一种锂电池的制作方法-j9九游会真人

文档序号:34954760发布日期:2023-07-29 13:08阅读:3来源:国知局


1.本实用新型涉及电池的技术领域,尤其涉及一种锂电池。


背景技术:

2.锂电池作为新一代的绿色环保电池,具有比能量高、工作电压高、自身放电小、体积小等优势,被广泛应用于各个领域中,相应的人们对于锂电池的安全性能要求也越来越高。
3.锂电池在使用过程中,如果发生内短路,会导致电池内部温度持续升高,相应的电池内部压力不断变大,容易产生爆炸的问题。现有的一般会在电池的端部设置防爆阀或防爆刻痕实现泄压。
4.但防爆阀或防爆刻痕的调压范围有限,容易导致电池内部泄压不及时,存在一定的安全隐患。


技术实现要素:

5.本实用新型提供一种锂电池,用以解决现有技术中锂电池内短路后,仍存在较大爆炸风险的缺陷,以进一步提高锂电池的安全性能。
6.本实用新型提供一种锂电池,包括:
7.壳体,具有内腔且端部设置有连通内腔的开口;
8.卷芯,设置于所述壳体中,并在所述壳体的两端处形成有电极;
9.集流盘,包括第一部、第二部、以及用于连接所述第一部与所述第二部的连接部;所述连接部上形成有熔断位,所述熔断位的截面积小于连接部其余部位的截面积;所述第一部连接于所述卷芯并与所述电极电连接;
10.盖板组件,固定连接于所述壳体上,用于密封所述壳体端部的开口;
11.螺纹端子,固定连接于所述盖板组件,所述螺纹端子与所述盖板组件绝缘且电连接于所述第二部。
12.根据本实用新型提供的一种锂电池,所述连接部上设置有至少一个缺口,形成所述熔断位。
13.根据本实用新型提供的一种锂电池,所述连接部上设置有长条状的加强部,所述加强部的两端分别靠近所述第一部和所述第二部。
14.根据本实用新型提供的一种锂电池,所述连接部上冲压有条形槽,以形成所述加强部。
15.根据本实用新型提供的一种锂电池,所述缺口有两个且对称设置于所述连接部相对的两侧,并且所述缺口靠近所述加强部的端部。
16.根据本实用新型提供的一种锂电池,所述盖板组件包括:盖板、外绝缘垫、内绝缘垫和铆钉;所述螺纹端子、外绝缘垫、盖板、内绝缘垫和集流盘依次通过所述铆钉连接;所述盖板上设置有用于供所述铆钉穿过的通孔,所述通孔中穿设有绝缘圈,所述铆钉穿设于所
述绝缘圈。
17.根据本实用新型提供的一种锂电池,所述绝缘圈一体成型于所述外绝缘垫或所述内绝缘垫。
18.根据本实用新型提供的一种锂电池,所述螺纹端子背离所述盖板的一面上设置有“一”字型或“十”字型的标志槽。
19.根据本实用新型提供的一种锂电池,所述盖板上设置有用于连通壳体内腔的注液孔,所述外绝缘垫上对应注液孔的位置设置有第一让位孔,所述螺纹端子上对应第一让位孔的位置设置有第二让位孔;所述注液孔内嵌合有用于封闭所述注液孔的密封钉。
20.根据本实用新型提供的一种锂电池,所述盖板上设置有防爆阀,所述外绝缘垫上对应防爆阀的位置设置有第一让位孔,所述螺纹端子上对应第一让位孔的位置设置有第二让位孔。
21.本实用新型提供的一种锂电池,通过在集流盘上设置熔断位,当电池发生内短路时,集流盘的瞬时电流变大,由于熔断位的截面积小于连接部其余部位的截面积,因而熔断位的电阻较大,短路后局部温度较高,加之其截面积较小,因而电池内短路时可以将熔断位熔断,使电池断路,减小因电池内部温度、压力持续升高所带来的爆炸隐患,提高电池的安全性能。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本实用新型提供的锂电池的结构示意图;
24.图2是本实用新型提供的盖板组件的结构示意图之一;
25.图3是本实用新型提供的集流盘与盖板组件连接关系的示意图之一;
26.图4是本实用新型提供的集流盘与盖板组件连接关系的示意图之二;
