本發(fā)明涉及一種全極耳鋰電池的制備方法，屬于鋰電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前由于鋰電池具有能量密度高、功率密度高、循環(huán)使用次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)，在智能手機(jī)、穿戴設(shè)備、電動自行車和新能源汽車等設(shè)備上得到廣泛的應(yīng)用，成為解決能源危機(jī)和環(huán)境污染等全球性問題的關(guān)鍵。隨著電動汽車技術(shù)的日益完善，電動汽車和混合動力車離人們的日常生活越來越近，存在著巨大的商機(jī)，同時(shí)電動汽車對為其提供能量的鋰離子電池的性能提出了更高的要求。

目前市場上廣泛使用的硬殼鋰電池，一般采取疊片式或卷繞式。疊片式方形電池生產(chǎn)效率較低、一致性差、放電倍率低、循環(huán)壽命短等問題，卷繞式方形電池生產(chǎn)效率較高，但電池一般采取焊接極耳引流的方式，由于極耳數(shù)量有限，電池倍率性能較差，難以在電動汽車及儲能終端需要高倍率放電的裝備應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有方形電池的上述缺陷，而設(shè)計(jì)的一種卷繞式方形全極耳電池。該電池具有生產(chǎn)效率高、工藝簡單、循環(huán)性好、倍率性能突出等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案具體為：

一種全極耳方形鋰電池，包括鋰電池外殼，鋰電池外殼包括殼體、蓋板、底板，殼體為中空的鋁型材，兩端分別焊接固定蓋板、底板，蓋板設(shè)有注液孔及安全閥，蓋板設(shè)有至少一個(gè)條形孔，每個(gè)孔中穿設(shè)負(fù)極極柱，負(fù)極極柱側(cè)面開設(shè)環(huán)狀的固定槽，該固定槽內(nèi)卡進(jìn)蓋板條形孔的孔壁，在極柱與蓋板之間墊有密封圈，極柱為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)穿設(shè)負(fù)極全極耳，極柱的中空部分的截面面積大于負(fù)極全極耳的截面面積，極柱與負(fù)極全極耳之間的空間塞條，塞條外固定負(fù)極小蓋板，極柱、負(fù)極全極耳、負(fù)極小蓋板之間通過焊接成為一個(gè)整體，其整體形成電池負(fù)極；底板設(shè)有與蓋板一樣多的條形孔，每個(gè)孔中穿設(shè)正極極柱，正極極柱側(cè)面開設(shè)環(huán)狀的固定槽，該固定槽內(nèi)卡進(jìn)底板條形孔的孔壁，在正極極柱與底板之間墊有密封圈，正極極柱為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)穿設(shè)正極全極耳，正極極柱的中空部分的截面面積大于正極全極耳的截面面積，在正極極柱與正極全極耳之間的空間嵌入塞條，塞條外固定正極小蓋板，正極極柱、正極全極耳、正極小蓋板之間通過焊接成為一個(gè)整體，其整體形成電池正極；電池外殼內(nèi)為電芯，電芯為多層結(jié)構(gòu)卷繞而成，分別為隔膜、正極極片、隔膜、負(fù)極極片、隔膜，正極極片與負(fù)極極片的中間部分為電能存儲部分，兩端的端部多層正極極片與負(fù)極極片分別焊接固定在一起形成正極全極耳、負(fù)極全極耳。

蓋板條形孔的孔壁為z狀的外凸結(jié)構(gòu)，使極柱的下表面與蓋板整體的下表面位于同一個(gè)平面，底板條形孔的孔壁為z狀的外凸結(jié)構(gòu)，使正極極柱的上表面與底板整體的上表面位于同一個(gè)平面。

塞條為彈性橡膠制成。

以上所有焊接都為攪拌摩擦焊。

一種如上述的全極耳方形鋰電池的制備方法：

第一步，蓋板、殼體和底板都采用微弧氧化技術(shù)進(jìn)行處理，使表面形成優(yōu)質(zhì)的強(qiáng)化陶瓷膜；

第二步，將底板與殼體焊接固定；

第三步，按隔膜、正極極片、隔膜、負(fù)極極片、隔膜的順序卷繞形成電芯，兩端的端部多層正極極片與負(fù)極極片分別焊接固定在一起形成正極全極耳、負(fù)極全極耳，正極全極耳、負(fù)極全極耳的左右兩側(cè)都進(jìn)行切角；

第四步，將電芯入殼，正極全極耳從正極極柱的中空部分引出，塞入橡膠塞條，嵌入正極小蓋板，將正極小蓋板、正極極柱焊接；

第五步，蓋上蓋板，將負(fù)極全極耳從負(fù)極極柱的中空部分引出，塞入橡膠塞條，嵌入負(fù)極小蓋板，將負(fù)極小蓋板焊接，蓋板與殼體焊接；

第六步，從蓋板的注液孔及安全閥注入電解液，完成后密封，成為電池。

上述所有焊接都為攪拌摩擦焊。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)條形全極耳，擴(kuò)大了極耳的表面面積，該電池具有生產(chǎn)效率高、工藝簡單、循環(huán)性好、倍率性能突出等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明專利的總體結(jié)構(gòu)主視圖及俯視圖。

圖2為本發(fā)明專利總體結(jié)構(gòu)左視圖。

圖3為本發(fā)明專利電芯卷繞結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明專利電芯極耳切角示意圖。

圖5為本發(fā)明專利蓋板結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本發(fā)明專利底板結(jié)構(gòu)圖。

