二是整型时施加的压力会使极片留白处的根部发生扭曲变形，有产生电池短路和低电压的概率。
【实用新型内容】
本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种易整型圆柱锂离子电池电芯及其整型工艺用工装组件，能够解决现有技术中存在的缺陷，整型时电芯所受的作用力很小，不会因振动产生金属粉屑，也不会使正负极片变形，电芯的端面经过整型处理后密实性更好，端面更加平整，更利于激光焊接。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种易整型圆柱锂离子电池电芯，包括电芯，所述电芯由正极片和负极片卷绕在芯柱上形成，正极片和负极片之间设有隔膜，所述正极片上涂有正极涂层，正极片的上端设有第一留白区域，所述负极片上涂有负极涂层，负极片的下端设有第二留白区域，所述第一留白区域和第二留白区域的端部加工有若干缺口，正极片和负极片的高度大于芯柱的高度，第一留白区域中的缺口末端与芯柱的上端相齐平，第二留白区域中的缺口末端与芯柱的下端相齐平。
作为优选，所述正极涂层的厚度为120～260μm，负极涂层的厚度为60～160μm，隔膜的厚度为20～40μm。
作为优选，所述第一留白区域的高度为0.3～1cm，所述第二留白区域的高度为0.3～1.5cm，所述缺口的高度为0.1～0.8cm，若干缺口等间距分布于第一留白区域和第二留白区域上，缺口的底部设有倒圆角结构。
为实现上述目的，本实用新型还提出了一种圆柱锂离子电池电芯整型工艺用工装组件，包括第一整型工装、第二整型工装、第三整型工装和第四整型工装，权利要求1中所述的电芯依次经过第一整型工装、第二整型工装、第三整型工装和第四整型工装进行整型加工；所述第一整型工装内设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有第一整型斜面，第一整型斜面顶端设有第一压平面；所述第二整型工装内设有第二凹槽，第二凹槽内设有第二整型斜面，第二整型斜面的末端设有第二压平面，第二整型斜面的顶端设有第三压平面；所述第三整型工装内设有第三凹槽，第三凹槽中心设有圆锥形凹槽，圆锥形凹槽的末端为第四压平面；所述第四整型工装内设有第四凹槽，第四凹槽的顶端设有第五压平面。
作为优选，所述第一整型斜面和第二整型斜面为圆台形整型面，第二压平面和第四压平面为圆环形平面，所述第四压平面的尺寸大于第二压平面的尺寸。
作为优选，所述第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽横截面的最大尺寸相等，第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽横截面的最大尺寸等于电芯的尺寸。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过对正负极片在卷绕前进行模切处理，使得留白区域切成很多缺口，其次通过一套渐进式整型工装组件，使电池端面有缺口的极片有规则的向中心的芯柱叠加，使得整型时电芯所受的作用力很小，不会因振动产生金属粉屑，也不会使正负极片变形，电芯的端面经过整型处理后密实性更好，端面更加平整，更利于激光焊接。
本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本实用新型一种易整型圆柱锂离子电池电芯整型前的主视结构图；
图2是本实用新型一种易整型圆柱锂离子电池电芯整型后的主视结构图；
图3是本实用新型电芯卷绕前的结构示意图；
图4是本实用新型正极片的主视图；
图5是本实用新型负极片的主视图；
图6是图4中A部放大图；
图7是本实用新型第一整型工装的主视剖面图；
图8是本实用新型第二整型工装的主视剖面图；
图9是本实用新型第三整型工装的主视剖面图；
图10是本实用新型第四整型工装的主视剖面图。
【具体实施方式】
参阅图1至图10，本实用新型一种易整型圆柱锂离子电池电芯，包括电芯1，所述电芯1由正极片2和负极片3卷绕在芯柱11上形成，正极片2和负极片3之间设有隔膜4，所述正极片2上涂有正极涂层21，正极片2的上端设有第一留白区域22，所述负极片3上涂有负极涂层31，负极片3的下端设有第二留白区域32，所述第一留白区域22和第二留白区域32的端部加工有若干缺口5，正极片2和负极片3的高度大于芯柱1的高度，第一留白区域22中的缺口5末端与芯柱11的上端相齐平，第二留白区域32中的缺口5末端与芯柱11的下端相齐平，所述正极涂层21的厚度为120～260μm，负极涂层31的厚度为60～160μm，隔膜4的厚度为20～40μm，所述第一留白区域22的高度为0.3～1cm，所述第二留白区域32的高度为0.3～1.5cm，所述缺口5的高度为0.1～0.8cm，若干缺口5等间距分布于第一留白区域22和第二留白区域32上，缺口5的底部设有倒圆角结构51。