27.图5是本实用新型提供的盖板组件的结构示意图之二。
28.附图标记:
29.1、壳体;2、卷芯;3、集流盘;30、第一部;300、凹槽;301、焊接区;31、第二部;310、第三铆钉孔;32、连接部;320、熔断位;321、缺口;322、加强部;4、盖板组件;40、盖板;400、通孔;401、注液孔;402、防爆阀;41、外绝缘垫;410、第二铆钉孔;411、第一让位孔;42、内绝缘垫;420、第一铆钉孔;421、绝缘圈;43、铆钉;430、大端头;5、螺纹端子;50、第四铆钉孔;51、第二让位孔;52、标志槽;6、密封钉。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型中的附图,对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范
围。
31.为了方便理解本实用新型的锂电池,首先说明其应用场景,锂电池在得到广泛使用的同时,人们对于其安全性能的要求也越来越高,当锂电池发生内短路时,其内部温度和压力会持续升高,容易产生爆炸的问题,现有技术中,一般会在电池的端部设置防爆阀或防爆刻痕实现泄压,防爆刻痕或防爆阀为电池壳体相对较为薄弱的位置,当电池内部压力增大到一定值时,防爆阀或防爆刻痕处会打开,以减小电池爆炸的问题。但防爆刻痕或防爆阀只会在电池压力升高到一定的值时才会起作用,此时电池内部的压力已经较大,此外,防爆刻痕或防爆阀的压力调节范围有限,容易导致电池内部泄压不及时,仍然存在较大的安全隐患。因此,本技术提供了一种锂电池,用以减小现有技术中防爆阀或防爆刻痕泄压不及时的问题,提高锂电池的安全性能。
32.下面结合图1-图5描述本实用新型的锂电池。
33.参照图1和图2,一种锂电池,包括壳体1、卷芯2、集流盘3、盖板组件4和螺纹端子5;其中,壳体1具有内腔且端部设置有连通内腔的开口;卷芯2设置于壳体1内,并且卷芯2在壳体1的两端处形成有电极。
34.集流盘3包括第一部30、第二部31、以及用于连接第一部30和第二部31的连接部32,集流盘3的第一部30连接于卷芯2上,第二部31与螺纹端子5电连接,从而使螺纹端子5可以作为电池的电极来连接外部的模组,使电池可以类似螺栓固定的方式连接在模组上,实现电池的快速安拆,当单颗电池故障时,可以将故障的电池拆下并更换新的电池,避免模组整体报废,有利于电池的梯次利用和回收。
35.集流盘3的连接部32上形成有熔断位320,熔断位320的截面积小于连接部32其余部位的截面积,当电池内部短路时,熔断位320局部温度较高进而被熔断,使电池内部断路,避免电池因内部温压持续升高产生爆炸风险。
36.盖板组件4固定连接于壳体1上,用于盖合壳体1端部的开口,对电池进行密封。
37.实际应用中,当电池发生内短路时,流过集流盘3的瞬时电流变大,由于熔断位320的截面积小于连接部32其余部位的截面积,因而熔断位320的电阻较大,短路后局部温度较高,加之其截面积较小,因而电池内短路时可以将熔断位320熔断,使电池断路,减小因电池内部温度、压力持续升高所带来的爆炸隐患,提高电池的安全性能。
38.壳体1呈圆柱状,其可以采用铝、钢或其他金属材料制成;壳体1的两端具有开口,卷芯2通过壳体1端部的开口放入壳体1的内腔中。卷芯2的两端分别为正极和负极,卷芯2放入壳体1后,卷芯2的正极和负极分别对应壳体1两端的开口。
39.集流盘3采用铝或其他金属材料制成;集流盘3的连接部32上设置有至少一个缺口321,从而形成了截面积相对较小的熔断位320。缺口321可以位于连接部32的一侧或两侧,并且可以位于连接部32的任意位置。
