圆柱形电池及其电极集流组件和制法制造技术

本申请公开了一种圆柱形电池的电极集流组件以及配置这种组件的圆柱形电池及其制法，电极集流组件包括导电材质的集流板和导电材质的电极端子，集流板朝向电极端子的那一侧焊接一引流板，引流板的厚度和电极端子的厚度同向布置，电极端子朝向集流板的那一侧成型有沿着集流板厚度方向向内凹陷的、且与引流板相适配的凹腔，引流板嵌入所述凹腔中从而与电极端子导电接触连接。本申请的电极集流组件兼顾了载流能力及焊接性能，使得电池的内阻降低，功率性能大幅度提高，从而可以避免使用过程中电池温度过高，改善电池组温度场的均一性，提升电池组的性能和可靠性，延长使用寿命。

Cylindrical battery and electrode collector assembly and manufacturing method thereof

The present application discloses an electrode current collector assembly of a cylindrical battery and a cylindrical battery configured with such assembly and its manufacturing method. The electrode current collector assembly includes a current collector made of conductive material and an electric terminal made of conductive material. The current collector plate is welded to the other side of the electrode terminal with a drain plate, the thickness of the drain plate and the thickness of the extreme electrons. In the same direction, the electrode terminal is formed on the other side of the collector plate with an inward depression along the thickness direction of the collector plate and a cavity adapted to the drainage plate. The drainage plate is embedded in the cavity so as to be conductively connected with the electrode terminal. The current-collecting module of the electrode in this application takes into account both the current-carrying capacity and the welding performance, thereby reducing the internal resistance of the battery and greatly improving the power performance, thereby avoiding the excessive high temperature of the battery during use, improving the uniformity of the temperature field of the battery pack, improving the performance and reliability of the battery pack, and prolonging the service life of the battery pack.

