一种新型方形电池制造技术

本实用新型专利技术属于锂离子电池领域，特别是一种新型方形电池。其技术方案是：由长方形壳体、盖板和卷芯组成，盖板是由正极集流柱、负极集流柱、防爆阀和绝缘片组成；卷芯置于壳体内，卷芯的正极耳、负极耳分别与盖板的正极集流柱、负极集流柱连接；卷芯为多个同规格的卷芯单元组成，多个卷芯单元外部由卷芯辅助模块夹持排列固定后置于壳体内。本实用新型专利技术的方形锂离子电池，采取圆柱卷绕式电芯，极片间隙和松紧度均匀，生产效率高；卷芯辅助模块能够支撑和保护卷芯，提升了一种新型方形电池的机械强度和安全性。增加卷芯单元的个数可以增加电池的容量。正负极集流体与壳体不接触，电池壳体不带电，提高了使用的安全性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于锂离子电池领域，特别是中小容量的方形锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池以其高电压、高能量密度、良好的循环性能等优点越来越多地应用到了储能和动力等领域。目前常见的金属壳体的锂离子电池主要有圆柱电池和方形电池两大类。·圆柱电池的电芯采取卷绕式进行生产。卷绕式的优点主要有(I)卷绕式工艺成熟稳定，成本低，生产效率高。(2)极片间隙均匀，一致性好。(3)极片曲率半径大，极片不易掉料。这些优点使卷绕工艺得到了广泛的应用。如常见的18650，26650等圆柱电池就采取卷绕工艺。但是卷绕工艺也有其局限性，比如容量不能做大，原因是当极片过长时卷绕难度增大、卷芯对齐度下降等不利因素出现。方形电池主要分为两种方形卷绕式和方形叠片式。方形电池的优点是容量较大，但是与圆柱卷绕式电池相比方形电池也有其缺点(1)方形卷绕式的卷芯曲率半径各部位不同导致极片间隙不均匀，在卷芯曲率半径小处，极片间隙小，容易掉料。这种不一致性会影响电池性能的发挥。(2)方形叠片式的缺点在于工艺复杂，生产成本高、效率低。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种结合了圆柱电池和方形电池的优点的新型方形电池。其技术方案是一种方形锂离子电池，是由长方形壳体、盖板和卷芯组成，盖板是由正极集流柱、负极集流柱、防爆阀和绝缘片组成；卷芯置于壳体内，卷芯的正极耳、负极耳分别与盖板的正极集流柱、负极集流柱连接；卷芯为多个同规格的卷芯单元组成，多个卷芯单元外部由卷芯辅助模块夹持排列固定后置于壳体内。上述方案还包括所述的卷芯单元是圆柱形卷绕式结构，卷芯正极耳、负极耳分别设置在圆柱形卷芯的两端；所述的卷芯辅助模块为两块卷芯辅助模块沿卷芯的轴向对合组成的长方形整体结构，其外部与长方形的壳体插接配合，内部设有与卷芯插接配合的柱形凹槽，两块卷芯辅助模块在其对合面上设有相互插接配合的凸柱和凹槽，卷芯辅助模块上设有内外贯通的通孔或通槽。所述的卷芯单元是圆柱形卷绕式结构，卷芯正极耳、负极耳分别设置在圆柱形卷芯的两端；所述的卷芯辅助模块为两块卷芯辅助模块沿卷芯的外周边对合组成的长方形整体结构，其外部与长方形的壳体插接配合，内部设有与卷芯插接配合的弧形凹槽，两块卷芯辅助模块在其对合面上设有相互插接配合的凸柱和凹槽，卷芯辅助模块上设有内外贯通的通孔或通槽。两块卷芯辅助模块沿卷芯的外周边对合方式包括上、下对合结构或左、右对合结构。对合后的卷芯辅助模块在与圆柱形卷芯两端的正极耳、负极耳结合部分别设置正极集流体、负极集流体，每个卷芯单元的正极耳、负极耳均对应连接在正极集流体、负极集流体上，正极集流体、负极集流体分别插接固定在卷芯辅助模块对应的端部。正极集流体、负极集流体分别与盖板的正极集流柱、负极集流柱连接，并在其连接部位之间设置集流体隔离模块。集流体隔离模块是中间带孔的卡槽结构。本技术的方形锂离子电池，采用的是圆柱卷绕式的卷芯单元组合，具有圆柱卷绕式电芯的优点，同时卷芯单元的组合突破了圆柱卷绕式电池容量的瓶颈。其中:卷芯是由若干个卷芯单元组合而成，每个卷芯单元都完全相同，都采取的是圆柱卷绕式结构，增加卷芯单元的个数可以增加方形电池的容量；卷芯辅助模块有效地保护和支撑了卷芯，对所用的金属外壳厚度要求降低；正极集流体和负极集流体通过盖板的绝缘片和盖板隔离，通过集流体隔离模块和卷芯隔离，这样能够保证外壳不带电，提高电池的使用安全性。附图说明图1为一种新型方形锂离子电池的整体示意图。 