圆柱形电池的制作方法

本申请涉及一种圆柱形电池。

背景技术：

随着新能源汽车对续航里程和快速充电的要求越来越高，锂电池具有高比能量的同时，还必须具有较高的比功率。要实现锂电池快速充电，缩短充电时间，就必须提升电池的大电流充电能力。锂电池中影响大电流充放电能力的瓶颈主要在汇流处的极耳束、集流体和极柱上。对于全极耳结构圆柱形电池来说，电池盖帽上的连接片是导流能力最薄弱的地方，决定了电池导流能力的好坏。此连接片将由极耳引出的电流汇集再导出至电池的正极、负极端子。在大电流充放电时，连接片处发热量最大，对电池大电流充放电起到关键作用。全极耳圆柱电池极耳正极为纯铝箔，负极为纯铜箔，能满足大电流导电能力。但将极耳与盖板连接起来的软连接片，在生产装配时需将软连接片折叠，因而不可能将连接片做得太厚，而软连接片宽度也受电池直径限制，无法加宽，即便采用多片叠加方式也无法完全解决此外导流能力弱的缺点。即便将连接片加宽加厚满足了导流要求，因连接片折弯困难，折弯空隙让电池内部热传导受阻，电池散热差，致电池在连接片处温度高，并最终使电池温度高，出现热失控。

技术实现要素：

本申请目的是：针对上述问题，提出一种新型的圆柱形电池，该电池散热优良，能够迅速将其内部热量向外导出，避免热量在电池内部聚集，同时降低电池内阻，并保证从外部补充的电解液顺畅地流向电池内部的卷芯。

本申请的技术方案是：

一种圆柱形电池，包括：

带有开口的圆筒形电池壳，

封闭设置于所述电池壳端部开口处的电池盖帽，

收容于所述电池壳内的卷芯，以及

由一体连接的盘体和尾体构成的集流盘；

所述盘体焊接于所述卷芯的正极端或负极端，所述尾体与所述电池盖帽固定连接；

在所述盘体与所述电池盖帽之间的空隙中填充有与所述盘体、尾体和电池盖帽导电接触的泡沫金属。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述电池盖帽包括：

其外缘边与所述电池壳开口部密封焊接的金属材质的圆形盖板，

布置于所述圆形盖板外侧的极柱，

夹设于所述极柱和所述圆形盖板之间、以将所述极柱与所述圆形盖板绝缘隔离的外绝缘垫，

夹设于所述尾体和所述圆形盖板之间、以将所述尾体与所述圆形盖板绝缘隔离的内绝缘垫，以及

将所述极柱、圆形盖板、外绝缘垫、内绝缘垫和所述尾体铆接固定，同时将所述极柱与所述尾体导电连接的金属铆钉；

所述泡沫金属与所述金属铆钉抵靠布置。

所述电池壳为钢壳或铝壳，所述圆形盖板为钢质或铝质。

所述尾体为u字型折弯结构，其由：

与所述内绝缘垫贴靠布置的外导电段、

间隔布置于所述外导电段内侧的内导电段，以及

一体连接所述外导电段与所述内导电段的中导电段构成；

所述外导电段与所述金属铆钉铆接固定，所述内导电段的一端与所述盘体一体连接，所述泡沫金属为片状结构，一片所述泡沫金属被夹设于所述内导电段与所述外导电段之间，另一片所述泡沫金属被夹设于所述内导电段与所述盘体之间。

每片所述泡沫金属的厚度为0.1-3mm。

所述泡沫金属的孔径为100-800ppi。

所述泡沫金属的面密度为100-1000g/m²。

所述泡沫金属的孔隙率为50％-98％。

所述圆形盖板上制有用于灌注电解液的补液孔。

所述电池盖帽是一块其外缘边与所述电池壳开口部密封焊接的圆形的金属盖板，所述尾体与所述金属盖板焊接固定。

本申请在集流盘尾体和盘体间的空隙以及集流盘尾体与电池盖帽间的空隙中夹设导热片，具有以下优势：

1、本申请在集流盘盘体与电池盖帽之间填充与集流盘盘体、集流盘尾体和电池盖帽导电接触的泡沫金属，不仅增大了集流盘至电池盖帽的导流面积，降低了电池内阻，同时还减小了集流盘与电池盖帽间的热阻，使得电池卷芯的热量能够更快地传输至外部电池盖帽，迅速降低电池内部温度。

2、多孔结构的泡沫金属并不会过多地增加电池自重，不会明显影响电池自身的能量密度。

3、从电池盖帽补液孔注入的电解液可通过多孔结构的泡沫金属顺畅地流入内部卷芯。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例一中圆柱形电池的轴向侧视图；

