一种全极耳圆柱形卷芯的极耳整形及焊接方法及其形成的全极耳圆柱形卷芯技术

本申请涉及一种全极耳圆柱形卷芯的极耳整形及焊接方法及其形成的全极耳圆柱形卷芯，属于电池技术领域。该方法包括以下步骤：(1)全极耳圆柱形卷芯负极端面整形，(2)负极绝缘环安装，(3)负极集流圈安装，(4)负极耳与负极集流圈内壁弧形焊接，(5)正极端面也可采用同样的整形工艺和焊接方式。本申请具有如下的技术效果和优点：圆柱形卷芯的极耳通过整形而非切极耳方式形成，可以有效减少设备投入、提高生产效率、降低生产成本；整形后的环形极耳与环形正负极环形集流圈在高出卷芯体的侧面焊接，而非在卷芯体端面焊接，可以避免端面焊时焊穿铜铝箔揉平面进而烧伤隔膜，提高成品合格率，降低材料损耗，大幅减少电池的短路和自放电风险。

【技术实现步骤摘要】
一种全极耳圆柱形卷芯的极耳整形及焊接方法及其形成的全极耳圆柱形卷芯
本申请涉及一种全极耳圆柱形卷芯的极耳整形及焊接方法及其形成的全极耳圆柱形卷芯,属于电池

技术介绍
圆柱形电池因其生产自动化程度高、生产效率高、电池一致性好，应用领域越发广泛，随着新能源汽车和储能等领域对电池能量需求越来越大，通常采用将多个小容量圆柱形电池串并联成一个大容量、高电压的电池组。在将多个电池串并联使用时，对电池的容量、内阻和自放电等性能的一致性要求很高；电池容量和内阻一致性很容易在生产过程中得到控制和确认，但对电池自放电一致性差异很难在生产和检测过程中确认。为此，在CN102901931A、CN105598044A、CN105598044A、CN107991627A和CN105633472A等专利中，通过优化搁置温度、SOC、时间等方法筛选显著自放电大的电池，但对自放电差异小或不同使用阶段出现的自放电异常电池无法进行筛查和控制；在CN206373482U、CN204449620U、CN210937646U、CN211679237U和CN211866861U等专利中，部分解决了电池生产过程中特别是极耳焊接过程中粉尘的清除，从源头解决电池自放电的产生；但对于如CN204441382U专利所述的端面集流体焊接导致的极组焊穿和焊渣残留问题，无法通过清除与防护解决。
技术实现思路
为解决上述问题，本申请提出了一种全极耳圆柱形卷芯的极耳整形及焊接方法。包括以下步骤：(1)全极耳圆柱形卷芯负极端面整形，(2)负极绝缘环安装，(3)负极集流圈安装，(4)负极耳与负极集流圈内壁弧形焊接，(5)正极端面也可采用同样的整形工艺和焊接方式。本申请所述全极耳圆柱形卷芯由正极片、负极片和隔膜交错卷绕而成，其中正极片和负极片的一侧均留有未涂活性材料的箔材，卷绕后分别置于卷芯的两侧，分别形成由多层箔材组成的正极端面和负极端面。本申请所述负极耳整形是通过整形机构轴向压平负极端面的圆形中心区和外圈区箔材，环状中间区箔材保持原高度，且环状中间区高出1～5mm；环状中间区箔材的层数由卷芯设计导流能力确定。本申请所述全极耳圆柱形卷芯，在整形后的负极端面安装负极绝缘环，然后在其上安装负极集流圈，环形负极集流圈内壁与整形后的环形负极耳外层贴合在一起。本申请所述负极耳与负极汇流帽焊接可采用超声焊、电阻焊、氩弧焊、激光焊等方式中的任意一种焊接方式，将环形负极耳与环形负极集流圈焊接起来。本申请所述正极端面也可以采用与负极端面同样的方法进行正极耳的整形与焊接。本申请的一种根据前述的方法形成的全极耳圆柱形卷芯，其包括由多层边缘未涂活性材料的箔材卷绕形成的正极端面和负极端面，正极端面和负极端面通过整形机构轴向压平箔材整形的圆形中心区和外圈区，还包括位于圆形中心区和外圈区的环状中间区，环状中间区箔材保持原高度，且环状中间区箔材比圆形中心区和外圈区箔材高出1～5mm。另外，正、负极端面分别安装有正、负极绝缘环，绝缘环上安装有与正负极端面环形极耳外层贴合在一起的环形正负极集流圈。此外，环形正负极集流圈以超声焊、电阻焊、氩弧焊和/或激光焊的方式，分别与正负极端面的环形极耳焊接在一起。本申请具有如下的技术效果和优点：(1)圆柱形卷芯的极耳通过整形而非切极耳方式形成，可以有效减少设备投入、提高生产效率、降低生产成本；(2)整形后的环形极耳与环形正负极环形集流圈在高出卷芯体的侧面焊接，而非在卷芯体端面焊接，可以避免端面焊时焊穿铜铝箔揉平面进而烧伤隔膜，提高成品合格率，降低材料损耗，大幅减少电池的短路和自放电风险。附图说明图1为本申请的圆柱形卷芯爆炸图。图2为本申请的卷芯整形示意图。图3为本申请的卷芯整形端面俯视图。图4为本申请的卷芯整形端面侧视图。图5为本申请的负极耳与负极集流圈焊接示意图。具体实施方式下面结合附图详细说明本申请的具体实施方式。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。在附图中，1为卷芯，2为负极绝缘环，3为负极集流圈，4为正极绝缘环，5为正极集流圈。本申请的整体技术方案如下：包括以下步骤：(1)全极耳圆柱形卷芯负极端面整形，(2)负极绝缘环安装，(3)负极集流圈安装，(4)负极耳与负极集流圈内壁弧形焊接，(5)正极端面也可采用同样的整形工艺和焊接方式。本申请所述全极耳圆柱形卷芯由正极片、负极片和隔膜交错卷绕而成，其中正极片和负极片的一侧均留有未涂活性材料的箔材，卷绕后分别置于卷芯的两侧，分别形成由多层箔材组成的正极端面和负极端面。本申请所述负极耳整形是通过整形机构轴向压平负极端面的圆形中心区和外圈区箔材，环状中间区箔材保持原高度，且环状中间区高出1～5mm；环状中间区箔材的层数由卷芯设计导流能力确定。本申请所述全极耳圆柱形卷芯，在整形后的负极端面安装负极绝缘环，然后在其上安装负极集流圈，环形负极集流圈内壁与整形后的环形负极耳外层贴合在一起。本申请所述负极耳与负极汇流帽焊接可采用超声焊、电阻焊、氩弧焊、激光焊等方式中的任意一种焊接方式，将环形负极耳与环形负极集流圈焊接起来。本申请所述正极端面也可以采用与负极端面同样的方法进行正极耳的整形与焊接。本申请的一种根据前述的方法形成的全极耳圆柱形卷芯，其包括由多层边缘未涂活性材料的箔材卷绕形成的正极端面和负极端面，正极端面和负极端面通过整形机构轴向压平箔材整形的圆形中心区和外圈区，还包括位于圆形中心区和外圈区的环状中间区，环状中间区箔材保持原高度，且环状中间区箔材比圆形中心区和外圈区箔材高出1～5mm。另外，正、负极端面分别安装有正、负极绝缘环，绝缘环上安装有与正负极端面环形极耳外层贴合在一起的环形正负极集流圈。此外，环形正负极集流圈以超声焊、电阻焊、氩弧焊和/或激光焊的方式，分别与正负极端面的环形极耳焊接在一起。图1为本申请的圆柱形卷芯爆炸图。在整形后的卷芯1负极端面安装负极绝缘环2，然后在其上安装环形负极集流圈3，负极集流圈3内壁与整形后的环形负极耳外侧贴合并焊接在一起。图2为本申请的卷芯整形示意图，图3为本申请的卷芯整形端面俯视图，图4为本申请的卷芯整形端面侧视图。如图2、图3和图4所示，负极耳整形是通过整形机构轴向压平负极端面的圆形中心区和外圈区箔材，环状中间区箔材保持原高度，且环状中间区箔材比圆形中心区和外圈区箔材高出1～5mm；环状中间区箔材的层数由卷芯设计导流能力确定。图5为本申请的负极耳与负极集流圈焊接示意图，采用超声焊、电阻焊、氩弧焊、激光焊等方式中的任意一种或多种焊接方式，将环形负极耳与负极集流圈焊接起来。焊接区域在高出卷芯体侧面，而非在卷芯体端面，可以避免端面焊接时焊穿整形下压的箔材，进而烧伤隔膜；同时，整形下压的箔材可以有效阻档焊渣进入卷芯体内，减少电池短路和自放电风险。正极端面也可以采用与负极端面同样的方法进行环形正极耳的整形与焊接。...

