專利名稱：高容量電池及其裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電池技術(shù)和超級電容技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可大電流充、放電的高容量電池及其裝配方法。
背景技術(shù)：
高容量大電流電池應(yīng)用于便攜式高性能電動工具、數(shù)碼產(chǎn)品、電動汽車、儲能等領(lǐng)域時，目前，電池的正極極片和負極極片都是用薄膜或者箔狀材料，然后把正、負極片中間用隔離膜隔開按圓柱狀卷繞而成電芯，再裝入殼內(nèi)，現(xiàn)有技術(shù)中，極耳與外界的導(dǎo)電是將極耳間接連接在頂蓋上導(dǎo)出，高容量大電流電池在大電流充、放電時將產(chǎn)生大量的熱。申請(專利)號CN200810142440.5，公開(公告)號CN101651186,名稱一種電池極耳與蓋板的裝配方法的中國專利申請公開了一種電池極耳與蓋板的裝配方法，包括 以下步驟a)將極耳引出裝置放置在電池卷芯的端部；b)將卷芯端部伸出的多個極耳與極耳引出裝置的導(dǎo)電層電接觸；c)用第二墊片將極耳壓緊在極耳引出裝置上；d)將電池蓋板放置在第二墊片的上表面，并將電池蓋板周邊與電池外殼密封。所述步驟b)后還包括以下步驟bl)將極耳壓彎后焊接在極耳引出裝置的導(dǎo)電層上。本發(fā)明將極耳焊接在極耳引出裝置上，并通過第二墊片機械接觸壓緊。該專利申請公開的電池，設(shè)置了極耳引出裝置和第二墊片等轉(zhuǎn)接部件，用轉(zhuǎn)接片轉(zhuǎn)接導(dǎo)出電力，同時將極耳剪切或者破斷，這樣在電池極耳與蓋板的裝配時，卷繞的過程中很難將極耳對齊，焊接位置不能控制，極耳和極柱連接不良好或者失效，電池在大電流充、放電過程中，外型會發(fā)生膨脹，電池溫度過高，影響使用電池壽命甚至導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高容量電池及其裝配方法，能大電流充、放電并且外型不會發(fā)生膨脹，使用壽命長，裝配工藝簡單。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的高容量電池，包括有一組以上的電芯、夕卜殼、正極部件以及負極部件，電芯位于外殼內(nèi)腔中，正極部件以及負極部件位于外殼的兩端；電芯包括多片正極片、隔離膜和負極片采用卷繞或疊加方式排列連接而成，隔離膜間隔于相鄰的正極片、負極片之間，每一片所述正極片均包括有正極極耳和正極集流體，每一片負極片均包括有負極極耳和負極集流體；其中，正極部件包括有將外殼一端口密封的正極頂蓋以及安裝在正極頂蓋上的正極極柱，負極部件包括有將外殼另一端口密封的負極頂蓋以及安裝在負極頂蓋上的負極極柱；正極極耳延伸出正極集流體的外部并位于正極頂蓋和正極集流體之間的間隙中，負極極耳延伸出負極集流體的外部并位于負極頂蓋和負極集流體之間的間隙中；所述負極頂蓋和正極頂蓋均采用金屬材料制成，正極極耳整形壓彎后與正極頂蓋焊接為一體，負極極耳整形壓彎后與負極頂蓋焊接為一體。在負極頂蓋和外殼之間設(shè)置有絕緣墊圈。
所述正極頂蓋或負極頂蓋上設(shè)置有防爆裝置。上述高容量電池的裝配方法，其中，包括以下步驟①將電芯卷繞牢固放置在外殼內(nèi)腔中；②將絕緣墊圈放置在負極頂蓋和外殼之間，并固定；③將正極極耳整形壓彎與正極頂蓋接觸，將負極極耳整形壓彎后與負極頂蓋接觸；④從正極頂蓋的外部進行焊接，正極頂蓋的熔融材料以及焊接材料將正極頂蓋與
