一种高体积利用率圆柱型电池及其组装工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种高体积利用率圆柱型电池及其组装工艺，包括卷芯、壳体组件、汇流盘和盖板，汇流盘上的弹性结构和焊接部交错设置形成多瓣结构，汇流盘中心处设有汇流盘凸台，且汇流盘凸台的方向与弹性结构的方向相同；卷心的一个极耳与焊接部固接后形成卷芯组件，卷芯组件插入壳体组件的壳体中，汇流盘凸台与壳体组件的极柱焊接，卷芯组件上方设有盖板，且盖板与壳体、卷芯的另一个极耳均固定连接。本发明专利技术所述的高体积利用率圆柱型电池及其组装工艺，提高了电芯的体积利用率和能量密度，大大提高了导热性能和电池寿命。提高了导热性能和电池寿命。提高了导热性能和电池寿命。

A cylindrical battery with high volume utilization and its assembly process

【技术实现步骤摘要】
一种高体积利用率圆柱型电池及其组装工艺


[0001]本专利技术属于动力电池
，尤其是涉及一种高体积利用率圆柱型电 池及其组装工艺。

技术介绍

[0002]传统圆柱电池盖板结构复杂；盖帽作为正极，壳体做为负极，组装成电 池模组时，正负极从圆柱电池两端进行导电连结不便于外部模组汇流排的设 计和焊接；另外因极耳少影响电池的功率性能；汇流盘与卷芯焊接后再与盖 板连接的方式，以及采用滚槽封口的方式，滚槽位置至少需要占用2～3mm空 间，降低电芯的空间利用率和能量密度；卷芯与汇流盘焊接后再与盖板连接， 占用空间，影响电芯体积利用率和能量密度；圆柱电池直径增加后，使用过 程中容易窜动，影响焊接点，导致虚焊，影响性能和使用寿命；随着圆柱尺 寸的增加，现有的极耳形式或结构形式难以快速导热传热，同时增大了焊接 工装，造成了工作效率低下。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种高体积利用率圆柱型电池，以提高电芯 的体积利用率和能量密度，提高电芯的导热性能和电池寿命。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]一种高体积利用率圆柱型电池，包括卷芯、壳体组件、汇流盘和盖板， 汇流盘上的弹性结构和焊接部交错设置形成多瓣结构，汇流盘中心处设有汇 流盘凸台，且汇流盘凸台的方向与弹性结构的方向相同；卷心的一个极耳与 焊接部固接后形成卷芯组件，卷芯组件插入壳体组件的壳体中，汇流盘凸台 与壳体组件的极柱焊接，卷芯组件上方设有盖板，且盖板与壳体、卷芯的另 一个极耳均固定连接。
[0006]进一步的，所述壳体组件包括壳体、绝缘件和极柱，壳体底部内侧放置 绝缘件，底部安装极柱后，极柱上方穿过绝缘件后，用于插入汇流盘。
[0007]进一步的，所述极柱具有中空结构或凹槽结构。
[0008]进一步的，所述相邻的两个焊接部之间设有缺口。
[0009]进一步的，所述弹性结构为内侧开口的多边形结构，且上方为平面。
[0010]进一步的，所述弹性结构的横截面为S型结构，弹性结构的内侧与汇流 盘为一体结构，外侧为活动侧，弹性结构的两侧均为平面，且一侧平面的高 度低于汇流盘凸台的高度，另一侧平面与汇流盘的平面齐平。
[0011]进一步的，所述盖板包括盖板本体，盖板本体的表面凹凸不平，盖板本 体上周向均布若干焊接凹槽，中部设有注液凹槽，注液凹槽与焊接凹槽的方 向相同，且注液凹槽为通槽。
[0012]进一步的，所述焊接凹槽的厚度不大于盖板本体的厚度。
[0013]进一步的，所述盖板本体上设有防爆阀，防爆阀的厚度小于盖板本体的 厚度。
[0014]相对于现有技术，本专利技术所述的高体积利用率圆柱型电池具有以下优势：
[0015](1)本专利技术所述的高体积利用率圆柱型电池，通过汇流盘和盖板的结 构，提高了电芯的体积利用率和能量密度，大大提高了导热性能和电池寿命。
[0016](2)本专利技术所述的高体积利用率圆柱型电池，采用壳体铆接极柱、盖 板与壳体周边焊形式，增加了内部卷芯的使用空间，增加了电芯的容量，提 高电芯的能量密度。
[0017](3)本专利技术所述的高体积利用率圆柱型电池，汇流盘设计有弹性结构， 可以压紧卷芯防止在使用过程中窜动，影响电芯使用的可靠性和寿命。
[0018](4)本专利技术所述的高体积利用率圆柱型电池，盖板直接与卷芯连接的 形式，提高体积利用率同时便于电芯的快速导热散热，同时简化了设计降低 了成本。
[0019]本专利技术的另一目的在于提出一种高体积利用率圆柱型电池的组装工艺， 以解决现有技术中工作效率低下的问题。
