CN118352603A - 电池及其装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池技术领域,公开了一种电池及其装配方法,电池包括:壳体,其内壁围合形成容纳腔;壳体包括第一侧壁,第一侧壁设置于壳体的宽度方向一侧;极组单元,内置于容纳腔内,极组单元的宽度方向一侧形成负极耳单元,另一侧形成正极耳单元,其中,负极耳单元通过负极连接片与盖板电性连接;正极连接片,包括第一连接部和第二连接部,第一连接部设置于正极耳单元与第一侧壁之间,第一连接部与正极耳单元焊接,第二连接部设置于第一连接部沿高度方向靠近盖板的一端,第二连接部与第一侧壁焊接。本发明所提供的电池,减少了电池的内部空间占用,提高了电池能量密度。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,具体涉及一种电池及其装配方法。
背景技术
锂离子电池以其优异的电性能、无环境污染等优点,成为最具发展潜力的电动汽车用动力电池,具有广阔的市场应用前景。
现有技术中,圆柱形电池由于其结构特点,在电池成组时,电池空间利用率较低,能量密度较低。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种电池及其装配方法,以解决现有的圆柱形电池在成组时,电池空间利用率较低,能量密度较低的问题。
第一方面,本发明提供了一种电池,包括:
壳体,其内壁围合形成容纳腔;壳体包括第一侧壁,第一侧壁设置于壳体的宽度方向一侧;
极组单元,内置于容纳腔内,极组单元的宽度方向一侧形成负极耳单元,另一侧形成正极耳单元,其中,负极耳单元通过负极连接片与盖板电性连接;
正极连接片,包括第一连接部和第二连接部,第一连接部设置于正极耳单元与第一侧壁之间,第一连接部与正极耳单元焊接,第二连接部设置于第一连接部沿高度方向靠近盖板的一端,第二连接部与第一侧壁焊接。
有益效果:本发明所提供的电池,通过正极连接片的第一连接部与极组单元的正极耳单元焊接,并通过正极连接片的第二连接部与壳体的第一侧壁焊接,从而实现正极耳单元与壳体之间的电性连接,使得壳体带正电,壳体的底壁作为电池正极输出端,同时通过负极连接片将负极耳单元与盖板电性连接,从而形成单盖板-单极柱结构;与相关技术中的双侧盖板-双极柱结构形式相比,本发明所提供的电池在结构上省去了一个盖板和一个极柱,减少了电池的内部空间占用,提高了电池能量密度,而且有利于节省工艺成本和材料成本;与相关技术中的单侧盖板-双极柱结构形式相比,本发明所提供的电池在结构上省去了一个极柱,而且至少部分的缩短了盖板的空间占用,提高了电池能量密度,而且有利于节省工艺成本和材料成本。
在一种可选的实施方式中,正极连接片还包括第三连接部,第三连接部设置于第一连接部与第二连接部之间,第三连接部与第一连接部和第二连接部均成角度设置,第三连接部适于同时保持第一连接部与正极耳单元之间以及第二连接部与第一侧壁之间的完全平行贴合状态。
有益效果:通过在第一连接部与第二连接部之间设置第三连接部进行过渡,既能够保证第一连接部沿宽度方向靠近正极耳单元的一侧与正极耳单元完全贴合,从而避免第一连接部与正极耳单元之间产生虚焊,又能够保证第二连接部沿宽度方向靠近第一侧壁的一侧与第一侧壁完全贴合,从而避免第二连接部与第一侧壁之间产生虚焊,进而保证电池充放电的可靠性。
在一种可选的实施方式中,电池还包括端板,端板设置于极组单元沿高度方向靠近盖板的一侧;端板上开设有通孔;
壳体还包括第二侧壁,第二侧壁设置于壳体的宽度方向的另一侧;
负极连接片包括第四连接部,第四连接部设置于负极耳单元与第二侧壁之间,第四连接部的宽度方向一侧与负极耳单元焊接,另一侧与第二侧壁间隔设置;
负极连接片还包括第五连接部,第五连接部适于穿过通孔并与盖板焊接。
有益效果:由于极耳较软,通过在端板上开设通孔,在装配过程中使得第五连接部穿过通孔,从而对负极连接片进行定位,避免了负极连接片在装配过程中发生偏移。
在一种可选的实施方式中,端板沿高度方向远离极组单元的一侧开设形成容纳槽;
第五连接部适于穿过通孔并与盖板焊接完成后,再进行折弯并内置于容纳槽内。
有益效果:在装配过程中,第四连接部与负极耳单元焊接完成后,安装端板,并使得第五连接部穿过通孔,端板完成就位,第五连接部与盖板完成焊接后,对负极连接片进行折弯,并使得第五连接部内置于容纳槽内,从而减少负极连接片在高度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度。
