一种圆柱电池集流盘制造技术

技术编号:41291238 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-13 14:42
本技术提供了一种圆柱电池集流盘,用于圆柱电池两边极耳卷芯和顶盖组件的电气连接,包括集流盘塑胶支架、阳极集流片和阴极集流片,圆柱电池集流盘注塑一体成型,阳极集流片和阴极集流片分设于集流盘塑胶支架的两边;阳极集流片包括阳极集流片骨架、阳极集流片焊接部和阳极集流片包边圈,阳极集流片包边圈设有阳极集流片包边圈焊接部,阳极集流片焊接部用于焊接到卷芯阳极耳,阳极集流片包边圈焊接部用于焊接到钢壳侧壁内;阴极集流片包括阴极集流片骨架、阴极集流片焊接部和阴极集流片腿,阴极集流片腿设有阴极集流片腿与正极柱连接件焊接部,阴极集流片焊接部用于焊接到卷芯阴极耳,阴极集流片腿与正极柱连接件焊接部用于焊接到顶盖组件下。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于锂电池,尤其涉及一种圆柱电池集流盘


技术介绍

1、圆柱锂电池(简称圆柱电池)是一种圆柱体形状的单体锂离子原电池,请见图1,一种4680圆柱锂电池是指圆柱体直径为46±0.2mm和高度为80±0.5mm,圆柱锂电池作为动力电池大量应用在电动汽车上,因而发展很快,创新成果很多。

2、圆柱电池由圆柱形钢壳、圆柱形卷芯、集流片(也称连接片)、电解液和顶盖组件组成,顶盖板上设置正极柱和/或负极柱,正极柱通过阴极集流片与电芯的阴极耳连接,负极柱通过阳极集流片与电芯的阳极耳连接,也可顶盖上不设置负极柱,由钢壳通过阳极集流片与电芯的阳极耳连接。

3、钢壳采用优质结构钢板拉深成型,一般板厚1mm,成型后先镀锡再镀镍,后经渗透热处理,使镍分子、锡分子渗透进铁原子间在钢壳表面形成薄的合金层,合金层可提高可焊性并保证耐电解液腐蚀性。

4、卷芯由阳极极带、阴极极带和隔膜带组成,阳极极带是在铜箔带(厚如5um)两面涂覆含锂无定型碳的粉体,总共厚如15um;阴极极带是在铝箔带(厚如8um)两面涂覆磷酸铁锂的粉体(二元),或镍、锰、钴的粉体(三元),总共厚如20um;隔膜带是在聚烯烃膜带(pe膜、pp膜或pp/pe/pp复合膜,厚如4um)一面涂覆陶瓷粒子(al2o3或sio2)层(厚如2um),再在陶瓷粒子层和聚烯烃膜另一面上涂覆聚合物粘结剂(聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种)(层厚如2um),隔膜带总共厚如10um,隔膜密布可供锂离子通过的圆形微孔,在电池电化学体系中起高电阻值特殊筛网的作用,如电阻值介于下限3mω和上限21mω之间。圆柱电芯采用阴极极带、阳极极带和隔膜带以阴极极带、隔膜带、阳极极带、隔膜带四层叠合(以隔膜带陶瓷粒子层朝向阳极极带),经紧密卷绕多层制备而成。阳极极带预先留出铜箔边加工成阳极耳,阴极极带预先留出铝箔边加工成阴极耳,在卷绕成圆柱电芯后,使阳极耳和阴极耳分居圆柱电芯的两头(两头极耳),或使阳极耳和阴极耳分居圆柱电芯的同一头的两边(两边极耳)。

5、集流片一般固定在塑胶绝缘骨架上成为集流盘,将阳极集流片或阴极集流片之一固定在塑胶绝缘骨架上的集流盘称为为单极集流盘,将阳极集流片和阴极集流片固定在的同一个塑胶绝缘骨架上的集流盘称为双极集流盘。

6、顶盖板采用优质结构钢板,一般板厚1.5mm,成型后先镀锡再镀镍;一般顶盖板与正极柱隔绝,钢壳和负极柱为一体,顶盖板与钢壳为一体,顶盖板与钢壳可以通过焊接来封口,顶盖板与钢壳也可以通过咬合来封口,但通过咬合来封口需在顶盖板与钢壳间加密封圈。

7、电解液的主要成分包括溶剂、导电盐和添加剂,溶剂主要为碳酸酯如碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯,导电盐一般为六氟磷酸锂(lipf6)、双氟磺酰亚胺锂(lifsi)、高氯酸锂(liclo4)、四氟硼酸锂(libf4)、六氟砷酸锂(liasf6)等锂盐,添加剂包括成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、稳定剂以及抑制剂等。

8、常用电解液采用六氟磷酸锂(lipf6)溶于碳酸乙烯酯占比10~50的混合溶剂,组成六氟磷酸锂碳酸乙烯酯溶液,六氟磷酸锂碳酸乙烯酯溶液在常温25℃常压98kpa下为液态,棕色透明,不导电,吸湿性较强,流动性较差,对电芯极片和隔膜浸润性较差。常压98kpa下,65℃下汽化,80℃下沸腾,注液后要封堵注液孔。电解液在圆柱锂电池阴极极带和阳极极带之间起传导锂离子形成电流的作用。注液后需要在常温和高温下长时间静置来使电解液充分浸润透阳极极带、阴极极带和隔膜。