【技术实现步骤摘要】
圆柱形电池及其电极集流组件和制法
本申请涉及电池领域，具体涉及一种圆柱形电池电极的集流组件以及配置这种组件的圆柱形电池，同时还提出了这种圆柱形电池的制法。
技术介绍
近几年来，随着混合动力汽车、电动汽车、电动摩托车等市场的不断发展，蓄电池的作用越来越被重视，蓄电池组的规模即每组中集成电池的数量越来越大，对蓄电池的功率输出特性和可靠性要求也越来越高。可是，目前被广泛使用的蓄电池，如镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池及铅酸电池，都存在着单体电池的容量越大，其功率性能显著下降的情况。造成这种结果的原因很多，但是，其中最主要的一个原因是电池本身的集流效果下降、内阻较大所导致的。特别是在大电流充放电时，因电池产生的热量不能及时导出，整组电池就会在高温下工作，因而导致电池性能的迅速劣化；更为严重的是，如果电池组内部热量导出不均匀，就会使个别电池处于比同组中其它电池更高的环境温度下工作，从而易造成这部分电池过充或过放，性能过早衰退，从而导致整组电池性能降低和寿命缩短。为了减少电池组内部热量局部积聚和温度不均匀，人们不得不加大电池之间的排列间距，采取通风甚至通水等强制冷却措施，这样不仅增大了电池组的体积，更提高了设计难度和制造成本。传统的蓄电池正负极的集流结构如下图所示，其采用金属壳的圆柱型蓄电池电池壳3为中空带底部的圆柱型，电池壳3的底部同时也是负极端子；安全阀4是目前密封蓄电池上普遍采用的一种安全阀，也就是正极端子2；负极集流板8一方面通过焊接与筒状卷绕的极组(也称电极卷芯)的负极端连接在一起，同时通过焊接与电池壳3的壳底部连接在一起。正极集流盘7通过焊接与筒状卷绕的极组(也称电极卷芯)连接在一起，同时通过焊接与正极端子2连接在一起。安全阀4与电池壳3通过一个塑胶材质的绝缘环5来实现电气绝缘，同时起到密封作用。传统蓄电池的制作步骤：(1)按传统的技术制作出预定尺寸的正极板9、负极板10，将隔膜11放在正极板9和负极板10之间，一起卷绕成圆筒状极组，即卷绕极芯。(2)用电阻焊机或是激光焊机将正极端子与正极引流条6焊接在一起；用电阻焊机或是激光焊机将负极端子(电池壳壳底)与负极集流板8焊接在一起；(3)将卷绕成筒状的极组装入电池壳3中，将电阻焊机的针状电极从筒状极组的中心插入，并与正极集流板7接触，将电阻焊机的另一个电极与电池壳底接触并焊接住。注入电解液，再用类似的方法将正极集流板上的引流元件与安全阀4焊住。(4)采用机械方法通过绝缘垫5将电池壳3与安全阀4密封并实现电气绝缘。上述正极集流板7、正极引流条6、负极集流板8(尤其是引流条)均为单层金属片结构，当金属片比较薄时，易于焊接，但承载的电流较小。若简单增加金属片厚度，以提高集流板和引流板承载的电流能力，会大幅增加焊接难度。
技术实现思路
本申请目的是：针对现有技术的不足，本项目提出一种新型结构的圆柱形电池电极的集流组件以及配置这种组件的圆柱形电池，同时还提出了这种圆柱形电池的制法。本申请的技术方案是：一种圆柱形电池的电极集流组件，包括导电材质的集流板和导电材质的电极端子，其特征在于，所述集流板朝向所述电极端子的那一侧焊接一引流板，所述引流板的厚度和所述电极端子的厚度同向布置，所述电极端子朝向所述集流板的那一侧成型有沿着所述集流板厚度方向向内凹陷的、且与所述引流板相适配的凹腔，所述引流板嵌入所述凹腔中从而与所述电极端子导电接触连接。本申请这种电极集流组件在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：所述集流板、所述引流板和所述电极端子均为圆形结构，并且所述集流板、所述引流板和所述电极端子同轴布置。所述集流板包括位于其中心的第一焊接区以及位于所述第一焊接区外围的圆环形的第二焊接区，所述第一焊接区用于焊接所述引流板，所述第二焊接区用于焊接卷绕极芯。所述集流板和所述引流板的中心均开设有圆形通孔，并且所述集流板上所述圆形通孔的直径比所述引流板上所述圆形通孔的直径大2mm以上。所述集流板的厚度小于2mm，所述引流板的厚度为1mm～30mm。所述引流板与所述集流板的凹腔过盈配合、并且二者焊接固定。一种圆柱形电池，包括：圆筒状的电池壳，收容于所述电池壳内的卷绕极芯，收容于所述电池壳内、且与所述卷绕极芯的正极焊接的正极集流板，收容于所述电池壳内、且与所述卷绕极芯的负极焊接的负极集流板，设于所述电池壳轴向底端的负极端子，以及设于所述电池壳轴向顶端的正极端子；所述正极集流板朝向所述正极端子的那一侧焊接一正极引流板，所述正极引流板的厚度和所述正极端子的厚度同向布置，所述正极端子朝向所述正极集流板的那一侧成型有沿着所述正极集流板厚度方向向内凹陷的、且与所述正极引流板相适配的凹腔，所述正极引流板嵌入所述凹腔中从而与所述正极端子导电接触连接。所述负极集流板和所述负极端子的厚度同向布置，所述负极集流板朝向所述负极端子的那一侧成型有沿着所述负极集流板厚度方向向外凸出的凸起，所述负极端子朝向所述负极集流板的那一侧成型有沿着所述负极端子厚度方向向内凹陷的、且与所述凸起相适配的凹槽，所述凸起嵌入所述凹槽中从而使所述负极集流板与所述负极端子导电接触连接。所述负极端子与所述电池壳分体焊接，所述负极集流板与所述负极端子焊接，所述正极端子与所述正极引流板焊接，所述正极端子与所述电池壳之间设置有密封圈。上述圆柱形电池的制法，包括：1)提供电池壳、卷绕极芯、正极集流板、负极集流板、正极端子、负极端子、正极引流板和密封圈，其中电池壳的一端制有滚槽；2)正极引流板与正极集流板焊接，采用端面焊工艺将正极集流板和负极集流板分别焊接在卷绕极芯的两端部；3)将经过步骤2)处理后的带有正极集流板、负极集流板和正极集流板的卷绕极芯放入电池壳内，并且使正极集流板处于电池壳的滚槽端；4)在滚槽位置依次放入密封圈和正极端子，采用机械收口的方法将正极端子和电池壳密封连接在一起，正极集流板嵌入正极端子的凹腔中；5)借助负极集流板上的凸起和负极端子上的凹槽将负极集流板和负极端子压紧连接，再采用激光焊接工艺将负极集流板和负极端子固定；6)将经过步骤5)处理的带有负极集流板的负极端子固定至电池壳端部。本申请的优点是：与现有电池相比，本申请的电极集流组件兼顾了载流能力及焊接性能，使得电池的内阻降低，功率性能大幅度提高，从而可以避免使用过程中电池温度过高，改善电池组温度场的均一性，提升电池组的性能和可靠性，延长使用寿命。同时，使大型电池组的冷却问题容易解决，降低了设计的复杂性和制造成本。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。图1为传统圆柱形电池的结构示意图；图2为本申请实施例中圆柱形电池的分解结构示意图之一；图3为本申请实施例中圆柱形电池的分解结构示意图之二；图4为本申请实施例中正极集流组件的分解结构示意图；图5为本申请实施例中正极集流组件的装配图；图6为本申请实施例中负极集流组件的分解结构示意图；图7为本申请实施例中负极集流组件的装配图；其中：在图1中，1-电池，2-正极端子，3-电池壳，4-安全阀，5-绝缘密封环，6-正极引流条，7-正极集流板，8-负本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆柱形电池的电极集流组件，包括导电材质的集流板和导电材质的电极端子，其特征在于，所述集流板朝向所述电极端子的那一侧焊接一引流板，所述引流板的厚度和所述电极端子的厚度同向布置，所述电极端子朝向所述集流板的那一侧成型有沿着所述集流板厚度方向向内凹陷的、且与所述引流板相适配的凹腔，所述引流板嵌入所述凹腔中从而与所述电极端子导电接触连接。

