无极耳电池及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种无极耳电池盖及制备的无极耳电池，包括壳体、正极片、负极片和隔膜，所述壳体包括主壳体和电池盖，所述电池盖包括设置密封圈、上部和下部，所述密封圈设置在壳体上端，上部和下部的两端端部均与密封圈固定连接。本发明专利技术电池盖需具有CID功能，即当电池失效时，内部产生很多气体，压力增大时，焊接到电池盖的焊点能断开脱落，翻转，使电池内部断路，起到保护作用。同时设置有注液孔，利用铆钉原理，在铆接时，铆钉会将同一端的正极或负极的留白集流体与电池壳体铆接在一起，增强了电芯与壳体的连接强度和降低电池内阻。与壳体的连接强度和降低电池内阻。与壳体的连接强度和降低电池内阻。

【技术实现步骤摘要】
无极耳电池及制备方法


[0001]本专利技术涉及电池领域，具体涉及一种无极耳电池及制备方法。

技术介绍

[0002]随着目前市场对电池的需求量急速增加，对电池的要求也越来越高，尤其是动力电池对其要求不断降低其制造成本、提高电池快速充电能力和高倍率放电能力、延长其使用寿命等，国内外各大电池制造厂商也在不断地迎合市场需求，从提升电池能量密度、降低电池成本、提高电池大电流充放电能力等方面对电池进行设计改造。
[0003]最常见的是对电池进行“无极耳”或“全极耳”的设计，其核心设计理念都是通过正负极集流体与“盖板”（集流盘）直接连接或焊接，然后再通过“盖板”（集流盘）与电池壳体进行连接，从而达到大幅降低电池内阻的效果。但这种方式由于多了“盖板”（集流盘）与正负极集留板的连接，从而增加了生产工艺步骤；同时由于增加“盖板”（集流盘）后占用了电池内部的空间而损失一部分电池容量；更进一步，“盖板”（集流盘）与电池壳体的连接还存在一定的连接面积的限制，加大了电池内阻增大的几率，使得无极耳的优点降低很多。
[0004]由于“无极耳”或“全极耳”的设计下，正、负极集流体与外壳直接焊接有一定的技术难点和工艺问题，还有一部分技术是直接提出不需要“盖板”（集流盘）的方式，采用机械接触的方式实现正、负极集流体与外壳的点接触或者在正、负极集流体与外壳直接通过一些导电粘结材料使两者连接，而不用进行焊接工序。这样的方式有一个弊端，在生产制造过程中，很容易存在接触不紧密的风险，由于没有焊接，还可能在后续电池的使用过程中，由其复杂的使用环境造成原本接触很好的正负极集流体和外壳两者之间存在空隙，从而使电池的内阻不稳定，降低电池寿命，影响其电池性能的发挥。如果电池的正负极集流体与外壳同时采用机械式接触，在发生电池内部失控的时候无法实现电池导电的完全断开，存在着一定的安全隐患。
[0005]针对于以上问题，如何保证电池的使用安全、增加电池内部空间提高电池容量及能量密度、加强焊接效果、减小电池的焊接内阻、提高电池大电流充放电的能力、降低电池的生产成本和优化生产工艺步骤成为该课题的主要改善方向。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出了一种无极耳电池及制备方法，旨在解决现有技术关于电池采用多极耳、全极耳和无极耳结构存在的安全隐患、占用电池内部空间、内阻大或不稳定、工艺复杂困难和成本高等一系列问题。同时由于本专利技术设计制备中涉及到正极集流体与电池盖直接焊接时，由于焊接能量过大，电解液不能提前注入，否则会引起安全问题，而电解液只能再正极集流体和电池盖焊接后再注入，常规技术在电池盖处设计注液口，这样工艺操作难度系数比较大，且密封性不稳定，为同时解决这些问题，还设计出与本专利技术相关的电池盖设计、底部注液方式设计的方案。
[0007]一种无极耳电池，包括壳体、正极片、负极片和隔膜，所述壳体包括主壳体和电池
盖，所述电池盖包括设置密封圈、上部和下部，所述密封圈设置在壳体上端，上部和下部的两端端部均与密封圈固定连接。
[0008]优选地，所述主壳体（电池壳）呈圆柱形或方形。
[0009]所述主壳体底部设有注液口，注液口内注射有电解液，利用密封件对注液口进行密封，包括但不限于铆钉、硅胶塞等。
[0010]更进一步，电池壳使用铆钉进行最后的密封时，可采用铜质、镍质、铝质等金属材质或导电性较好的合金材质的铆钉，利用铆钉原理，在铆接时，铆钉会将同一端的极片留白集流体与电池壳体铆接在一起；从而增强了电芯与壳体的连接强度和降低电池内阻。
[0011]所述正极片上设有正极有料区和正极空白箔材，负极片上设有负极有料区和负极空白箔材，隔膜、正极片和负极片依次层叠后通过卷绕或者堆叠的方式形成电芯，负极空白箔材与主壳体底端连接。
[0012]所述下部包括平直翻转区，平直翻转区两端向上设有弧形缓冲区，弧形缓冲区的端部设有固定端。