9、一次注液之前圆柱电池和顶盖组件须经烘烤,封口之后打化成钉封堵注液孔以备化成,然后静置含长时间常温静置和长时间高温静置以使电解液充分浸润卷芯;

10、然后化成,指首次充电激活电池化学体系,首次充电过程中锂离子和电解液在阳极极带和阴极极带的固液界面生成一层致密、均匀、稳定的sei膜(sold electrolyteinterface,固体电解质界面膜)的薄层,此sei膜是锂离子从电解液进出阳极极带涂覆材料的离子通道,sei膜的好坏直接关系到锂离子电池的性能,化成成为一道电池制造工艺。

11、然后二次注液,拔出化成钉,补充注入电解液,用干燥氦气置换掉圆柱电池内的电解液气体;

12、然后注液孔密封,打钢珠或密封钉再次封堵注液孔,其后还可以焊接密封钉盖板或点密封胶盖住注液孔。

13、单体原电池内部不同极性的部件之间的电气间隙和爬电距离要求≥0.5mm。

14、人们研究开发各种形式的圆柱电池结构和工艺,来解决各种装配和工艺难题。

15、请见图2,是我们开发的一种圆柱电池10,外观分为钢壳100、顶盖组件900,钢壳100上可见凹槽122,顶盖组件900上可见密封胶1300、防爆片950。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种圆柱电池集流盘,用于圆柱电池的两边极耳卷芯和顶盖组件的电气连接。

2、本技术是这样实现的,一种圆柱电池集流盘包括集流盘塑胶支架、阳极集流片和阴极集流片,所述圆柱电池集流盘采用模内注塑一体成型,所述阳极集流片和所述阴极集流片分居于所述集流盘塑胶支架的两边;

3、所述阳极集流片包括阳极集流片焊接部和阳极集流片包边圈焊接部,所述阳极集流片焊接部用于焊接到卷芯阳极耳,所述阳极集流片包边圈焊接部用于焊接到钢壳侧壁内;

4、所述阴极集流片包括阴极集流片焊接部和阴极集流片腿与正极柱连接件焊接部,所述阴极集流片焊接部用于焊接到卷芯阴极耳,所述阴极集流片腿与正极柱连接件焊接部用于焊接到盖板组件下。

5、进一步的,所述集流盘塑胶支架为圆形,材质为硬胶,采用模内注塑一体成型,包括集流盘塑胶骨架、集流盘塑胶支架过液孔、两个集流盘塑胶支架漏液孔、两个阳极集流片孔、两个阴极集流片孔、阳极集流片包边坑位和阴极集流片腿坑位;

6、所述集流盘塑胶支架过液孔位于所述集流盘塑胶骨架的中心,两个所述集流盘塑胶支架漏液孔分居于所述集流盘塑胶支架过液孔的两边,两个所述阳极集流片孔分居于两个所述集流盘塑胶支架漏液孔和所述集流盘塑胶支架过液孔连线的一侧的两边,两个所述阴极集流片孔分居于两个所述集流盘塑胶支架漏液孔和所述集流盘塑胶支架过液孔连线的另一侧的两边,所述阳极集流片包边坑位低于所述集流盘塑胶骨架的顶面,位于两个所述阳极集流片孔的一侧的整个半圆周的边缘,所述阴极集流片腿坑位低于所述集流盘塑胶骨架的顶面,位于两个所述阴极集流片孔的一侧的半圆周的边缘的中部。

7、进一步的,所述阳极集流片为半圆形,为一种铜质薄片,还包括阳极集流片骨架和阳极集流片包边圈;所述阳极集流片骨架藏于所述集流盘塑胶骨架设有两个所述阳极集流片孔一侧的半边圆圈内,两个所述阳极集流片焊接部分别设于所述阳极集流片骨架的两边,分别位于两个所述阳极集流片孔内,所述阳极集流片焊接本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种圆柱电池集流盘(400),用于圆柱电池的两边极耳卷芯和顶盖组件(900)的电气连接,其特征在于,所述圆柱电池集流盘(400)包括集流盘塑胶支架(410)、阳极集流片(420)和阴极集流片(430),所述圆柱电池集流盘(400)采用模内注塑一体成型,所述阳极集流片(420)和所述阴极集流片(430)分居设于所述集流盘塑胶支架(410)的两边;

2.根据权利要求1所述的圆柱电池集流盘(400),其特征在于,所述集流盘塑胶支架(410)为圆形,材质为硬胶,采用模内注塑一体成型,包括集流盘塑胶骨架(411)、集流盘塑胶支架过液孔(412)、两个集流盘塑胶支架漏液孔(413)、两个阳极集流片孔(414)、两个阴极集流片孔(415)、阳极集流片包边坑位(416)和阴极集流片腿坑位(417);

