[發明專利]一種圓柱電池結構的裝配方法及圓柱電池

在審

• 申請號: 202310437754.2
• 申請日: 2023-04-23
• 公開（公告）號: CN116344906A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 盧軍太;陳丹丹;賴林聰;李勇軍;魏建良
• 申請（專利權）人: 江蘇正力新能電池技術有限公司
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M10/052;H01M10/0525;H01M10/0587;H01M50/107;H01M50/152;H01M50/528;H01M50/531;H01M50/559;H01M50/586;H01M50/593
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 張榮

本發明涉及一種圓柱電池結構的裝配方法及圓柱電池，其中裝配方法包括以下步驟：S1、將正極耳和負極耳鋪展在電芯的同一端面，得到半成品A；連接蓋帽和轉接部件，得到半成品B，其中，轉接部件包括正極轉接片和負極轉接片；S2、連接半成品B的正極轉接片和半成品A的正極耳，連接半成品B的負極轉接片和半成品A的負極耳，得到半成品C；S3、將蓋帽沿著半成品C進行彎折，使蓋帽上的正極柱和半成品C貼合，連接正極柱和半成品C，得到半成品D；S4、將半成品D裝入殼體，半成品D固定于殼體，得到半成品E；S5、半成品E中注入電解液，得到圓柱電池。本發明采用簡單的方法實現蓋帽、極耳和轉接片的連接，優化工藝，提高焊接優率和電池的量產能力。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，尤其是指一種圓柱電池結構的裝配方法及圓柱電池。

背景技術

在鋰電池領域中，按照封裝方式不同，可以將鋰離子電池分為圓柱、方形和軟包，三種電池的組成要素區別不大，核心差異在于圓柱和方形電池采用了金屬材料作為外殼，而軟包電池采用了鋁塑膜作為外殼。此外，在制造工藝上，圓柱和方形電池常采用卷繞的制造工藝，而軟包電池常采用疊片的制造工藝。

其中，圓柱電池生產工藝最為成熟，在生產效率、良品率、投資成本、產品一致性等方面都有一定優勢。另外在安全性方面，圓柱電池單體容量低，單個電池熱失控釋放的能量小，且圓柱電池的弧形表面使得電芯之間的接觸為線接觸，相比于方形和軟包的面接觸，在一定程度上限制了電池之間的熱傳遞，從而更不易引起熱蔓延。

研究發現，圓柱尺寸增加能夠提升能量密度和成組效率，降低系統成本和BMS難度。圓柱電池按尺寸大小可分為各種型號，如常見的18650即直徑18mm，高65mm的圓柱電池，此外還有常見型號21700、4680。

其中，46系列圓柱電池成由于尺寸變大，結構件的數量減少，可以顯著降低成本，同時提升能量密度，為此鋰電池領域主要針對46系列圓柱電池進行研發。

4680系列圓柱電池的極耳加工工藝主要采用揉平工藝，即電芯的兩端出極耳，然后對極耳進行揉平，揉平后在電池的兩端焊接匯流盤，電池的正負極在電池的兩端。

為便于理解上述極耳加工工藝，現提供兩篇參考文獻如下：

1、在中國發明專利（CN112038704A）中公開了一種全極耳圓柱鋰離子電池自動化組裝工藝，描述了兩端出正負極電池的制造流程。然而上述文獻公開的兩端出正負極的電池的不足之處如下：正/負極匯流盤均采用折彎工藝，浪費了空間，而且電池的殼體不帶電，即電池的正極在一端，負極在一端，不利于后期模組和電池包的裝配連接。

2、在中國發明專利（CN115036585A）公開了一端出極耳的電池結構及電池裝配方法，先采用極耳和轉接片焊接，激光再穿透蓋帽和轉接片焊接，上述文獻公開的電池裝配方法的不足之處如下：將極耳和轉接片焊接之后，再激光穿透蓋帽焊接，容易導致極耳和轉接片焊接拉力較小，轉接片和蓋帽再焊接過程中需要移動和壓裝會使得極耳和轉接片焊接脫離，且容易導致焊穿及炸點等不良，焊接優率低，不利用電池的批量生產。

綜上所述：現有的電池蓋帽、極耳和轉接片的連接方式復雜，工藝穩定性差，焊接良品率差，電池的量產能力較低。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明公開了一種圓柱電池結構的裝配方法及圓柱電池。

本發明所采用的技術方案如下：

一種圓柱電池結構的裝配方法，包括以下步驟：

S1、將正極耳和負極耳鋪展在電芯的同一端面，得到半成品A；連接蓋帽和轉接部件，得到半成品B，其中，所述轉接部件包括轉接絕緣件、正極轉接片和負極轉接片，所述轉接絕緣件開設兩個容置部，所述正極轉接片和所述負極轉接片分別與兩個所述容置部嵌合固定，所述負極轉接片包括負極集流盤、彎折部和延伸部，所述彎折部和所述延伸部均沿所述負極集流盤的徑向同向設置，所述彎折部連接所述延伸部和所述蓋帽；