圖7為本發(fā)明專利殼體結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

如圖1，一種全極耳方形鋰電池，包括鋰電池外殼，鋰電池外殼包括殼體1、蓋板2、底板15，殼體1為中空的鋁型材，兩端分別焊接固定蓋板2、底板15。蓋板設(shè)有注液孔31及安全閥32，方便注入電解液。殼體壁厚0.5mm，蓋板和底板均為鋁板，厚度1-1.5mm，蓋板、底板均設(shè)有雙極柱，底板為正極極柱，蓋板上為負(fù)極極柱，正極極柱材質(zhì)為鋁，負(fù)極極柱材質(zhì)為銅，正極極柱和底板，負(fù)極極柱和蓋板之間為密封圈，使正極極柱與底板、負(fù)極極柱與蓋板實(shí)現(xiàn)密封。

如圖2、圖5，蓋板2設(shè)有至少一個(gè)條形孔（圖中為兩個(gè)），每個(gè)孔中穿設(shè)負(fù)極極柱4，負(fù)極極柱4側(cè)面開設(shè)環(huán)狀的固定槽，該固定槽內(nèi)卡進(jìn)蓋板2條形孔的孔壁，在極柱4與蓋板2之間墊有密封圈3，為了增加內(nèi)部的體積，蓋板2條形孔的孔壁為z狀的外凸結(jié)構(gòu)，使極柱4的下表面與蓋板2整體的下表面位于同一個(gè)平面。極柱4為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)穿設(shè)負(fù)極全極耳5，為了方便在極柱4中裝配負(fù)極全極耳5，極柱4的中空部分的截面面積大于負(fù)極全極耳5的截面面積，裝配完成后，在極柱4與負(fù)極全極耳5之間的空間嵌入彈性橡膠制成的塞條7，塞條7外固定負(fù)極小蓋板6，極柱4、負(fù)極全極耳5、負(fù)極小蓋板6之間通過焊接成為一個(gè)整體，其整體形成電池正極。

如圖2、圖6，底板15設(shè)有與蓋板2一樣多的條形孔，每個(gè)孔中穿設(shè)正極極柱8，正極極柱8側(cè)面開設(shè)環(huán)狀的固定槽，該固定槽內(nèi)卡進(jìn)底板15條形孔的孔壁，在正極極柱8與底板15之間墊有密封圈3，為了增加內(nèi)部的體積，底板15條形孔的孔壁為z狀的外凸結(jié)構(gòu)，使正極極柱8的上表面與底板15整體的上表面位于同一個(gè)平面。正極極柱8為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)穿設(shè)正極全極耳9，為了方便在極柱4中裝配正極全極耳9，正極極柱8的中空部分的截面面積大于正極全極耳9的截面面積，裝配完成后，在正極極柱8與正極全極耳9之間的空間嵌入彈性橡膠制成的塞條7，塞條7外固定正極小蓋板10，正極極柱8、正極全極耳9、正極小蓋板10之間通過焊接成為一個(gè)整體，其整體形成電池負(fù)極。

如果條形孔的輪廓與全極耳接近，會增加全極耳從負(fù)極極柱的中空部分引出的難度，特別是機(jī)器人裝配，為此，正極極柱8的中空部分的截面面積大于正極全極耳9的截面面積，但是，這樣會增加其連接的不穩(wěn)定性。所以在其縫隙中填充彈性橡膠制成的塞條，為了不影響導(dǎo)電性能，膠條的外側(cè)又固定小蓋板，完美組合。

如圖1、圖3、圖4，電池外殼內(nèi)為電芯，電芯為多層結(jié)構(gòu)卷繞而成，分別為隔膜13、正極極片12、隔膜13、負(fù)極極片14、隔膜13，正極極片12與負(fù)極極片14的中間部分為電能存儲部分（一般兩個(gè)側(cè)面涂布活性物質(zhì)），兩端的端部多層正極極片12與負(fù)極極片14分別焊接固定在一起形成正極全極耳9、負(fù)極全極耳5。

如圖4，為了方便其通過極柱，正極全極耳9、負(fù)極全極耳5的左右兩側(cè)都進(jìn)行切角，切除部分參見圖4中a區(qū)。

以上所有焊接都為攪拌摩擦焊。

為了增加強(qiáng)度，蓋板、殼體和底板均采用微弧氧化技術(shù)進(jìn)行處理，使表面形成優(yōu)質(zhì)的強(qiáng)化陶瓷膜層。這樣可以大幅度地提高了材料的表面硬度，良好的耐磨損性能，良好的耐熱性及抗腐蝕性，有良好的絕緣性能。

本電池的制備方法：

第一步，蓋板、殼體和底板都采用微弧氧化技術(shù)進(jìn)行處理，使表面形成優(yōu)質(zhì)的強(qiáng)化陶瓷膜。

第二步，將底板與殼體焊接固定。

第三步，按隔膜、正極極片、隔膜、負(fù)極極片、隔膜的順序卷繞形成電芯，兩端的端部多層正極極片與負(fù)極極片分別焊接固定在一起形成正極全極耳、負(fù)極全極耳，正極全極耳、負(fù)極全極耳的左右兩側(cè)都進(jìn)行切角。

第四步，將電芯入殼，正極全極耳從正極極柱的中空部分引出，塞入橡膠塞條，嵌入正極小蓋板，將正極小蓋板、正極極柱焊接。

第五步，蓋上蓋板，將負(fù)極全極耳從負(fù)極極柱的中空部分引出，塞入橡膠塞條，嵌入負(fù)極小蓋板，將負(fù)極小蓋板焊接，蓋板與殼體焊接。

第六步，從蓋板的注液孔及安全閥注入電解液，完成后密封，成為電池。

上述所有焊接都為攪拌摩擦焊。