一种卷绕动力锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种卷绕式动力电池，尤其是涉及一种能够有效缓解电芯在充放电过程变形的卷绕动力锂离子电池。
【背景技术】
[0002]锂离子二次电池具有高能量密度、高电压、低自放电率等优点。随着石油等一次能源的日渐枯竭和环保要求的日渐提高，日渐成熟的锂离子电池技术开始逐渐应用于动力驱动。锂离子动力电池驱动的电动自行车，电动摩托等已有商业化产品，混合动力及纯电动汽车也有投放市场。
[0003]锂离子动力电池的电芯组装目前主要有两种方式即卷绕和叠片。由于锂离子电池负极极片在真空烘烤和充放电时厚度变化非常大(能变厚10%?25%)及电池电芯的极片本身易发生相对移动等特点，在首次充电，即化成过程中，容易出现电芯变形，导致化成不均匀，出现析电黑斑等现象。即使在正常使用过程中，由于负极极片充电变厚放电变薄的特性，随充放电次数的增加，电芯形变将越来越严重。对于卷绕电池，电芯在使用过程不可避免地发生极片在长度方向上的蠕动和电芯起拱等问题；而对于叠片电池，则会发生厚度膨胀，极片层间距变化引起极片装配疏松问题。无论是化成过程还是使用过程，电芯的形变对电池的电性能、使用寿命和安全性能均造成重大不良影响。
[0004]卷绕工艺具有自动化程度高、成本低、生产效率高，极片间隙均匀、电芯性能一致性好，极片曲率半径大、极片不易掉料等优点被大量应用于动力电池的制作，但由于卷芯是空心的，其在化成过程和使用过程中，更容易发生电芯变形和增厚现象，使用寿命短。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种能够有效缓解在化成和使用过程中电芯的变形，使用寿命长、使用安全的卷绕动力锂离子电池。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是:一种卷绕动力锂离子电池，其包括绝缘外壳、包含正极片、负极片和隔膜的卷芯、绝缘盖板、绝缘支撑体和电解液；盖板外侧固定有正极柱和负极柱，盖板内侧固定有与正极柱焊接在一起的铝连接片和与负极柱焊接在一起的铜连接片，盖板内侧有与支撑体进行装配的固定柱A和B，固定柱A和B与正、负极柱绝缘；支撑体上端开有与盖板上的各固定柱A、固定柱B和铜连接片相匹配的定位槽、铝连接片的定位孔，另一端开有卷绕操作定位孔，左右中间位置有隔膜压针位缺口 ；支撑体紧插在盖板上的固定柱A和固定柱B上，铜连接片位于支撑板上对应的定位槽内，与卷芯的负极极耳焊接在一起；铝连接片穿出支撑板上对应的定位孔，与卷芯的正极极耳焊接在一起；卷芯卷绕在支撑体外，外壳固定在卷芯的外面，隔膜始端压接在支撑体的隔膜压针位缺口处。
[0007]上述所述的绝缘支撑体是由陶瓷或PP/PET工程塑料制成的支撑体。
[0008]上述所述的支撑体横截面为椭圆形或两个短边为半圆弧形的似长方形或六边形。
[0009]本实用新型还包括电流中断机构，电流中断机构设置在支撑体内的铝连接片上。电流中断机构，当电池充电或放电电流过大时，会自动熔断，起到保护电池的作用。
[0010]当包含正极片、负极片和隔膜的卷绕材料卷绕为卷芯时，组装在一起的盖板和支撑体作为卷绕的卷针使用，简化了电池制作流程中的工序，便于实现自动化，提高了生产效率。由于支撑件在卷芯制作过程及电池的使用过程中，均位于卷芯中部，使得原来使卷芯发生形变的应力主要作用在支撑部件上而不是卷芯极片上，有效解决了极片在应力作用下发生蠕动导致卷芯变形的问题。正极极片与盖板正极柱之间设有电流中断机构，该装置位于支撑部件体内，当电流过大，发生熔断时，熔断过程和熔断产物均在支撑体内部而不与卷芯和正、负极片接触，提高了使用安全性。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的外部结构示意图；
[0012]图2为本实用新型去除外壳后的结构示意图；
[0013]图3为本实用新型中盖板和支撑体装配在一起时的结构示意图；
[0014]图4为本实用新型中盖板的结构示意图；
[0015]图5为本实用新型中支撑体的主视结构示意图；
[0016]图6为本实用新型中支撑体的俯视图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的描述。