【技术特征摘要】
1.一种圆柱形电池的电极集流组件，包括导电材质的集流板和导电材质的电极端子，其特征在于，所述集流板朝向所述电极端子的那一侧焊接一引流板，所述引流板的厚度和所述电极端子的厚度同向布置，所述电极端子朝向所述集流板的那一侧成型有沿着所述集流板厚度方向向内凹陷的、且与所述引流板相适配的凹腔，所述引流板嵌入所述凹腔中从而与所述电极端子导电接触连接。2.根据权利要求1所述的圆柱形电池的电极集流组件，其特征在于，所述集流板、所述引流板和所述电极端子均为圆形结构，并且所述集流板、所述引流板和所述电极端子同轴布置。3.根据权利要求2所述的圆柱形电池的电极集流组件，其特征在于，所述集流板包括位于其中心的第一焊接区以及位于所述第一焊接区外围的圆环形的第二焊接区，所述第一焊接区用于焊接所述引流板，所述第二焊接区用于焊接卷绕极芯。4.根据权利要求2所述的圆柱形电池的电极集流组件，其特征在于，所述集流板和所述引流板的中心均开设有圆形通孔，并且所述集流板上所述圆形通孔的直径比所述引流板上所述圆形通孔的直径大2mm以上。5.根据权利要求1所述的圆柱形电池的电极集流组件，其特征在于，所述集流板的厚度小于2mm，所述引流板的厚度为1mm～30mm。6.根据权利要求1所述的圆柱形电池的电极集流组件，其特征在于，所述引流板与所述集流板的凹腔过盈配合、并且二者焊接固定。7.一种圆柱形电池，包括：圆筒状的电池壳(1)，收容于所述电池壳内的卷绕极芯(2)，收容于所述电池壳内、且与所述卷绕极芯的正极焊接的正极集流板(3)，收容于所述电池壳内、且与所述卷绕极芯的负极焊接的负极集流板(4)，设于所述电池壳轴向底端的负极端子(5)，以及设于所述电池壳轴向顶端的正极端子(6)；其特征在于，所述正极集流板(3)朝向所述正极端子(6)的那一侧焊接一正极引流板(7)，所述正极引流板(7)的厚度和所述正极端子(6)的厚度同向布置，所述正极端子(6)朝向所述正极集流板(3)的那一侧成型有沿着所述正极集流板(3)厚度方向向内凹陷的、且与所述正极引流板(7)相适配的凹腔(601)...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄豫皖，许玉林，王爱淑，龚晓冬，张旭，
申请(专利权)人：苏州安靠电源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32