在一种可选的实施方式中,第四连接部与第五连接部之间折弯形成第六连接部和第七连接部,第六连接部适于内置于通孔内,第七连接部适于将第六连接部与第四连接部相连接;
端板上开设形成通孔的同时还形成限位部;限位部沿高度方向靠近极组单元的一侧形成第一限位面,第一限位面适于在高度方向上对第七连接部进行限位;限位部沿宽度方向靠近第六连接部的一侧形成第二限位面,第二限位面适于在宽度方向上对第六连接部进行限位。
有益效果:通过在端板上形成限位部,以通过限位部的第一限位面在高度方向上对第七连接部进行限位,从而避免负极连接片在高度方向上偏移和窜动,同时通过限位部的第二限位面在宽度方向上对第六连接部进行限位,从而避免负极连接片在宽度方向上偏移和窜动,一方面能够防止负极连接片与负极耳单元断开,另一方面能够避免因负极连接片与壳体的第二侧壁抵接而导致短路。
在一种可选的实施方式中,极组单元包括第一极组和第二极组,第一极组与第二极组沿厚度方向相互贴合并形成贴合面;
正极耳单元包括若干层第一正极耳和若干层第二正极耳,第一正极耳设置于第一极组沿宽度方向靠近正极连接片的一侧,第二正极耳设置于第二极组沿宽度方向靠近正极连接片的一侧,第一正极耳与第二正极耳成对角设置;
若干层第一正极耳均沿厚度方向朝靠近贴合面方向弯折并揉平形成第一焊接面,若干层第二正极耳均沿厚度方向朝靠近贴合面方向弯折并揉平形成第二焊接面,第一焊接面和第二焊接面齐平并同时与第一连接部焊接。
有益效果:第一正极耳与第二正极耳通过成对角设置,以便于第一正极耳和第二正极耳均沿厚度方向朝靠近贴合面方向弯折并揉平,不仅能够避免极耳外露,保证焊接和电性连接的可靠性,而且有利于缩减极组单元在宽度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度;第一焊接面和第二焊接面齐平,以使第一焊接面和第二焊接面与第一连接部同时完全贴合,不仅能够保证焊接和电性连接的可靠性,而且有利于缩减极组单元和正极连接片在宽度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度。
在一种可选的实施方式中,负极耳单元包括若干层第一负极耳和若干层第二负极耳;第一负极耳设置于第一极组沿宽度方向靠近负极连接片的一侧,第二负极耳设置于第二极组沿宽度方向靠近负极连接片的一侧,第一负极耳与第二负极耳成对角设置;
若干层第一负极耳均沿厚度方向朝靠近贴合面方向弯折并揉平形成第三焊接面,若干层第二负极耳均沿厚度方向朝靠近贴合面方向弯折并揉平形成第四焊接面,第三焊接面与第四焊接面齐平并同时与第四连接部焊接。
有益效果:第一负极与第二负极耳成对角设置,以便于第一负极耳和第二负极耳均沿厚度方向朝靠近贴合面方向弯折并揉平,不仅能够避免极耳外露,保证焊接和电性连接的可靠性,而且有利于缩减极组单元在宽度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度;第三焊接面与第四焊接面齐平,以使第三焊接面和第四焊接面与第四连接部同时完全贴合,不仅能够保证焊接和电性连接的可靠性,而且有利于缩减极组单元和负极连接片在宽度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度。
在一种可选的实施方式中,第一连接部包括第五焊接面和第六焊接面,第五焊接面与第六焊接面成对角设置,第五焊接面适于与第一焊接面贴合并焊接,第六焊接面适于与第二焊接面贴合并焊接;
第四连接部包括第七焊接面和第八焊接面,第七焊接面与第八焊接面成对角设置,第七焊接面适于与第三焊接面贴合并焊接,第八焊接面适于与第四焊接面贴合并焊接。
有益效果:正极连接片通过加工形成第五焊接面和第六焊接面,第五焊接面与第六焊接面成对角设置,以使第五焊接面有针对性地与第一焊接面贴合并焊接,同时使得第六焊接面有针对性地与第二焊接面贴合并焊接,避免了第一连接部对整个极组单元的侧面进行全部覆盖,有利于减少正极连接片的用料面积,提高电池的质量能量密度;负极连接片通过加工形成第七焊接面和第八焊接面,第七焊接面与第八焊接面成对角设置,以使第七焊接面有针对性地与第三焊接面贴合并焊接,同时使得第八焊接面有针对性地与第四焊接面贴合并焊接,避免了第四连接部对整个极组单元的侧面进行全部覆盖,有利于减少负极连接片的用料面积,提高电池的质量能量密度。
在一种可选的实施方式中,极组单元沿高度方向的尺寸大小为H,正极耳单元和负极耳单元沿高度方向的尺寸大小均为h,h满足h≤1/2·H。
有益效果:
在一种可选的实施方式中,电池还包括绝缘膜,绝缘膜适于对极组单元、正极连接片和负极连接片进行整体包覆。