正極極耳連接為一體，正極頂蓋與正極極耳導(dǎo)通；從負極頂蓋的外部進行焊接，負極頂蓋的熔融材料以及焊接材料將負極頂蓋與負極極耳連接為一體，負極頂蓋與負極極耳導(dǎo)通。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明提供一種高容量電池及其裝配方法，能大電流充、放電并且外型不會發(fā)生膨脹，使用壽命長，裝配工藝簡單。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的電池，包括有一組以上的電芯、外殼、絕緣墊圈、正極以及負極；外殼的兩端分別由正極頂蓋和負極頂蓋密封，正極固定在正極頂蓋上，負極固定在負極頂蓋上。將極耳整形壓彎后焊接在正負極頂蓋并且保證電芯卷繞牢固，所述正負極頂蓋為金屬材料。本發(fā)明具有1.能大電流充、放電；
2.電池循環(huán)后外型不膨脹；3.帶有爆破功能；4.能量密度高；5.極片不變型；并且連接穩(wěn)定、散熱好、接觸內(nèi)阻小、電芯外型尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點。


圖I是本發(fā)明高容量電池的整體結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖2是本發(fā)明高容量電池的極片與頂蓋連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明高容量電池的負極部件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明高容量電池的正極部件結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明I、負極頂蓋，2、絕緣墊圈，3、電芯，4、外殼，5、正極頂蓋，6、防爆裝置，11、焊接槽，
12、負極極柱。
具體實施例方式本發(fā)明公開了一種高容量電池，請見圖I至圖4，包括有一組以上的電芯3、外殼4、正極部件以及負極部件，電芯3位于外殼4內(nèi)腔中，正極部件以及負極部件位于外殼4的兩端；電芯3包括多片正極片、隔離膜和負極片采用卷繞或疊加方式排列連接而成，隔離膜間隔于相鄰的正極片、負極片之間，每一片所述正極片均包括有正極極耳和正極集流體，每一片負極片均包括有負極極耳和負極集流體；其中，正極部件包括有將外殼一端口密封的正極頂蓋5以及安裝在正極頂蓋5上的正極極柱，負極部件包括有將外殼另一端口密封的負極頂蓋I以及安裝在負極頂蓋I上的負極極柱12 ;正極極耳延伸出正極集流體的外部并位于正極頂蓋5和正極集流體之間的間隙中，負極極耳延伸出負極集流體的外部并位于負極頂蓋I和負極集流體之間的間隙中；所述負極頂蓋和正極頂蓋均采用金屬材料制成，正極極耳整形壓彎后與正極頂蓋5焊接為一體，負極極耳整形壓彎后與負極頂蓋I焊接為一體。在負極頂蓋I和外殼4之間設(shè)置有絕緣墊圈2。
所述正極頂蓋5或負極頂蓋I上設(shè)置有防爆裝置6。下面結(jié)合附圖對實施例進行進一步說明。本實施例中，如圖I,高容量電池整體采用圓柱狀結(jié)構(gòu),外殼4為圓柱面結(jié)構(gòu)的鋁殼，電芯3為圓柱體結(jié)構(gòu)的實心體；絕緣墊圈2為圓環(huán)圈狀。負極頂蓋I和正極頂蓋5的表面具有金屬電鍍材料層，所述金屬電鍍材料層的厚度尺寸范圍4至8μπι，采用易焊接、防氧化金屬材料，如鎳、錫。如圖2、3，負極極柱12位于負極頂蓋I中部，呈朝外部凸出的小圓柱狀結(jié)構(gòu)；負極極柱12的外側(cè)壁設(shè)置有外螺紋，或者負極極柱12具有設(shè)置了內(nèi)螺紋的中空通孔；負極極柱12的內(nèi)端與負極頂蓋I中部連接，負極極柱12與負極頂蓋I 一體成型。負極頂蓋I設(shè)置有多道焊接槽11，呈線性放射狀從負極頂蓋I中部向外部延伸，為 凹槽結(jié)構(gòu)；所述焊接槽11的槽底厚度小于負極頂蓋I的厚度；焊接槽11的槽底厚度尺寸為
