[發明專利]一種圓柱形電池電芯極耳連接方法和預處理夾具

有效

• 申請號: 201510737359.1
• 申請日: 2015-11-04
• 公開（公告）號: CN105406018B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 米國民;韓文月
• 申請（專利權）人: 丹東思誠科技有限公司
• 主分類號: H01M2/26
• 分類號: H01M2/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明設計了一種圓柱形電池電芯的連接方法以及焊接前電芯預處理的夾具。采用極片兩端預留極耳連續涂布的方式，將極片卷繞成電芯兩端頭整體作為極耳引出，采用電芯預處理夾具對卷繞好的電芯進行處理，再將正極極耳焊接在鋁制電池殼上，負極極耳焊接在銅制電池殼上，最后將銅制電池殼和鋁制電池殼采用機械方法連接。這種處理方式一方面能夠降低操作的復雜性，另一方面能夠減少電池的額外負重并降低電池的副反應，這項發明對圓柱形電池的發展具有重大意義。

技術領域

本專利涉及一種適用于電池電芯極耳連接方法以及預處理夾具，具體地一方面采用透過焊接的方法，將電芯兩端頭作為極耳焊接在電池殼上，以增加極耳的大電流承受能力，降低工藝的復雜性，同時減少電池內除電芯以外的一切物質，降低發生副反應的可能性，提高電池的能量密度。另一方面，設計電芯預處理夾具，分別在正極集流體和負極集流體的端頭進行預壓，在端面壓出凹槽，使得被焊接的銅蓋和鋁筒能夠準確的安裝在其位置上，同時將電芯和電池殼連接處壓實有利于實現兩者之間的焊接，并且分別在夾具兩端設置電芯縮頸處理區域，使得電芯被焊部分密度盡量均勻，避免焊接造成電芯短路。本設計屬于新材料技術領域。

背景技術

由于人民生活水平的日益提高，汽車已經成為每個家庭必備的成員，然而大量汽油車的增加，使得我們的生活環境已經到了難以承受的地步，因此我們必須尋找能夠代替或者在一定程度上代替汽油車的新能源，以緩解我們的環境壓力?；谶@樣的現狀，電動汽車以其顯而易見的優勢成為了新寵。首先，使用電池的汽車相對于汽油車來說，更加節省成本；其次，電池由于不和氧氣發生氧化反應，沒有多余的廢氣排出，有效的防止了環境污染。因此，使用電池的電動車將成為解決這一重大問題的突破口。

目前應用于電動車電池主要采用圓柱形電池或者是方形電池，動力用電池要求放電電流較大，普遍大于100A，因此對電池極耳承受電流能力要求高。對于圓柱形電池，目前極耳處理工藝主要有以下問題，首先極片涂布目前采用間歇式涂布方法，預留極耳，如圖1所示，再將極片卷繞起來，把極耳對到一起采用超聲波焊接，整體作為極耳和引出端子焊接。這種工藝需要精確控制極片間極耳的間隔，且多層極耳焊接比較困難。并且，極耳長度長會降低電池整體的能量密度，極耳長度短超聲波焊接不容易實現，且極耳很難承受電池在高倍率下的充放電電流。

本專利涉及電池電芯的極耳連接方法和預處理夾具。將極片兩端預留出一部分極耳，卷繞之后將兩側整個端頭位置打磨成鱗片狀，將兩個端頭整體作為極耳，與電池殼焊接在一起。由于兩端頭極耳分別是銅箔和鋁箔，如果直接與不銹鋼外殼焊接是無法實現的，因此采用鋁筒和銅蓋作為電池的殼體，將正極端頭與鋁筒焊接在一起，負極端頭與銅蓋焊接在一起。為了完成這個目標，本專利設計了電芯焊前的預處理夾具，對電芯焊接之前進行預壓和縮頸處理，一方面解決端面焊接容易短路的問題，另一方面解決位置對應誤差導致封口難的問題。這兩個問題的解決對于圓柱形鋰離子電池的制造工藝有著重大意義。

發明內容

本專利在制作正負極片時，采用兩端預留連續極耳的方式，如圖2所示，使用時沿極片中間分切開，正負極交疊卷繞成圓柱形，將整個正極端頭作為正極耳，整個負極端頭作為負極耳，焊接到電池正負極殼上。這樣做的優勢是，第一操作比間歇式涂布簡單，第二極片涂布面積大，相同體積的電池殼內，能量密度高。且整個端頭做極耳，承受大電流的能力強。

本專利基于上述工藝，將電芯3兩端頭打磨成鱗片狀后壓縮到合適長度和密度，并將其整體作為極耳，由于不銹鋼電池殼無法和鋁箔或銅箔焊接在一起，因此本專利采用鋁制電池殼2并在負極端面用銅蓋1蓋住，采用透過焊的方式將電芯正極耳4和鋁制電池殼在焊道5處焊接，電芯負極耳6和銅蓋在焊道7處焊接，再進行電池封口，如圖3所示。

在進行焊接時，一方面為了增加焊接的可靠性，另一方面為了降低工藝的復雜性，本專利在銅蓋或者鋁筒兩側端面上取互成120度角的三條凹槽焊道進行焊接，如圖4所示。