有益效果:以避免第一正极耳与第二正极耳以及第一负极耳与第二负极耳沿厚度方向朝靠近贴合面方向弯折揉平过程中发生干涉,不仅能够保证焊接和电性连接的可靠性,而且有利于缩减极组单元在宽度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度。
第二方面,本发明还提供了一种如上述的电池的装配方法,包括:
制作形成第一极组和第二极组,并组合形成极组单元;
将正极耳单元和负极耳单元揉平,使极耳逐层覆盖;
焊接正极连接片和负极连接片;
装配端板;
包绝缘膜;
入壳,正极连接片与壳体焊接;
负极连接片与盖板焊接;
负极连接片折弯,盖板与壳体焊接。
有益效果:本发明所提供的电池的装配方法,不仅能够保证焊接和电性连接的可靠性,而且能够缩减电池内部的空间占用,提高电池的能量密度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种电池的主视结构示意图;
图2为图1中A-A截面的剖视结构示意图;
图3为图2中B处的局部放大示意图;
图4为图3中C处的局部放大示意图;
图5为本发明实施例的一种电池的正极连接片的立体结构示意图;
图6为本发明实施例的一种电池的负极连接片的立体结构示意图;
图7为本发明实施例的一种电池的端板的立体结构示意图;
图8为本发明实施例的一种电池的极组单元的一个立体结构示意图;
图9为图8中D处的局部放大示意图;
图10为本发明实施例的一种电池的极组单元在正极耳单元揉平后的立体结构示意图;
图11为本发明实施例的一种电池的极组单元的另一个立体结构示意图;
图12为本发明实施例的一种电池的极组单元在负极耳单元揉平后的立体结构示意图;
图13为本发明实施例的一种电池的装配方法中极组单元组合前的立体结构示意图;
图14为本发明实施例的一种电池的装配方法中极组单元组合后的立体结构示意图;
图15为本发明实施例的一种电池的装配方法中极耳揉平后的立体结构示意图;
图16为本发明实施例的一种电池的装配方法中极耳与连接片焊接完成后的立体结构示意图;
图17为本发明实施例的一种电池的装配方法中安装端板后的立体结构示意图;
图18为本发明实施例的一种电池的装配方法中缠绕绝缘膜后的立体结构示意图;
图19为本发明实施例的一种电池的装配方法中入壳后正极连接片与壳体焊接的立体结构示意图;
图20为本发明实施例的一种电池的装配方法中入壳后负极连接片与盖板焊接的一个立体结构示意图;
图21为本发明实施例的一种电池的装配方法中入壳后负极连接片与盖板焊接的另一个立体结构示意图;
图22为本发明实施例的一种电池的装配方法中负极连接片与盖板焊接完成并折弯后的一个立体结构示意图;
图23为本发明实施例的一种电池的装配方法中缠绕完绝缘胶带的一个立体结构示意图;
图24为本发明实施例的一种电池完成模组/整包成组后的立体结构示意图。
附图标记说明:
10、壳体;101、容纳腔;11、底壁;12、第一侧壁;13、第二侧壁;
20、盖板;21、第一连接块;22、第二连接块;23、极柱;24、板体;25、上塑胶;26、下塑胶;
30、极组单元;301、第一极组;302、第二极组;303、贴合面;304、第一焊接面;305、第二焊接面;306、第三焊接面;307、第四焊接面;
31、正极耳单元;311、第一正极耳;312、第二正极耳;
32、负极耳单元;321、第一负极耳;322、第二负极耳;
40、正极连接片;41、第一连接部;411、第五焊接面;412、第六焊接面;42、第二连接部;43、第三连接部;
50、负极连接片;501、折弯孔;51、第四连接部;511、第七焊接面;512、第八焊接面;52、第五连接部;53、第六连接部;54、第七连接部;
60、端板;601、通孔;602、容纳槽;
61、限位部;611、第一限位面;612、第二限位面;
70、绝缘膜;
80、绝缘胶带。
具体实施方式
相关技术中,通常采用方形电池来提高电池空间利用率和能量密度;其中,方形电池的一种结构形式为双侧盖板-双极柱结构,这种结构形式通常在电池两侧设置盖板,且每侧的盖板上各设置一个极柱,其中一个极柱通过正极连接片连接极组的正极耳,另一个极柱通过负极连接片连接极组的负极耳;另一种结构形式为单侧盖板-双极柱结构,这种结构形式通常在电池单侧设置盖板,且在该盖板上设置两个极柱,也是其中一个极柱通过正极连接片连接极组的正极耳,另一个极柱通过负极连接片连接极组的负极耳。但是,不论是双侧盖板-双极柱的结构形式,还是单侧盖板-双极柱的结构形式,正极连接片均是在盖板上做焊接,对电池的空间占用仍然较大,体积能量密度仍有待进一步提高。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图24,描述本发明的实施例。