图2为图1的a-a向剖视图；

图3为图2的局部视图；

图4为图3中集流盘尾体展开后的结构示意图；

图5为图4中左侧泡沫金属的结构示意图；

图6为图4中右侧泡沫金属的结构示意图；

图7为本申请实施例二中圆柱形电池正极端的结构示意图，为方便读者理解该结构，图中将集流盘的尾体展开；

其中：1-电池壳，2-电池盖帽，201-圆形盖板，202-极柱，203-外绝缘垫，204-内绝缘垫，205-金属铆钉，3-卷芯，4-集流盘，401-盘体，402-尾体，402a-外导电段，402b-内导电段，402c-中导电段，5-泡沫金属。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：

图1至图6示出了本申请这种圆柱形电池的一个具体实施例，与一些传统圆柱形电池相同的是，该电池也包括圆筒形的电池壳1，电池壳1的轴向左端为开口结构，轴向右端为带底的封闭端。电池壳1轴向左端的开口部封闭设置一电池盖帽2，电池壳1内部设置有由正负极片和隔膜卷绕而成的卷芯3，卷芯3与电池盖帽2通过集流盘4相连，以将卷芯3的电能引至电池盖帽2。具体地：集流盘3由连为一体的盘体401和尾体402构成，其中盘体401焊接固定于卷芯3的负极端，具有一定柔性变形能力的尾体402与电池盖帽2固定连接。

本实施例的关键改进在于，在上述盘体401与电池盖帽2之间的空隙中填充有与上述盘体401、尾体402和电池盖帽2接触布置的泡沫金属5。

进一步地，上述电池盖帽2包括圆形盖板201、极柱202、外绝缘垫203、内绝缘垫204和金属铆钉205，其中：

圆形盖板201为金属材质，其外缘边与电池壳1左端的开口部密封焊接。圆形盖板201上制有用于灌注电解液的补液孔，当该电池内部的电解液缺失时，可通过前述补液孔向电池内部补灌电解液。

极柱202布置于圆形盖板201的外侧(即远离电池卷芯的那一侧)。

外绝缘垫203夹设于极柱202和圆形盖板201之间，以将极柱202与圆形盖板201绝缘隔离。这是因为，电池壳1为金属材质而且与卷芯2的正极导电连接，故而与电池壳1焊接固定的圆形盖板201也带正电，若带负电的极柱202(下文有介绍)与带正电的圆形盖板201直接接触，则发生短路。

内绝缘垫204夹设于尾体402和圆形盖板201之间、以将尾体与圆形盖板绝缘隔离。内绝缘垫204的作用也在于防止该电池短路。

金属铆钉205一共设置有三颗，呈三角形布置。每颗金属铆钉205均沿着电池壳的轴向对穿上述极柱202、圆形盖板201、外绝缘垫203、内绝缘垫204和尾体402，从而将极柱202、圆形盖板201、外绝缘垫203、内绝缘垫204和尾体402铆接固定在一起，同时还将极柱202与尾体402导电连接。上述泡沫金属5与金属铆钉205抵靠布置。

本实施例中的电池壳1为钢壳，为方便焊接，上述圆形盖板201对应地采用钢质盖板；在本申请的一些其他实施例中，电池壳1也可以采用铝壳，此时圆形盖板201最好对应地采用铝质盖板。

进一步地，装配完成后，上述尾体402为u字型折弯结构，其由：与内绝缘垫204贴靠布置的外导电段402a、间隔布置于外导电段内侧的内导电段402b、一体连接前述外导电段与内导电段的中导电段402c构成。其中外导电段402a和内导电段402b分别为前述“u字型”的两条侧边，中导电段402c为前述“u字型”的底边。外导电段402a与金属铆钉205铆接固定，内导电段402b的一端与盘体401一体连接(并且二者之间隔开一定距离)。上述泡沫金属5为片状结构，共设置两片，一片泡沫金属5被夹设于内导电段402b与外导电段402a之间，另一片泡沫金属5被夹设于内导电段402b与盘体401之间。

每片泡沫金属5的厚度在0.1-3mm范围内，泡沫金属5的孔径为100-800ppi，泡沫金属5的孔隙率为50％-98％。

上述泡沫金可采用泡沫铝，泡沫铜，也可以为其它耐腐蚀金属材料，如泡沫镍，泡沫钢等。

实施例二：

图7示出了本申请这种圆柱形电池的另一个具体实施例，本实施例中圆柱形电池的结构与上述实施例一基本相同，主要区别在于：本实施例中电池壳1的两端均为敞口结构，而且其轴向右端的敞口部也封闭设置一电池盖帽2(正极盖帽)，如图7所示，该电池盖帽2单单是一块圆形的金属盖板，该金属盖板外缘边与电池壳1的开口部密封焊接。集流盘4的尾体401与该金属盖板直接焊接固定。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。