一种锂离子电池结构制造技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池结构，包括盖帽

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池结构


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，特别是涉及一种锂离子电池结构
。

技术介绍

[0002]目前市场上的锂离子电池主要由壳体
、
盖板以及密封钉三大组件构成，其中壳体与盖板可以通过激光焊接或墩封两种工艺实现连接，而密封钉和盖板则通过激光焊接的形式实现连接；由于电池的壳体和电芯的结构设计非常紧密，电芯在壳体内部空间的占比在
98
％以上，给注液工序造成极大的困难
。
同时由于壳体残留空间较小，注液后的电解液容易因为分布不均匀造成电芯浸润不良而影响最终电性能
、
容量一致性等问题
。
[0003]中国专利文献上公开了“一种圆柱形铝壳锂离子电池”，其授权公告号为
CN 202977632U
，该技术通过对负极片上的极耳与盖帽上的极柱进行焊接，避免了正负极之间短路的问题
。
但是，该技术仍存在着壳体残留空间较小，注液后的电解液容易因为分布不均匀造成电芯浸润不良而影响最终电性能
、
容量一致性等问题
。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池结构，用于解决现有锂离子电池壳体残留空间较小，注液后的电解液容易因为分布不均匀造成电芯浸润不良而影响最终电性能
、
容量一致性的问题
。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种锂离子电池结构，包括盖帽
、
负极集流盘
、
卷芯和铝壳壳体，所述卷芯位于铝壳壳体内，所述卷芯的一端设有负极极耳，另一端设有正极极耳；所述负极集流盘的上表面与盖帽激光穿透焊接固定，下表面与负极极耳激光穿透焊接固定；所述正极极耳与铝壳壳体底部激光穿透焊接固定；所述铝壳壳体的底部设有电解液注入口，所述电解液注入口设有密封结构；所述铝壳壳体的内壁竖直间隔设有若干个沟槽
。
[0006]现有技术中的锂离子电池的卷芯由于较大的入壳比例导致卷芯外部与铝壳内壁贴合相对比较紧密，留给电解液的空间仅剩卷芯中间
(
卷绕卷针抽出后的空间
)
和卷芯顶部与底部极其有限的空间，电解液通过注液口
(
可以在顶盖极柱上也可以在顶盖表面偏心的位置，也可以在壳体的底部
)
由外部机构向壳体内部完成注液动作，由于注液前壳体内部空气已经被抽掉，所以电解液会顺利的进入到壳体内部，但是刚开始大部分电解液都会停留在卷芯中间残留的空间里，然后慢慢渗透到卷芯底部，由于卷芯的卷绕状态的极片之间残留有较小的空间方便电解液通过“毛细效应”由内向外逐渐向整个卷芯的极片开始浸润；整个浸润时间非常久，而且经常容易出现由于卷芯“内部外部
、
底部和端部”浸润不良导致制作出来的电池存在电性能
、
容量一致性较差的问题
。
[0007]本专利技术的锂离子电池结构创造性地通过在现在的铝壳壳体的基础上对内壁冲压形成沟槽结构，所述沟槽结构沿壳体内壁竖直间隔设置，“沟槽”设计在不影响铝壳壳体整体结构强度的情况下使得一小部分电解液从刚开始进入壳体就可以通过流道与卷芯外壁
进行接触，而大部分电解液仍注到卷芯中部空间，同时保存在底部的电解液也可以通过壳壁上的流道，经“毛细效应”尽可能的向卷芯顶部输送电解液，实现“内外”同时开始浸润；既加快了浸润时间，又解决了浸润不均匀的问题，使得在不影响壳体整体结构强度的情况下，实现底部电解液“爬升流道”以及增加电解液存储的空间，解决原壳体内部残留空间过小，注液后电解液容易因为分布不均匀
(
停留在卷芯顶部或者底部
)
造成电芯浸润不良而影响最终电性能
、
容量一致性等问题，该结构可以提高注液后的电解液的分布均匀性，提高电芯的浸润良率，确保锂离子电池的最终电性能，确保容量一致性
。
负极集流盘的上表面与盖帽激光穿透焊接固定，可以保证卷芯整体在铝壳壳体内部无相对运动
。