根据本发明的实施例,一方面,提供了一种电池,具体为一种四边形电池,包括:
壳体10,请参见图2所示,其内壁围合形成容纳腔101;壳体10包括第一侧壁12,第一侧壁12设置于壳体10的宽度方向一侧;
极组单元30,内置于容纳腔101内,极组单元30的宽度方向一侧形成负极耳单元32,另一侧形成正极耳单元31,其中,负极耳单元32通过负极连接片50与盖板20电性连接;
正极连接片40,请参见图5所示,包括第一连接部41和第二连接部42,请一并结合图2和图3所示,第一连接部41设置于正极耳单元31与第一侧壁12之间,第一连接部41与正极耳单元31焊接,第二连接部42设置于第一连接部41沿高度方向靠近盖板20的一端,第二连接部42与第一侧壁12焊接。
需要说明的是,请一并结合图2和图19所示,壳体10包括底壁11,以及环绕底壁11一周并沿高度方向远离底壁11延伸形成的第一侧壁12、第二侧壁13、第三侧壁(图中未示出)和第四侧壁(图中未示出),其中,如图2所示,第一侧壁12与第二侧壁13沿宽度方向相对间隔设置,底壁11与第一侧壁12、第二侧壁13、第三侧壁和第四侧壁共同围合形成容纳腔101,底壁11作为电池正极输出端。请参见图2所示,盖板20设置于壳体10沿高度方向远离底壁11的一侧,盖板20适于与壳体10焊接;请参见图3所示,盖板20主要包括第一连接块21、第二连接块22、极柱23、板体24、上塑胶25和下塑胶26;其中,对于锂离子电池体系,极柱23带负电,壳体10带正电,而对于钠离子体系,正负极结构位置可互换,本实施例中主要以锂离子体系为例进行说明;板体24采用铝材质,板体24与壳体10焊接,板体24带正电;对于锂离子电池体系,第一连接块21采用铝材质,第二连接块22采用铜材质,第一连接块21与第二连接块22可采用摩擦焊焊接,第二连接块22与负极连接片50可采用激光焊焊接;而对于钠离子体系,第一连接块21与第二连接块22可为一体铝材质结构。
进一步地,正极连接片40的第一连接部41与极组单元30的正极耳单元31之间采用激光穿透焊连接固定,正极连接片40的第二连接部42与壳体10的第一侧壁12之间采用电阻焊连接固定。
进一步地,壳体10采用铝材质。
进一步地,正极连接片40采用铝材质。
本发明所提供的电池,通过正极连接片40的第一连接部41与极组单元30的正极耳单元31焊接,并通过正极连接片40的第二连接部42与壳体10的第一侧壁12焊接,从而实现正极耳单元31与壳体10之间的电性连接,使得壳体10带正电,壳体10的底壁11作为电池正极输出端,同时通过负极连接片50将负极耳单元32与盖板20电性连接,从而形成单盖板-单极柱结构;与相关技术中的双侧盖板-双极柱结构形式相比,本发明所提供的电池在结构上省去了一个盖板和一个极柱,减少了电池的内部空间占用,提高了电池能量密度,而且有利于节省工艺成本和材料成本;与相关技术中的单侧盖板-双极柱结构形式相比,本发明所提供的电池在结构上省去了一个极柱,而且至少部分的缩短了盖板的空间占用,提高了电池能量密度,而且有利于节省工艺成本和材料成本。
值得说明的是,本发明所提供的电池,通过形成单盖板-单极柱结构,使得壳体10带正电,壳体10的底壁11作为电池正极输出端,不仅适用于锂离子体系,而且适用于钠离子体系;而且,通过使得壳体10带正电,能够避免(理想条件下)和/或减轻对壳体10的腐蚀。
在一些实施例中,请一并结合图3和图5所示,正极连接片40还包括第三连接部43,第三连接部43设置于第一连接部41与第二连接部42之间,第三连接部43与第一连接部41和第二连接部42均成角度设置,第三连接部43适于同时保持第一连接部41与正极耳单元31之间以及第二连接部42与第一侧壁12之间的完全平行贴合状态。
进一步地,第一连接部41、第二连接部42和第三连接部43一体成型;正极连接片40可通过折弯形成第一连接部41、第二连接部42和第三连接部43。
本实施例中,通过在第一连接部41与第二连接部42之间设置第三连接部43进行过渡,既能够保证第一连接部41沿宽度方向靠近正极耳单元31的一侧与正极耳单元31完全贴合,从而避免第一连接部41与正极耳单元31之间产生虚焊,又能够保证第二连接部42沿宽度方向靠近第一侧壁12的一侧与第一侧壁12完全贴合,从而避免第二连接部42与第一侧壁12之间产生虚焊,进而保证电池充放电的可靠性。