[0020]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0021]一种高体积利用率圆柱型电池的组装工艺，包括如下步骤：
[0022]S1、对卷绕后的卷芯进行极耳整形，使卷芯上的极耳贴紧成平面状态；
[0023]S2、卷芯其中一极的极耳与汇流盘进行激光焊接，组成卷芯组件；
[0024]S3、卷芯组件从壳体开口侧插入壳体；
[0025]S4、盖上盖板，将盖板与壳体压紧直至盖板贴紧卷芯极耳，盖板压紧卷 芯组件后汇流盘也与极柱贴紧；
[0026]S5、盖板与壳体进行激光周边焊接；
[0027]S6、进行盖板与卷芯极耳的激光穿透焊接；
[0028]S7、极柱与汇流盘的激光穿透焊接。
[0029]相对于现有技术，本专利技术所述的高体积利用率圆柱型电池的组装工艺具 有以下有益效果：
[0030](1)本专利技术所述的高体积利用率圆柱型电池的组装工艺，通过弹性结 构和绝缘件压紧，即可把盖板与卷芯极耳的贴合；通过汇流盘与极柱的贴合 紧密，在穿透焊接时可以大大简化焊接工装，提高效率降低成本。
附图说明
[0031]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的 示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在 附图中：
[0032]图1为本专利技术实施例所述的高体积利用率圆柱型电池的爆炸图一；
[0033]图2为本专利技术实施例所述的极柱与壳体的位置关系图一；
[0034]图3为本专利技术实施例所述的极柱与壳体的位置关系图二；
[0035]图4为本专利技术实施例所述的汇流盘的结构图一；
[0036]图5为图4的A
‑
A向剖视图；
[0037]图6为本专利技术实施例所述的汇流盘的结构图二；
[0038]图7为图6的B
‑
B向剖视图；
[0039]图8为本专利技术实施例所述的盖板的结构图一；
[0040]图9为图8的C
‑
C向剖视图；
[0041]图10为本专利技术实施例所述的盖板的结构图二；
[0042]图11为图10的D
‑
D向剖视图；
[0043]图12为本专利技术实施例所述的盖板的结构图三；
[0044]图13为图12的E
‑
E向剖视图；
[0045]图14为本专利技术实施例所述的绝缘件的示意图；
[0046]图15为本专利技术实施例所述的高体积利用率圆柱型电池的爆炸图二。
[0047]附图标记说明：
[0048]1‑
卷芯；2
‑
壳体组件；21
‑
壳体；22
‑
绝缘件；23
‑
密封件；24
‑
极柱；25
‑ꢀ
极柱凹槽；26
‑
中心孔；3
‑
汇流盘；31
‑
弹性结构；32
‑
汇流盘凸台；33
‑
焊接 部；4
‑
盖板；41
‑
盖板本体；42
‑
注液凹槽；421
‑
注液定位部；422
‑
注液孔； 43
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高体积利用率圆柱型电池，其特征在于：包括卷芯、壳体组件、汇流盘和盖板，汇流盘上的弹性结构和焊接部交错设置形成多瓣结构，汇流盘中心处设有汇流盘凸台，且汇流盘凸台的方向与弹性结构的方向相同；卷心的一个极耳与焊接部固接后形成卷芯组件，卷芯组件插入壳体组件的壳体中，汇流盘凸台与壳体组件的极柱焊接，卷芯组件上方设有盖板，且盖板与壳体、卷芯的另一个极耳均固定连接。2.根据权利要求1所述的一种高体积利用率圆柱型电池，其特征在于：壳体组件包括壳体、绝缘件和极柱，壳体底部内侧放置绝缘件，极柱与壳体铆接后穿过绝缘件，用于插入汇流盘。3.根据权利要求2所述的一种高体积利用率圆柱型电池，其特征在于：极柱具有中空结构或凹槽结构。4.根据权利要求1所述的一种高体积利用率圆柱型电池，其特征在于：相邻的两个焊接部之间设有缺口。5.根据权利要求1所述的一种高体积利用率圆柱型电池，其特征在于：弹性结构为内侧开口的多边形结构，且上方为平面。6.根据权利要求1所述的一种高体积利用率圆柱型电池，其特征在于：弹性结构的横截面为S型结构，弹性结构的内侧与汇流盘为一体结构，外侧为活动侧，弹性结构的两侧均...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯树南，王举，郭春泰，何伟，杨益志，罗朝晖，
申请(专利权)人：蓝京新能源嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：