40.参照图2和图3,连接部32上设置有长条状的加强部322,加强部322的两端分别靠近集流盘3的第一部30和第二部31,用来对连接部32中间的部位进行加强,在折弯集流盘3时,连接部32设置有加强部322的位置不容易发生弯折,而连接部32靠近第一部30和第二部31的部位容易被折弯,以使集流盘3的折弯位置相对较为固定,方便工作人员将集流盘3折弯至所需的形状。相应的,熔断位320可以靠近加强部322的端部设置,以使熔断位320不仅可以起到熔断的作用,还可以方便集流盘3的折弯。
41.本实施例中,缺口321有两个且对称设置于连接部32的两侧,两个缺口321之间的连线与加强部322的端部平齐,并且缺口321靠近集流盘3的第二部31。可以理解,当熔断位320靠近集流盘3的第一部30时,同样可以起到熔断以及方便集流盘3折弯的作用。
42.一个具体的实施例中,参照图3和图4,在连接部32上沿连接部32的长度方向冲压有条形槽,在连接部32一面形成条形槽的同时在另一面形成条状的凸起,以形成加强部322,对连接部32中部起到加强的作用。
43.其他实施例中,还可以在连接部32上凸出设置长条状的加强肋,同样可以起到加强的作用。此外,加强部322可以沿连接部32的长度方向布设,也可以与连接部32的长度方向呈夹角设置。加强部322可以有一条或一条以上,当加强部322有一条以上时,加强部322之间既可以互相平行,也可以相互交叉,总之,无论加强部322以何种方式布设,只需对连接部32既定位置进行加强即可。
44.参照图3和图4,集流盘3的第一部30通过激光焊接的方式与卷芯2的电极连接,第二部31用于和盖板组件4以及螺纹端子5相连接。在第一部30朝向盖板组件4的一面上设置有多个凹槽300,凹槽300采用冲压而成,从而在形成凹槽300的同时,在第一部30的另一面形成凸台状的焊接区301,在焊接第一部30与卷芯2的电极时,凸台状的焊接区301与卷芯2接触,以提高第一部30与卷芯2的接触效果和接触面积,从而保证更好的焊接效果。
45.参照图2,盖板组件4包括盖板40、外绝缘垫41、内绝缘垫42和铆钉43;螺纹端子5、外绝缘垫41、盖板40、内绝缘垫42、以及集流盘3的第二部31依次通过铆钉43连接;其中,盖板40盖合于壳体1的开口端并与壳体1通过激光焊接固定,以封闭壳体1端部开口;盖板40与螺纹端子5通过外绝缘垫41电隔绝,盖板40与集流盘3通过内绝缘垫42电隔绝,集流盘3与螺纹端子5通过铆钉43电连接。
46.铆钉43可以采用铝、铜或其他金属材料制成,铆钉43至少有一个,其具体数量可以根据实际的需求进行选择,只需使螺纹端子5、外绝缘垫41、盖板40、内绝缘垫42、以及集流盘3稳定连接在一起即可。当铆钉43具有一个时,可以使铆钉43位于电池的中轴线位置,当铆钉43具有一个以上时,可以使铆钉43环绕电池的中轴线均匀排布。本实施例中,铆钉43有三个。
47.盖板40呈圆盘状且采用金属材料制成,盖板40上环绕圆心设置有三个通孔400,相应的,内绝缘垫42上对应通孔400的位置设置有第一铆钉孔420,并且内绝缘垫42上环绕第一铆钉孔420设置有绝缘圈421;绝缘圈421的外径不大于通孔400的内径,且内径不大于铆钉43的直径,当内绝缘垫42垫设于盖板40底部后,绝缘圈421穿设于通孔400中,形成用于供铆钉43穿过的绝缘通道,以对铆钉43与通孔400的内壁电隔绝。具体的,绝缘圈421的外径与通孔400适配,内径与铆钉43适配,当绝缘圈421穿设于连通孔400后,其外壁与通孔400的内壁相抵接。
48.外绝缘垫41上对应通孔400的位置设置有第二铆钉孔410,用于供铆钉43穿过,当外绝缘垫41垫设于盖板40上表面后,绝缘圈421背离内绝缘垫42的一端与外绝缘垫41抵接,以提高绝缘效果。
49.另一个实施例中,绝缘圈421还可以设置于外绝缘垫41上,相应的,绝缘圈421穿过通孔400后,其端部与内绝缘垫42相抵接。此外,绝缘圈421与内绝缘垫42或外绝缘垫41还可以采用分体式连接。