在一些实施例中,请一并结合图3和图7所示,电池还包括端板60,端板60设置于极组单元30沿高度方向靠近盖板20的一侧;端板60上开设有通孔601;
壳体10还包括第二侧壁13,第二侧壁13设置于壳体10的宽度方向的另一侧;
请参见图6所示,负极连接片50包括第四连接部51,请一并结合图3所示,第四连接部51设置于负极耳单元32与第二侧壁13之间,第四连接部51的宽度方向一侧与负极耳单元32焊接,另一侧与第二侧壁13间隔设置;
负极连接片50还包括第五连接部52,第五连接部52适于穿过通孔601并与盖板20焊接。
需要说明的是,在锂离子体系中,负极连接片50采用铜材质;在钠离子体系中,负极连接片50采用铝材质。
进一步地,负极连接片50的第四连接部51与极组单元30的负极耳单元32之间采用激光穿透焊连接固定;负极连接片50的第五连接部52与盖板20之间采用激光焊连接固定。
进一步地,端板60采用PP材质,端板60适于对极组单元30和负极连接片50进行固定,并对极组单元30进行绝缘。
进一步地,第五连接部52上开设有折弯孔501,一方面便于第五连接部52在装配过程中进行折弯,另一方面,在保证连接强度的前提下,通过折弯孔501变形可以释放折弯应力,避免第五连接部52折弯后回弹。
本实施例中,通过负极连接片50的第四连接部51与极组单元30的负极耳单元32焊接,并通过负极连接片50的第五连接部52与盖板20焊接,从而实现负极耳单元32与盖板20之间的电性连接;通过在极组单元30沿高度方向靠近盖板20的一侧设置端板60,从而对极组单元30和负极连接片50进行固定,并对极组单元30进行绝缘;由于极耳较软,通过在端板60上开设通孔601,在装配过程中使得第五连接部52穿过通孔601,从而对负极连接片50进行定位,避免了负极连接片50在装配过程中发生偏移。
在一些实施例中,请参见图7所示,端板60沿高度方向远离极组单元30的一侧开设形成容纳槽602;
请一并结合图3所示,第五连接部52适于穿过通孔601并与盖板20焊接完成后,再进行折弯并内置于容纳槽602内。
需要说明的是,在装配过程中,第四连接部51与负极耳单元32焊接完成后,安装端板60,并使得第五连接部52穿过通孔601,端板60完成就位,第五连接部52与盖板20完成焊接后,对负极连接片50进行折弯,并使得第五连接部52内置于容纳槽602内,从而减少负极连接片50在高度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度。
在一些实施例中,第四连接部51与第五连接部52之间折弯形成第六连接部53和第七连接部54,第六连接部53适于内置于通孔601内,第七连接部54适于将第六连接部53与第四连接部51相连接;
端板60上开设形成通孔601的同时还形成限位部61;限位部61沿高度方向靠近极组单元30的一侧形成第一限位面611,第一限位面611适于在高度方向上对第七连接部54进行限位;限位部61沿宽度方向靠近第六连接部53的一侧形成第二限位面612,第二限位面612适于在宽度方向上对第六连接部53进行限位。
需要说明的是,如图6所示,在端板60装配前,第四连接部51与第五连接部52平行设置,第四连接部51与第五连接部52之间通过第七连接部54相连接;请一并结合图3和图4所示,当第五连接部52与盖板20完成焊接后,通过在折弯孔501处对负极连接片50进行折弯,从而在第五连接部52与第七连接部54之间形成第六连接部53。
本实施例中,通过在端板60上形成限位部61,以通过限位部61的第一限位面611在高度方向上对第七连接部54进行限位,从而避免负极连接片50在高度方向上偏移和窜动,同时通过限位部61的第二限位面612在宽度方向上对第六连接部53进行限位,从而避免负极连接片50在宽度方向上偏移和窜动,一方面能够防止负极连接片50与负极耳单元32断开,另一方面能够避免因负极连接片50与壳体10的第二侧壁13抵接而导致短路。
在一些实施例中,请参见图8所示,极组单元30包括第一极组301和第二极组302,第一极组301与第二极组302沿厚度方向相互贴合并形成贴合面303;
仍参见图8所示,正极耳单元31包括若干层第一正极耳311和若干层第二正极耳312,第一正极耳311设置于第一极组301沿宽度方向靠近正极连接片40的一侧,第二正极耳312设置于第二极组302沿宽度方向靠近正极连接片40的一侧,第一正极耳311与第二正极耳312成对角设置;