[0018]如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本实施例包括绝缘外壳4、包含正极片、负极片和隔膜的卷芯3、绝缘盖板1、绝缘支撑体2和电解液。盖板I外侧固定有正极柱5和负极柱6，盖板内侧固定有与正极柱5焊接在一起的铝连接片1-1和与负极柱6焊接在一起的铜连接片1-4，盖板内侧有与支撑体2进行装配的固定柱A 1-3和固定柱B 1-5。固定柱A 1-3和固定柱B 1-5与正、负极柱5和6绝缘。支撑体2通过其上的与固定柱A 1-3和固定柱B 1-5相匹配的定位槽2-3和2-5与盖板I内侧的固定柱A 1_3和固定柱B 1-5紧插组装在一起。铝连接片1-1穿出支撑板2上对应的定位孔2-1，在支撑体2下部露出，并与卷芯3的正极极耳焊接在一起。铜连接片1-4位于支撑板2上对应的定位槽2-4内，并与卷芯的负极极耳焊接在一起。支撑体2下部开有卷绕操作定位孔2-6，用于卷绕时与卷绕机构定位；左右中间位置有隔膜压针位缺口 2-2，包含正极片、负极片和隔膜的卷芯3卷绕在支撑体2外，卷绕时隔膜起始端压接在支撑体的隔膜压针位缺口 2-2处。优选地，在支撑体2内的铝连接片1-1上设置有电流中断机构1-2。优选地，所述的绝缘支撑体2是由陶瓷或PP/PET工程塑料制成的支撑体。优选地，所述的绝缘支撑体2横截面为椭圆形或两个短边为半圆弧形的似长方形或六边形。
[0019]需要说明的是，根据上述说明书的揭示和阐述，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本实用新型的一些等同修改和变更也应当在本实用新型的权利要求的保护范围内。
[0020]下面为一具体的实施例:
[0021]电池型号47-174-112，使用宽度93mm的隔膜，宽度91mm的负极片，宽度89mm的正极片，直接使用本实用新型的组装结构，盖板上的支撑体作为卷针使用，进行卷绕，卷芯体高度94±lmm。卷芯负极耳与铜连接片采用激光焊接，卷芯负极耳与铝连接片采用超声焊，超声焊后拍平正极焊接片使之与支撑体侧面基本平行，放入烘箱内烘烤除水，在相对温度2%以下的干燥间内与壳体组装，焊接封口，注液，化成，排气，封注液口。支撑体从卷绕开始到电池制作完成和使用过程中，均在电池内部，作为应力主要承受对象，阻止卷芯的进一步变形。
【主权项】
1.一种卷绕动力锂离子电池，其包括绝缘外壳、包含正极片、负极片和隔膜的卷芯、绝缘盖板、绝缘支撑体和电解液；其特征在于:其还包括绝缘支撑体；盖板外侧固定有正极柱和负极柱，盖板内侧固定有与正极柱焊接在一起的铝连接片和与负极柱焊接在一起的铜连接片，盖板内侧有与支撑体进行装配的固定柱A和B，固定柱A和B与正、负极柱绝缘；支撑体上端开有与盖板上的各固定柱A、固定柱B和铜连接片相匹配的定位槽、铝连接片的定位孔，另一端开有卷绕操作定位孔，左右中间位置有隔膜压针位缺口 ；支撑体紧插在盖板上的固定柱A和固定柱B上，铜连接片位于支撑板上对应的定位槽内，与卷芯的负极极耳焊接在一起；铝连接片穿出支撑板上对应的定位孔，与卷芯的正极极耳焊接在一起；卷芯卷绕在支撑体外，外壳固定在卷芯的外面，隔膜始端压接在支撑体的隔膜压针位缺口处。2.根据权利要求1所述的卷绕动力锂离子电池，其特征在于:所述的绝缘支撑体是由陶瓷或PP/PET工程塑料制成的支撑体。3.根据权利要求1或2所述的卷绕动力锂离子电池，其特征在于:其还包括电流中断机构，电流中断机构设置在支撑体内的铝连接片上。4.根据权利要求3所述的卷绕动力锂离子电池，其特征在于:所述的支撑体横截面为椭圆形或两个短边为半圆弧形的似长方形或六边形。5.根据权利要求1或2所述的卷绕动力锂离子电池，其特征在于:所述的支撑体横截面为椭圆形或两个短边为半圆弧形的似长方形或六边形。
【专利摘要】本实用新型公开了一种卷绕动力锂离子电池，盖板外侧固定有正极柱和负极柱，盖板内侧固定有与正极柱焊接在一起的铝连接片和与负极柱焊接在一起的铜连接片，盖板内侧有与支撑体进行装配的固定柱A和B，固定柱A和B与正、负极柱绝缘；支撑体紧插在盖板上的固定柱A和固定柱B上，铜连接片位于支撑板上对应的定位槽内，与卷芯的负极极耳焊接在一起；铝连接片穿出支撑板上对应的定位孔，与卷芯的正极极耳焊接在一起；卷芯卷绕在支撑体外，外壳固定在卷芯的外面，隔膜始端压接在支撑体的隔膜压针位缺口处。本实用新型能够有效缓解在化成和使用过程中电芯的变形，使用寿命长、使用安全。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M2/32, H01M10/42, H01M10/058
【公开号】CN204905358
【申请号】CN201520456632
【发明人】国海鹏, 马新寨, 刘双合, 田丽
【申请人】保定风帆新能源有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年6月30日