【技术保护点】
1.一种全极耳圆柱形卷芯的极耳整形及焊接方法，包括以下步骤：(1)全极耳圆柱形卷芯负极端面整形，(2)负极绝缘环安装，(3)负极集流圈安装，(4)负极耳与负极集流圈内壁弧形焊接，(5)正极端面也可采用同样的整形工艺和焊接方式。/n

【技术特征摘要】
1.一种全极耳圆柱形卷芯的极耳整形及焊接方法，包括以下步骤：(1)全极耳圆柱形卷芯负极端面整形，(2)负极绝缘环安装，(3)负极集流圈安装，(4)负极耳与负极集流圈内壁弧形焊接，(5)正极端面也可采用同样的整形工艺和焊接方式。


2.根据权利要求1所述的全极耳圆柱形卷芯的极耳整形及焊接方法，其特征在于，所述全极耳圆柱形卷芯由正极片、负极片和隔膜交错卷绕而成，其中正极片和负极片的一侧均留有未涂活性材料的箔材，卷绕后分别置于卷芯的两侧，分别形成由多层箔材组成的正极端面和负极端面。


3.根据权利要求1和2所述的全极耳圆柱形卷芯的极耳整形及焊接方法，其特征在于，所述负极耳整形是通过整形机构轴向压平负极端面的圆形中心区和外圈区箔材，环状中间区箔材保持原高度，且环状中间区箔材比圆形中心区和外圈区箔材高出1～5mm；环状中间区箔材的层数由卷芯设计导流能力确定。


4.根据权利要求3所述的全极耳圆柱形卷芯的极耳整形及焊接方法，其特征在于，在整形后的负极端面安装负极绝缘环，然后在其上安装负极集流圈，环形负极集流圈内壁与整形后的环形负极耳外层贴合在一起。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：许祎凡，黄伟东，娄豫皖，张朋，孟祎凡，李紫璇，
申请(专利权)人：上海比耐信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31