50.第二部31对应通孔400的位置设置有第三铆钉孔310,螺纹端子5上对应通孔400的位置设置有第四铆钉孔50;铆钉43的一端形成有大端头430,铆钉43的大端头430与第二部31背离盖板40的一面相抵接,另一端嵌入第四铆钉孔50中,内绝缘垫42和外绝缘垫41可产生一定的压缩余量,使用压力机对螺纹端子5施加压力时,可以使铆钉43产生变形以铆接固定螺纹端子5。
51.参照图2和图5,连接卷芯2正极的集流盘3为正极集流盘,连接卷芯2负极的集流盘3为负极集流盘,正极集流盘和负极集流盘的区别仅在于材质不同,正极集流盘可以采用铝材质制成,负极集流盘可以采用铜镀镍或镍材质制成。
52.相应的,位于电池正极的盖板40为正极盖板,正极盖板上设置有用于连通壳体1内腔的注液孔401;外绝缘垫41上对应注液孔401的位置设置有第一让位孔411,螺纹端子5上对应第一让位孔411的位置设置有第二让位孔51,以便于工作人员相壳体1中注入电解液。注液孔401内嵌合有密封钉6,用于封闭注液孔401。具体的,密封钉6与注液孔401可以采用激光焊接固定。
53.相应的,位于电池负极的盖板40为负极盖板,负极盖板上设置有防爆阀402;外绝缘垫41上对应注液孔401的位置设置有第一让位孔411,螺纹端子5上对应第一让位孔411的位置设置有第二让位孔51,当电池内部压力过大时,可以通过防爆阀402泄压,以提高电池的安全性能。
54.相应的,螺纹端子5背离盖板40的一面上设置有标志槽52,用于区分电池的正负极,当螺纹端子5作为电池的正极时,标志槽52为“十”字型,当螺纹端子5作为电池的负极时,标志槽52为“一”字型。标志槽52除了可以区分电池的正负极外,还可以与“十”字或“一”字螺丝刀相配合,方便电池的安拆。
55.具体的,电池两端的两个螺纹端子5,一个外径大于壳体1的直径,另一个外径小于壳体1的直径,以方便电池与模组相连接。
56.下面对上述锂电池的制备方法进行描述,下文描述的锂电池的制备方法与上文描述的锂电池可相互对应参照。
57.锂电池的制备方法,包括以下步骤:
58.s1、将卷芯2装入壳体1内,使卷芯2正极端露出壳体1外;
59.s2、使用铆钉43将螺纹端子5、盖板组件4和正极集流盘的第二部31进行连接;将正极集流盘的第一部30与卷芯2的正极接触,并对进行激光焊接;
60.s3、将正集流盘3折弯90度,推动卷芯2,使卷芯2的负极端露出壳体1外;
61.s4、使用铆钉43将螺纹端子5、盖板组件4和负极集流盘的第二部31进行连接;将负极集流盘的第一部30与卷芯2的负极接触,并对进行激光焊接;
62.s5、在卷芯2的正、负极端,缠绕高温胶带,以使正极集流盘和负极集流盘与壳体1电绝缘;
63.s6、对正极集流盘、负极集流盘折弯,盖板组件4盖合于壳体1两端开口处,对盖板40与壳体1接触处进行激光密封焊接;
64.s7、对电池进行烘烤;
65.s8、从注液孔401对电池进行注液,将密封钉6嵌入注液孔401内,并对两者接触处进行激光密封焊接;
66.s9、对电池进行老化、预充、清洗等工序,得到电池成品。
67.本实用新型的新创垫在于:当电池发生内短路时,集流盘3的瞬时电流变大,由于熔断位320的截面积小于连接部32其余部位的截面积,因而熔断位320的电阻较大,短路后局部温度较高,加之其截面积较小,因而电池内短路时可以将熔断位320熔断,使电池断路,减小因电池内部温度、压力持续升高所带来的爆炸隐患,提高电池的安全性能。
68.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
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