图2a为一种沿轴向对合的卷芯辅助模块的右视图，图2b为一种沿轴向对合的卷芯辅助模块的主视图，图2c为一种沿轴向对合的卷芯辅助模块的俯视图。图3为另一种沿卷芯外周边左右对合的卷芯辅助模块装配图。图4为集流体隔离模块4的三视图。具体实施方式下面将结合附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种方形锂离子电池，是由壳体10、盖板I组成长方体外包装；在盖板I上设有正极集流柱和负极集流柱2、防爆孔3 (兼顾注液口)、绝缘片5 ;在壳体10内部设置卷芯辅助模块(6或6’)和卷芯8，卷芯8的正负极耳7分别连接在正负极集流体11后与正负极集流柱2连接。其中壳体10材质为招壳,厚度为O. 25-0. 5mm。盖板I中的正极集流柱和负极集流柱2长度较短，可以减小电池的空间尺寸。绝缘片作用是将盖板和正、负极集流体隔离开来。卷芯8是由若干个卷芯单元组合而成，每个卷芯单元都完全相同，都采取的是圆柱卷绕式工艺制作。圆柱卷绕式工艺成熟稳定，能够有效地保证电池性能和质量。增加卷芯单元的个数可以增加方形电池的容量。优选的是，卷芯单元的个数以2到4个为最佳。卷芯辅助模块，按照结构不同可以分为两种，一种沿卷芯轴向对合的结构，如图2a_2c所示。另一种为沿卷芯外周边对合的左右或上下结构，如图3所示。按照保护卷芯单元的个数不同分为两种，一种为单个卷芯保护，另一种为多个卷芯保护。本实施例优选图2a-2c和图3所示卷芯辅助模块6和6 ‘进行说明。图2a_2c所示卷芯辅助模块是由两块相同的卷芯辅助模块6沿卷芯的轴向对合组成。该模块的作用为(I)保护和支撑卷芯。(2)辅助电解液浸润卷芯。卷芯辅助模块为PP材质，加入阻燃剂和玻璃纤维，提高安全性能和机械强度，能够有效地保护和支撑电芯。卷芯辅助模块6的对合面设置有凸柱6-2和凹孔6-1。凸柱6-2和凹孔6-1插接配合实现对接后将卷芯8固定在其中。在卷芯辅助模块6的外侧立边上预设一凹槽6-3，作为正极集流体和负极集流体插接和引出卷芯极耳的通道。在卷芯辅助模块6上还设有条形孔槽6-4(即图1中的9)，是电解液浸润卷芯的通道。在卷芯辅助模块6内部预制有弧形槽，用于圆柱形卷芯单元的装配和固定。图3所示的卷芯辅助模块是由两块相同的卷芯辅助模块6 ‘沿卷芯的外周边左右对合组成。其结构与连接方式与卷芯辅助模块6的方式类似。参照图4，集流体隔离模块4，是由中间带孔的卡槽组成，其作用是将卷芯的正极集流和负极集流与卷芯隔离开来。中间的小孔，是电解液浸润卷芯的通道。正负极集流体和极耳、正负极集流柱采取激光焊接或者超声波焊接的形式连接。对于所公开的实施例的上述说明，仅为本专利技术较佳的实施例而已，并非用来限定本专利技术的实施范围。即凡是依照本专利技术申请专利范围内的内容作的等效变化与修饰，都应为本专利技术的技术范畴。权利要求1.一种新型方形电池，是由壳体、盖板和卷芯组成，盖板是由正极集流柱、负极集流柱、 防爆阀和绝缘片组成；卷芯置于壳体内，卷芯的正极耳、负极耳分别与盖板的正极集流柱、 负极集流柱连接，其特征在于壳体呈长方体空腔结构；卷芯为多个同规格的卷芯单元组成，多个卷芯单元外部由卷芯辅助模块夹持排列固定后置于壳体内。2.根据权利要求1所述的新型方形电池，其特征在于所述的卷芯单元是圆柱形卷绕式结构，卷芯正极耳、负极耳分别设置在圆柱形卷芯的两端；所述的卷芯辅助模块为两块卷芯辅助模块沿卷芯的轴向对合组成的长方体结构，其外部与长方体的壳体插接配合，内部设有与卷芯插接配合的柱形凹槽，两块卷芯辅助模块在其对合面上设有相互插接配合的凸柱和凹槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型方形电池，是由壳体、盖板和卷芯组成，盖板是由正极集流柱、负极集流柱、防爆阀和绝缘片组成；卷芯置于壳体内，卷芯的正极耳、负极耳分别与盖板的正极集流柱、负极集流柱连接，其特征在于：壳体呈长方体空腔结构；卷芯为多个同规格的卷芯单元组成，多个卷芯单元外部由卷芯辅助模块夹持排列固定后置于壳体内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建贞，朱玉法，柳艾美，孟庆帅，
申请(专利权)人：山东天阳新能源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：