3.根据权利要求2所述的圆柱电池集流盘(400),其特征在于,所述阳极集流片(420)为半圆形,为一种铜质薄片,还包括阳极集流片骨架(421)和阳极集流片包边圈(423);所述阳极集流片骨架(421)藏于所述集流盘塑胶骨架(411)设有两个所述阳极集流片孔(414)一侧的半边圆圈内,两个所述阳极集流片焊接部(422)分别设于所述阳极集流片骨架(421)的两边,分别位于两个所述阳极集流片孔(414)内,所述阳极集流片焊接部(422)的底面与所述集流盘塑胶骨架(411)背离所述阳极集流片包边坑位(416)的底面平齐,所述阳极集流片包边圈(423)位于所述阳极集流片骨架(421)的半圆周边,朝向所述阳极集流片骨架(421)的圆心,所述阳极集流片包边圈焊接部(4231)位于靠近所述阳极集流片包边圈(423)的翻转线的区域。

4.根据权利要求2所述的圆柱电池集流盘(400),其特征在于,所述阴极集流片(430)为半圆形,为一种铝质薄片,还包括阴极集流片骨架(431)和阴极集流片腿(433);所述阴极集流片骨架(431)藏于所述集流盘塑胶骨架(411)设有两个所述阴极集流片孔(415)一侧的半边圆圈内,两个所述阴极集流片焊接部(432)分别设于所述阴极集流片骨架(431)的两边,分别位于两个所述阴极集流片孔(415)内,所述阴极集流片焊接部(432)的底面与所述集流盘塑胶骨架(411)背离所述阴极集流片腿坑位(417)的底面平齐,所述阴极集流片腿(433)连接于所述阴极集流片骨架(431)的整个半圆周边的中部边缘,位于所述阴极集流片骨架(431)的平面。

5.根据权利要求4所述的圆柱电池集流盘(400),其特征在于,所述阴极集流片腿(433)包括所述阴极集流片腿与正极柱连接件焊接部(4331)、阴极集流片腿过液孔(4332)、阴极集流片腿预设一次折弯线(4333)和两条阴极集流片腿预设二次折弯线(4334);所述阴极集流片腿与正极柱连接件焊接部(4331)位于所述阴极集流片腿(433)的末端,所述阴极集流片腿过液孔(4332)位于所述阴极集流片腿与正极柱连接件焊接部(4331)的中心,所述阴极集流片腿预设一次折弯线(4333)位于所述阴极集流片腿(433)的根部,两条所述阴极集流片腿预设二次折弯线(4334)分别位于所述阴极集流片腿(433)的预设位置。

6.根据权利要求5所述的圆柱电池集流盘(400),其特征在于,所述阴极集流片腿(433)经模内注塑一体成型固定到所述集流盘塑胶支架(410)后,沿所述阴极集流片腿预设一次折弯线(4333)将所述阴极集流片腿(433)向所述阴极集流片焊接部(432)所在的所述阴极集流片骨架(431)面的反面折弯90°,得到所述集流盘(400)的成品。

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【技术特征摘要】

1.一种圆柱电池集流盘(400),用于圆柱电池的两边极耳卷芯和顶盖组件(900)的电气连接,其特征在于,所述圆柱电池集流盘(400)包括集流盘塑胶支架(410)、阳极集流片(420)和阴极集流片(430),所述圆柱电池集流盘(400)采用模内注塑一体成型,所述阳极集流片(420)和所述阴极集流片(430)分居设于所述集流盘塑胶支架(410)的两边;

2.根据权利要求1所述的圆柱电池集流盘(400),其特征在于,所述集流盘塑胶支架(410)为圆形,材质为硬胶,采用模内注塑一体成型,包括集流盘塑胶骨架(411)、集流盘塑胶支架过液孔(412)、两个集流盘塑胶支架漏液孔(413)、两个阳极集流片孔(414)、两个阴极集流片孔(415)、阳极集流片包边坑位(416)和阴极集流片腿坑位(417);

3.根据权利要求2所述的圆柱电池集流盘(400),其特征在于,所述阳极集流片(420)为半圆形,为一种铜质薄片,还包括阳极集流片骨架(421)和阳极集流片包边圈(423);所述阳极集流片骨架(421)藏于所述集流盘塑胶骨架(411)设有两个所述阳极集流片孔(414)一侧的半边圆圈内,两个所述阳极集流片焊接部(422)分别设于所述阳极集流片骨架(421)的两边,分别位于两个所述阳极集流片孔(414)内,所述阳极集流片焊接部(422)的底面与所述集流盘塑胶骨架(411)背离所述阳极集流片包边坑位(416)的底面平齐,所述阳极集流片包边圈(423)位于所述阳极集流片骨架(421)的半圆周边,朝向所述阳极集流片骨架(421)的圆心,所述阳极集流片包边圈焊接部(4231)位于靠近所述阳极集流片包边圈(423)的翻转线的区域。

4.根据权利要求2所述的圆柱电池集流盘(400),其特征在于,所述阴极集流片...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈曦黄佳军朱洪平
申请(专利权)人:深圳市誉辰智能装备股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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