请一并结合图10所示,若干层第一正极耳311均沿厚度方向朝靠近贴合面303方向弯折并揉平形成第一焊接面304,若干层第二正极耳312均沿厚度方向朝靠近贴合面303方向弯折并揉平形成第二焊接面305,第一焊接面304和第二焊接面305齐平并同时与第一连接部41焊接。
需要说明的是,当极组单元30为单个极组成型时,极组可以通过卷绕工艺制备,也可以通过叠片工艺制备;当极组单元30为多个极组成型时,极组通过叠片工艺制备。为便于更好地说明和理解,本实施例中以两个极组形成极组单元30为例进行说明。
进一步地,第一极组301和第二极组302均通过叠片制备而成。
需要说明的是,请一并结合图8和图9所示,在弯折揉平前,若干层第一正极耳311均与贴合面303平行设置;请参见图10所示,在弯折揉平时,第一正极耳311和第二正极耳312均需沿厚度方向朝靠近贴合面303方向弯折并揉平,以避免极耳外露;仍参见图10所示,在弯折揉平后,若干层第一正极耳311逐层覆盖并形成第一焊接面304,若干层第二正极耳312逐层覆盖并形成第二焊接面305。第二正极耳312、第一负极耳321和第二负极耳322的弯折揉平原理与第一正极耳311相同,在此不再赘述。
本实施例中,第一正极耳311与第二正极耳312通过成对角设置,以便于第一正极耳311和第二正极耳312均沿厚度方向朝靠近贴合面303方向弯折并揉平,不仅能够避免极耳外露,保证焊接和电性连接的可靠性,而且有利于缩减极组单元30在宽度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度;第一焊接面304和第二焊接面305齐平,以使第一焊接面304和第二焊接面305与第一连接部41同时完全贴合,不仅能够保证焊接和电性连接的可靠性,而且有利于缩减极组单元30和正极连接片40在宽度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度。
在一些实施例中,请参见图11所示,负极耳单元32包括若干层第一负极耳321和若干层第二负极耳322;第一负极耳321设置于第一极组301沿宽度方向靠近负极连接片50的一侧,第二负极耳322设置于第二极组302沿宽度方向靠近负极连接片50的一侧,第一负极耳321与第二负极耳322成对角设置;
请一并结合图12所示,若干层第一负极耳321均沿厚度方向朝靠近贴合面303方向弯折并揉平形成第三焊接面306,若干层第二负极耳322均沿厚度方向朝靠近贴合面303方向弯折并揉平形成第四焊接面307,第三焊接面306与第四焊接面307齐平并同时与第四连接部51焊接。
本实施例中,第一负极耳321与第二负极耳322成对角设置,以便于第一负极耳321和第二负极耳322均沿厚度方向朝靠近贴合面303方向弯折并揉平,不仅能够避免极耳外露,保证焊接和电性连接的可靠性,而且有利于缩减极组单元30在宽度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度;第三焊接面306与第四焊接面307齐平,以使第三焊接面306和第四焊接面307与第四连接部51同时完全贴合,不仅能够保证焊接和电性连接的可靠性,而且有利于缩减极组单元30和负极连接片50在宽度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度。
在一些实施例中,请参见图5所示,第一连接部41包括第五焊接面411和第六焊接面412,第五焊接面411与第六焊接面412成对角设置,请一并结合图10所示,第五焊接面411适于与第一焊接面304贴合并焊接,第六焊接面412适于与第二焊接面305贴合并焊接;
请参见图6所示,第四连接部51包括第七焊接面511和第八焊接面512,第七焊接面511与第八焊接面512成对角设置,请一并结合图12和图16所示,第七焊接面511适于与第三焊接面306贴合并焊接,第八焊接面512适于与第四焊接面307贴合并焊接。
进一步地,正极连接片40和负极连接片50可通过冲压成型。
本实施例中,正极连接片40通过加工形成第五焊接面411和第六焊接面412,第五焊接面411与第六焊接面412成对角设置,以使第五焊接面411有针对性地与第一焊接面304贴合并焊接,同时使得第六焊接面412有针对性地与第二焊接面305贴合并焊接,避免了第一连接部41对整个极组单元30的侧面进行全部覆盖,有利于减少正极连接片40的用料面积,提高电池的质量能量密度;负极连接片50通过加工形成第七焊接面511和第八焊接面512,第七焊接面511与第八焊接面512成对角设置,以使第七焊接面511有针对性地与第三焊接面306贴合并焊接,同时使得第八焊接面512有针对性地与第四焊接面307贴合并焊接,避免了第四连接部51对整个极组单元30的侧面进行全部覆盖,有利于减少负极连接片50的用料面积,提高电池的质量能量密度。