激光穿透焊接固定工艺大大降低粉尘进入卷芯造成短路的风险；注液口设置在铝壳壳体底部方便注液
。
[0008]优选地，所述沟槽沿铝壳壳体的圆周方向均匀分布，所述沟槽的截面具有圆角结构
。
圆角结构便于冲压加工工艺的顺利进行，保证冲压过程不会造成铝壳整体发生较大形变和损坏
。
[0009]优选地，所述铝壳壳体的厚度为
0.5
～
0.7mm
，所述沟槽的深度为
0.1
～
0.15mm。
沟槽的深度过大会影响铝壳壳体的强度，过小很难加工成型，沟槽距离铝壳壳体底部的距离可以根据电解液的加入量而进行调整
。
[0010]优选地，所述负极集流盘的中间向上凸起形成有焊接凸台，所述盖帽底面向内凹陷形成有焊接凹槽，所述焊接凸台与焊接凹槽的形状相适配，所述负极集流盘的上表面与盖帽通过焊接凸台与焊接凹槽卡接配合后激光穿透焊接固定
。
[0011]优选地，所述盖帽由外至内依次包括相互嵌合固定的顶盖
、
绝缘套和负极柱，所述绝缘套设于顶盖与负极柱的接触面之间，所述焊接凹槽设于负极柱的底面
。
绝缘套用来防止负极集流盘与顶盖进行绝缘隔离，防止锂离子电池的正
、
负极短路
。
[0012]本专利技术将负极集流盘与负极柱对应设计为“凹凸结构”，可以通过贴合焊接一方面可以实现由外往内的焊接工艺，减少粉尘；另一方面可以大大减少焊接深度，降低激光功率与焊接热量，降低生产成本，利于产业化
。
[0013]优选地，所述顶盖的底部沿焊接凹槽外侧绝缘止动架，所述绝缘止动架与负极柱
、
绝缘套和负极集流盘所形成的插槽插接配合
。
绝缘止动架采用绝缘材料，防止电池正负极短路
。
绝缘止动架通过与负极柱
、
绝缘套和负极集流盘插接固定提高整体结构的稳定性，确保各部件在铝壳壳体内部无相对运动
。
[0014]优选地，所述绝缘止动架内设有减重孔
。
减重孔既可以减重，又可以为电解液提供更大的容纳空间，提高注液后的电解液的分布均匀性，提高电芯的浸润良率，确保锂离子电池的最终电性能，确保容量一致性
。
[0015]优选地，所述绝缘止动架至少有两个，且沿焊接凹槽对称分布，提高注液后的电解液的分布均匀性
。
[0016]优选地，所述卷芯由正极片和负极片卷绕而成，且正极片和负极片之间用隔膜完全隔离
。
[0017]优选地，所述顶盖的边沿形成有焊接部，所述焊接部的宽度与铝壳壳体的厚度相适配，所述顶盖通过焊接部与铝壳壳体的上端焊接固定；焊接部设计便于实现顶盖与铝壳壳体之间的密封焊接
。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂离子电池结构，其特征在于，包括盖帽
(1)、
负极集流盘
(2)、
卷芯
(3)
和铝壳壳体
(4)
，所述卷芯位于铝壳壳体内，所述卷芯的一端设有负极极耳，另一端设有正极极耳；所述负极集流盘的上表面与盖帽激光穿透焊接固定，下表面与负极极耳激光穿透焊接固定；所述正极极耳与铝壳壳体底部激光穿透焊接固定；所述铝壳壳体的底部设有电解液注入口
(5)
，所述电解液注入口设有密封结构；所述铝壳壳体的内壁竖直间隔设有若干个沟槽
(6)。2.
根据权利要求1所述的锂离子电池结构，其特征在于：所述沟槽沿铝壳壳体的圆周方向均匀分布，所述沟槽的截面具有圆角结构
。3.
根据权利要求1所述的锂离子电池结构，其特征在于：所述铝壳壳体的厚度为
0.5
～
0.7mm
，所述沟槽的深度为
0.1
～
0.15mm。4.
根据权利要求1所述的锂离子电池结构，其特征在于：所述负极集流盘的中间向上凸起形成有焊接凸台
(7)
，所述盖帽底面向内凹陷形成有焊接凹槽
(8)
，所述焊接凸台与焊接凹槽的形状相适配，所述负极集流盘的上表面与盖帽通过焊接凸台与焊接凹槽卡接配合后激光穿透焊接固定
。5.
根据权利要求4所述的锂离子电池结构，其特征在于：所述盖帽由外至内依次包括相互嵌合固定的顶盖
(9)、
绝缘套
(10)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫飞，
申请(专利权)人：东阳利维能新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：