本实用新型一种圆柱锂离子电池电芯整型工艺用工装组件，其特征在于：包括第一整型工装6、第二整型工装7、第三整型工装8和第四整型工装9，权利要求1中所述的电芯1依次经过第一整型工装6、第二整型工装7、第三整型工装8和第四整型工装9进行整型加工；所述第一整型工装6内设有第一凹槽61，所述第一凹槽61内设有第一整型斜面61，第一整型斜面61顶端设有第一压平面62；所述第二整型工装7内设有第二凹槽71，第二凹槽71内设有第二整型斜面72，第二整型斜面72的末端设有第二压平面73，第二整型斜面72的顶端设有第三压平面74；所述第三整型工装8内设有第三凹槽81，第三凹槽81中心设有圆锥形凹槽82，圆锥形凹槽82的末端为第四压平面83；所述第四整型工装9内设有第四凹槽91，第四凹槽91的顶端设有第五压平面92，所述第一整型斜面92和第二整型斜面72为圆台形整型面，第二压平面73和第四压平面83为圆环形平面，所述第四压平面83的尺寸大于第二压平面73的尺寸，所述第一凹槽61、第二凹槽71、第三凹槽81和第四凹槽91横截面的最大尺寸相等，第一凹槽61、第二凹槽71、第三凹槽81和第四凹槽91横截面的最大尺寸等于电芯的尺寸。
本实用新型工作过程：
本实用新型在工作过程中，在卷绕之前，通过对正极片2上的第一留白区域22和负极片3上的第二留白区域32进行模切处理，使得第一留白区22域和第二留白区域32上切成很多缺口5，然后依次通过第一整型工装6、第二整型工装7、第三整型工装8和第四整型工装9对电芯1进行整型加工，使电芯1端面有缺口5的极片有规则的向中心的芯柱叠加，使得整型时电芯1所受的作用力很小，不会因振动产生金属粉屑，也不会使正负极片变形，电芯1的端面经过整型处理后密实性更好，端面更加平整，更利于激光焊接。
上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种易整型圆柱锂离子电池电芯，其特征在于：包括电芯(1)，所述电芯(1)由正极片(2)和负极片(3)卷绕在芯柱(11)上形成，正极片(2)和负极片(3)之间设有隔膜(4)，所述正极片(2)上涂有正极涂层(21)，正极片(2)的上端设有第一留白区域(22)，所述负极片(3)上涂有负极涂层(31)，负极片(3)的下端设有第二留白区域(32)，所述第一留白区域(22)和第二留白区域(32)的端部加工有若干缺口(5)，正极片(2)和负极片(3)的高度大于芯柱(1)的高度，第一留白区域(22)中的缺口(5)末端与芯柱(11)的上端相齐平，第二留白区域(32)中的缺口(5)末端与芯柱(11)的下端相齐平。
2.如权利要求1所述的一种易整型圆柱锂离子电池电芯，其特征在于：所述正极涂层(21)的厚度为120～260μm，负极涂层(31)的厚度为60～160μm，隔膜(4)的厚度为20～40μm。
3.如权利要求1所述的一种易整型圆柱锂离子电池电芯，其特征在于：所述第一留白区域(22)的高度为0.3～1cm，所述第二留白区域(32)的高度为0.3～1.5cm，所述缺口(5)的高度为0.1～0.8cm，若干缺口(5)等间距分布于第一留白区域(22)和第二留白区域(32)上，缺口(5)的底部设有倒圆角结构(51)。
4.一种圆柱锂离子电池电芯整型工艺用工装组件，其特征在于：包括第一整型工装(6)、第二整型工装(7)、第三整型工装(8)和第四整型工装(9)，权利要求1中所述的电芯(1)依次经过第一整型工装(6)、第二整型工装(7)、第三整型工装(8)和第四整型工装(9)进行整型加工；所述第一整型工装(6)内设有第一凹槽(61)，所述第一凹槽(61)内设有第一整型斜面(61)，第一整型斜面(61)顶端设有第一压平面(62)；所述第二整型工装(7)内设有第二凹槽(71)，第二凹槽(71)内设有第二整型斜面(72)，第二整型斜面(72)的末端设有第二压平面(73)，第二整型斜面(72)的顶端设有第三压平面(74)；所述第三整型工装(8)内设有第三凹槽(81)，第三凹槽(81)中心设有圆锥形凹槽(82)，圆锥形凹槽(82)的末端为第四压平面(83)；所述第四整型工装(9)内设有第四凹槽(91)，第四凹槽(91)的顶端设有第五压平面(92)。
5.如权利要求4所述的一种圆柱锂离子电池电芯整型工艺用工装组件，其特征在于：所述第一整型斜面(92)和第二整型斜面(72)为圆台形整型面，第二压平面(73)和第四压平面(83)为圆环形平面，所述第四压平面(83)的尺寸大于第二压平面(73)的尺寸。
6.如权利要求4所述的一种圆柱锂离子电池电芯整型工艺用工装组件，其特征在于：所述第一凹槽(61)、第二凹槽(71)、第三凹槽(81)和第四凹槽(91)横截面的最大尺寸相等，第一凹槽(61)、第二凹槽(71)、第三凹槽(81)和第四凹槽(91)横截面的最大尺寸等于电芯的尺寸。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105024090A (zh) * 2015-07-14 2015-11-04 安徽宁远新能源科技有限公司 一种简便的电芯端面整形装置
CN113039681A (zh) * 2018-11-05 2021-06-25 特斯拉公司 具有无极耳电极的电池

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