O.I至3mm ;負極頂蓋I的內(nèi)表面為平面或者具有與焊接槽11的槽底相對應(yīng)的凸面，所述焊接槽11的凹槽內(nèi)腔屬于焊接區(qū)域并涂有易焊接材料。如圖4，正極部件采用和負極部件相同的結(jié)構(gòu)。絕緣墊圈2套住負極頂蓋I的邊緣，負極頂蓋I內(nèi)表面頂住外殼4的滾槽作支撐點，外表面與外殼4的翻邊鉚接固定，所述外殼4采用金屬材料制成；絕緣墊圈2采用塑料或其它高分子材料制成；所述正極頂蓋5通過連續(xù)焊接方式固定在外殼上。上述高容量電池的裝配方法，其中，包括以下步驟①將電芯卷繞牢固放置在外殼內(nèi)腔中；②將絕緣墊圈放置在負極頂蓋和外殼之間，并固定；③將正極極耳整形壓彎與正極頂蓋接觸，將負極極耳整形壓彎后與負極頂蓋接觸；④從正極頂蓋的外部進行焊接，正極頂蓋的熔融材料以及焊接材料將正極頂蓋與正極極耳連接為一體，正極頂蓋與正極極耳導(dǎo)通；從負極頂蓋的外部進行焊接，負極頂蓋的熔融材料以及焊接材料將負極頂蓋與負極極耳連接為一體，負極頂蓋與負極極耳導(dǎo)通。上述步驟4中，采用激光焊接或超聲焊接或分子擴散焊接或電阻焊接方式將正極頂蓋與正極極耳、負極頂蓋與負極極耳焊接為一體；焊接位置為負極頂蓋或正極頂蓋的焊接槽部位；焊接時，焊接槽的槽底材料發(fā)生融解，冷卻后與正極極耳或負極極耳緊固為一體。上述所列具體實現(xiàn)方式為非限制性的，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不偏離本發(fā)明范圍內(nèi)，進行的各種改進和變化，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.高容量電池，包括有一組以上的電芯(3)、外殼(4)、正極部件以及負極部件，電芯(3)位于外殼⑷內(nèi)腔中，正極部件以及負極部件位于外殼⑷的兩端；電芯(3)包括多片正極片、隔離膜和負極片采用卷繞或疊加方式排列連接而成，隔離膜間隔于相鄰的正極片、負極片之間，每一片所述正極片均包括有正極極耳和正極集流體，每一片負極片均包括有負極極耳和負極集流體；其特征在于正極部件包括有將外殼一端口密封的正極頂蓋(5)以及安裝在正極頂蓋(5)上的正極極柱，負極部件包括有將外殼另一端口密封的負極頂蓋(I)以及安裝在負極頂蓋(I)上的負極極柱(12);正極極耳延伸出正極集流體的外部并位于正極頂蓋(5)和正極集流體之間的間隙中，負極極耳延伸出負極集流體的外部并位于負極頂蓋(I)和負極集流體之間的間隙中；所述負極頂蓋和正極頂蓋均采用金屬材料制成，正極極耳整形壓彎后與正極頂蓋(5)焊接為一體，負極極耳整形壓彎后與負極頂蓋(I)焊接為一體。
2.如權(quán)利要求I所述的高容量電池，其特征在于在所述負極頂蓋(I)和外殼(4)之間設(shè)置有絕緣墊圈(2);所述正極頂蓋(5)或負極頂蓋(I)上設(shè)置有防爆裝置(6)。
3.如權(quán)利要求2所述的高容量電池，其特征在于整體采用圓柱狀結(jié)構(gòu)，外殼(4)為圓柱面結(jié)構(gòu)的鋁殼，電芯(3)為圓柱體結(jié)構(gòu)的實心體；絕緣墊圈(2)為圓環(huán)圈狀。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的高容量電池，其特征在于所述負極頂蓋(I)和正極頂蓋(5)的表面具有金屬電鍍材料層；所述金屬電鍍材料層的厚度尺寸范圍4至8μπι。
5.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的高容量電池，其特征在于所述負極極柱(12)位于負極頂蓋(I)中部，呈朝外部凸出的小圓柱狀結(jié)構(gòu)；負極極柱(12)的外側(cè)壁設(shè)置有外螺紋，或者負極極柱(12)具有設(shè)置了內(nèi)螺紋的中空通孔；負極極柱(12)的內(nèi)端與負極頂蓋(I)中部連接，負極極柱(12)與負極頂蓋(I) 一體成型。