[0013]更进一步，所述的连接壳体（电池盖）具有CID（Current Interrupt Device，电流切断装置）功能，即当电池失效时，内部产生很多气体，压力增大时焊接到电池盖下部（平直翻转区）的焊点断开脱落后翻转，使电池内部断路，起到保护作用。电池盖设计要合理，当电池失效产生大量气体时，既要保证电池盖有足够的空间进行翻转断路，同时还要保证在电池爆破时有足够的排气孔能瞬间释放出气体。
[0014]所述平直翻转区的下端面与正极空白箔材固定连接，平直翻转区与电芯的中心区域上下对应设置。
[0015]优选地，所述电极组件（电芯）的正负极外露留白可为各种结构，包括直立结构、螺旋转绕组、平叠结构、十字结构等。
[0016]优选地，所述的正极片和负极片的无料区（留白）可以是全部也可以是部分，形状可以为任何形状，包括直线型、三角形、长方形、锯齿型等，同时形状也可以一种或一种以上不同形状进行组合。
[0017]所述电芯上端还设有绝缘垫片，绝缘垫片上设有箔材孔，绝缘垫片设置在弧形缓冲区的下方。
[0018]所述的无极耳电池的制备方法，步骤如下：（a）在金属箔材上，按照正负极工艺配比将活性物质涂敷在金属箔材上，经过碾压成型和裁剪制成正极片和负极片，正极片上设有正极有料区和正极空白箔材，负极片上设有负极有料区和负极空白箔材；（b）隔膜、正极片和负极片依次层叠后通过卷绕或者堆叠的方式形成电芯，将电芯置于主壳体中；（c）将负极空白箔材与主壳体的底部直接接触；（d）将主壳体进行辊槽工艺，在电芯上方设置绝缘垫片；（e）将正极空白箔材与平直翻转区直接接触，将电池盖机械密封于主壳体的开口侧；（f）在主壳体的底部设置注液口，同时向注液口内进行注电解液，用密封件将注液口进行预封；（g）清洗壳体后进行化成后，化成后将密封件拔出，进行排气后，用铆钉进行密封。
[0019]所述负极空白箔材与主壳体底部焊接固定，正极空白箔材与平直翻转区通过焊接固定。
[0020]本专利技术的有益效果是：本专利技术电池盖需具有CID（Current Interrupt Device，电流切断装置）功能，即当电池失效时，内部产生很多气体，压力增大时，焊接到电池盖的焊点能断开脱落，翻转，使电池内部断路，起到保护作用。同时设置有注液孔，利用铆钉原理，在铆接时，铆钉会将同一端的正极或负极的留白集流体与电池壳体铆接在一起，增强了电芯与壳体的连接强度和降低电池内阻。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。
[0022]图1是本专利技术无极耳电池结构示意图。
[0023]图2是本专利技术无极耳电池电芯结构示意图。
[0024]图3是本专利技术主壳体（电池壳）底部示意图。
[0025]图4本专利技术下部示意图。
[0026]图5是本专利技术中连接壳体（电池盖）侧剖示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无极耳电池，包括壳体、正极片（13-1）、负极片（13-3）和隔膜（13-2），所述壳体包括主壳体（11-1）和电池盖，其特征在于：所述电池盖包括设置密封圈（12-2）、上部（12-1）和下部（12-3），所述密封圈（12-2）设置在壳体上端，上部（12-1）和下部（12-3）的两端端部均与密封圈（12-2）固定连接。2.根据权利要求1所述的无极耳电池，其特征在于：所述主壳体（11-1）底部设有注液口（11-2），注液口（11-2）内注射有电解液，利用密封件（11-3）对注液口（11-2）进行密封。3.根据权利要求1或2所述的无极耳电池，其特征在于：所述正极片（13-1）上设有正极有料区（13-12）和正极空白箔材（13-11），负极片（13-3）上设有负极有料区（13-32）和负极空白箔材（13-31），隔膜（13-2）、正极片（13-1）和负极片（13-3）依次层叠后通过卷绕或者堆叠的方式形成电芯（13），负极空白箔材（13-31）与主壳体（11-1）底端连接。4.根据权利要求3所述的无极耳电池，其特征在于：所述下部（12-3）包括平直翻转区（12-31），平直翻转区（12-31）两端向上设有弧形缓冲区（12-32），弧形缓冲区（12-32）的端部设有固定端（12-33）。5.根据权利要求4所述的无极耳电池，其特征在于：所述平直翻转区（12-31）的下端面与正极空白箔材（13-11）固定连接，平直翻转区（12-31）与电芯（13）的中心区域上下对应设置。6.根据权利要求3所述的无极耳电池，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘青海，
申请(专利权)人：天津赢慧科技咨询服务有限公司，
类型：发明
国别省市：