在一些实施例中,请一并结合图8和图11所示,极组单元30沿高度方向的尺寸大小为H,正极耳单元31和负极耳单元32沿高度方向的尺寸大小均为h,h满足h≤1/2·H。
本实施例中,正极耳单元31和负极耳单元32沿高度方向的尺寸大小h满足h≤1/2·H,其中,H为极组单元30沿高度方向的尺寸大小,以避免第一正极耳311与第二正极耳312以及第一负极耳321与第二负极耳322沿厚度方向朝靠近贴合面303方向弯折揉平过程中发生干涉,不仅能够保证焊接和电性连接的可靠性,而且有利于缩减极组单元30在宽度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度。
在一些实施例中,电池还包括绝缘膜70,绝缘膜70适于对极组单元30、正极连接片40和负极连接片50进行整体包覆。
本实施例中,通过绝缘膜70对极组单元30、正极连接片40和负极连接片50进行整体包覆,一方面能够防止正极连接片40和/或负极连接片50与壳体10搭接,另一方面能够防止正负极活性物质掉料漏出。
根据本发明的实施例,另一方面,还提供了一种如上述的电池的装配方法,包括:
请一并结合图13和图14所示,制作形成第一极组301和第二极组302,并组合形成极组单元30,使得第一正极耳311与第二正极耳312成对角设置,第一负极耳321与第二负极耳322成对角设置,以避免第一正极耳311与第二正极耳312以及第一负极耳321与第二负极耳322沿厚度方向朝靠近贴合面303方向弯折揉平过程中发生干涉,不仅能够保证焊接和电性连接的可靠性,而且有利于缩减极组单元30在宽度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度;
将正极耳单元31和负极耳单元32揉平,使极耳逐层覆盖,并形成第一焊接面304、第二焊接面305、第三焊接面306与第四焊接面307;
正极连接片40与正极耳单元31焊接,负极连接片50与负极耳单元32焊接,第五焊接面411与第一焊接面304完全贴合并焊接,第六焊接面412与第二焊接面305完全贴合并焊接,第七焊接面511与第三焊接面306完全贴合并焊接,第八焊接面512与第四焊接面307完全贴合并焊接,不仅能够保证焊接和电性连接的可靠性,而且有利于缩减极组单元30与正极连接片40和负极连接片50在宽度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度;
装配端板60,使得第五连接部52从通孔601穿过,从而对负极连接片50进行定位;
包绝缘膜70;
极组入壳,之后正极连接片40与壳体10焊接,以使壳体10带正电,壳体10底部作为电池正极输出端;
负极连接片50与盖板20焊接;
负极连接片50折弯约90°,使得第五连接部52内置于容纳槽602内,从而减少负极连接片50在高度方向上的空间占用,提高电池的体积能量密度,再将盖板20与壳体10焊接。
进一步地,本发明电池的装配方法还包括包覆绝缘胶带80,绝缘胶带80用于防止壳体10与外部搭接短路。
进一步地,在包覆绝缘胶带80过程中,盖板20位置与壳体10底部位置设置开窗,用于外部汇流排焊接。
图15示出了本发明电池的成组示意图,通过使用本发明电池进行成组,极大地减小了电池空间占用,有利于提高能量密度。
本发明所提供的电池的装配方法,不仅能够保证焊接和电性连接的可靠性,而且能够缩减电池内部的空间占用,提高电池的能量密度。
虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (11)
1.一种电池,其特征在于,包括:
壳体,其内壁围合形成容纳腔;所述壳体包括第一侧壁,所述第一侧壁设置于所述壳体的宽度方向一侧;
极组单元,内置于所述容纳腔内,所述极组单元的宽度方向一侧形成负极耳单元,另一侧形成正极耳单元,其中,所述负极耳单元通过负极连接片与盖板电性连接;
正极连接片,包括第一连接部和第二连接部,所述第一连接部设置于所述正极耳单元与所述第一侧壁之间,所述第一连接部与所述正极耳单元焊接,所述第二连接部设置于所述第一连接部沿高度方向靠近所述盖板的一端,所述第二连接部与所述第一侧壁焊接。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述正极连接片还包括第三连接部,所述第三连接部设置于所述第一连接部与所述第二连接部之间,所述第三连接部与所述第一连接部和所述第二连接部均成角度设置,所述第三连接部适于同时保持所述第一连接部与所述正极耳单元之间以及所述第二连接部与所述第一侧壁之间的完全平行贴合状态。