6.如權(quán)利要求5所述的高容量電池，其特征在于所述負極頂蓋(I)設(shè)置有多道焊接槽(11)，呈線性放射狀從負極頂蓋(I)中部向外部延伸，為凹槽結(jié)構(gòu)；所述焊接槽(11)的槽底厚度小于負極頂蓋(I)的厚度；焊接槽(11)的槽底厚度尺寸為O. I至3mm ;負極頂蓋(I)的內(nèi)表面為平面或者具有與焊接槽(11)的槽底相對應(yīng)的凸面，所述焊接槽(11)的凹槽內(nèi)腔屬于焊接區(qū)域并涂有易焊接材料。
7.如權(quán)利要求6所述的高容量電池，其特征在于所述正極部件采用和負極部件相同的結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求2所述的高容量電池，其特征在于所述絕緣墊圈(2)套住負極頂蓋(I)的邊緣,負極頂蓋(I)內(nèi)表面頂住外殼(4)的滾槽作支撐點，外表面與外殼(4)的翻邊鉚接固定，所述外殼(4)采用金屬材料制成；絕緣墊圈(2)采用塑料或高分子材料制成；所述正極頂蓋(5)通過連續(xù)焊接方式固定在外殼上。
9.如權(quán)利要求2所述的高容量電池的裝配方法，其特征在于包括以下步驟 ①將電芯卷繞牢固放置在外殼內(nèi)腔中； ②將絕緣墊圈放置在負極頂蓋和外殼之間，并固定； ③將正極極耳整形壓彎與正極頂蓋接觸，將負極極耳整形壓彎后與負極頂蓋接觸； ④從正極頂蓋的外部進行焊接，正極頂蓋的熔融材料以及焊接材料將正極頂蓋與正極極耳連接為一體，正極頂蓋與正極極耳導(dǎo)通；從負極頂蓋的外部進行焊接，負極頂蓋的熔融材料以及焊接材料將負極頂蓋與負極極耳連接為一體，負極頂蓋與負極極耳導(dǎo)通。
10.如權(quán)利要求7所述的高容量電池的裝配方法，其特征在于包括以下步驟 ①將電芯卷繞牢固放置在外殼內(nèi)腔中； ②將絕緣墊圈放置在負極頂蓋和外殼之間，并固定； ③將正極極耳整形壓彎與正極頂蓋接觸，將負極極耳整形壓彎后與負極頂蓋接觸； ④從正極頂蓋的外部進行焊接，正極頂蓋的熔融材料以及焊接材料將正極頂蓋與正極極耳連接為一體，正極頂蓋與正極極耳導(dǎo)通；從負極頂蓋的外部進行焊接，負極頂蓋的熔融材料以及焊接材料將負極頂蓋與負極極耳連接為一體，負極頂蓋與負極極耳導(dǎo)通；采用激光焊接或超聲焊接或分子擴散焊接或電阻焊接方式將正極頂蓋與正極極耳、負極頂蓋與負極極耳焊接為一體；焊接位置為負極頂蓋或正極頂蓋的焊接槽部位；焊接時，焊接槽的槽底材料發(fā)生融解，冷卻后與正極極耳或負極極耳緊固為一體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高容量電池及其裝配方法，能大電流充、放電并且外型不會發(fā)生膨脹，使用壽命長，裝配工藝簡單。高容量電池包括有一組以上的電芯、外殼、正極部件以及負極部件，電芯位于外殼內(nèi)腔中，正極部件以及負極部件位于外殼的兩端；正極部件包括有將外殼一端口密封的正極頂蓋以及安裝在正極頂蓋上的正極極柱，負極部件包括有將外殼另一端口密封的負極頂蓋以及安裝在負極頂蓋上的負極極柱；負極頂蓋和正極頂蓋均采用金屬材料制成，正極極耳整形壓彎后與正極頂蓋焊接為一體，負極極耳整形壓彎后與負極頂蓋焊接為一體，在負極頂蓋和外殼之間設(shè)置有絕緣墊圈，正極頂蓋或負極頂蓋上設(shè)置有防爆裝置。
文檔編號H01M4/02GK102867936SQ201110186928
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者郝金權(quán), 汪源, 彭宇, 魏銀倉, 張兵 申請人:珠海銀通新能源有限公司