3.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电池还包括端板,所述端板设置于所述极组单元沿高度方向靠近所述盖板的一侧;所述端板上开设有通孔;
所述壳体还包括第二侧壁,所述第二侧壁设置于所述壳体的宽度方向的另一侧;
所述负极连接片包括第四连接部,所述第四连接部设置于所述负极耳单元与所述第二侧壁之间,所述第四连接部的宽度方向一侧与所述负极耳单元焊接,另一侧与所述第二侧壁间隔设置;
所述负极连接片还包括第五连接部,所述第五连接部适于穿过所述通孔并与所述盖板焊接。
4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述端板沿高度方向远离所述极组单元的一侧开设形成容纳槽;
所述第五连接部适于穿过所述通孔并与所述盖板焊接完成后,再进行折弯并内置于所述容纳槽内。
5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述第四连接部与所述第五连接部之间折弯形成第六连接部和第七连接部,所述第六连接部适于内置于所述通孔内,所述第七连接部适于将所述第六连接部与所述第四连接部相连接;
所述端板上开设形成所述通孔的同时还形成限位部;所述限位部沿高度方向靠近所述极组单元的一侧形成第一限位面,所述第一限位面适于在高度方向上对所述第七连接部进行限位;所述限位部沿宽度方向靠近所述第六连接部的一侧形成第二限位面,所述第二限位面适于在宽度方向上对所述第六连接部进行限位。
6.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述极组单元包括第一极组和第二极组,所述第一极组与所述第二极组沿厚度方向相互贴合并形成贴合面;
所述正极耳单元包括若干层第一正极耳和若干层第二正极耳,所述第一正极耳设置于所述第一极组沿宽度方向靠近所述正极连接片的一侧,所述第二正极耳设置于所述第二极组沿宽度方向靠近所述正极连接片的一侧,所述第一正极耳与所述第二正极耳成对角设置;
若干层所述第一正极耳均沿厚度方向朝靠近所述贴合面方向弯折并揉平形成第一焊接面,若干层所述第二正极耳均沿厚度方向朝靠近所述贴合面方向弯折并揉平形成第二焊接面,所述第一焊接面和所述第二焊接面齐平并同时与所述第一连接部焊接。
7.根据权利要求6所述的电池,其特征在于,所述负极耳单元包括若干层第一负极耳和若干层第二负极耳;所述第一负极耳设置于所述第一极组沿宽度方向靠近所述负极连接片的一侧,所述第二负极耳设置于所述第二极组沿宽度方向靠近所述负极连接片的一侧,所述第一负极耳与所述第二负极耳成对角设置;
若干层所述第一负极耳均沿厚度方向朝靠近所述贴合面方向弯折并揉平形成第三焊接面,若干层所述第二负极耳均沿厚度方向朝靠近所述贴合面方向弯折并揉平形成第四焊接面,所述第三焊接面与所述第四焊接面齐平并同时与所述第四连接部焊接。
8.根据权利要求7所述的电池,其特征在于,所述第一连接部包括第五焊接面和第六焊接面,所述第五焊接面与所述第六焊接面成对角设置,所述第五焊接面适于与所述第一焊接面贴合并焊接,所述第六焊接面适于与所述第二焊接面贴合并焊接;
所述第四连接部包括第七焊接面和第八焊接面,所述第七焊接面与所述第八焊接面成对角设置,所述第七焊接面适于与所述第三焊接面贴合并焊接,所述第八焊接面适于与所述第四焊接面贴合并焊接。
9.根据权利要求7所述的电池,其特征在于,所述极组单元沿高度方向的尺寸大小为H,所述正极耳单元和所述负极耳单元沿高度方向的尺寸大小均为h,h满足h≤1/2·H。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的电池,其特征在于,所述电池还包括绝缘膜,所述绝缘膜适于对所述极组单元、所述正极连接片和所述负极连接片进行整体包覆。
11.一种如上述权利要求1-10中任意一项所述的电池的装配方法,其特征在于,包括:
制作形成第一极组和第二极组,并组合形成极组单元;
将正极耳单元和负极耳单元揉平,使极耳逐层覆盖;
正极连接片与正极耳单元焊接,负极连接片与负极耳单元焊接;
装配端板;
包绝缘膜;
入壳,正极连接片与壳体焊接;
负极连接片与盖板焊接;
负极连接片折弯,盖板与壳体焊接。
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