一种叠片扣式锂离子电池的制作方法

本发明涉及电池技术领域，具体而言涉及一种叠片扣式锂离子电池。

背景技术：

目前的叠片扣式锂离子电池应用广泛，但其主要技术被国外厂家垄断，对国内形成技术壁垒封锁。

而国内产品则存在空间利用率低、电池容量低、组成电池包的难度大等缺点，实际商用使用价值不高。

因此，需要一种叠片扣式锂离子电池，以至少部分地解决以上问题。

技术实现要素：

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种叠片扣式锂离子电池，包括：

壳体，所述壳体具有开口；

盖板，所述盖板盖合至所述开口，以使得所述盖板和所述壳体之间形成容纳空间；

叠片电芯，所述叠片电芯设置于所述容纳空间，所述叠片电芯具有用于容纳电解液的中部通道，所述叠片电芯具有正极集流体和负极集流体，其中所述正极集流体连接至所述壳体；

负极极柱，所述负极极柱设置于所述盖板并连接至所述负极集流体，所述负极极柱贯穿所述盖板并至少部分延伸进入所述中部通道。

进一步地，所述叠片扣式锂离子电池还包括绝缘套，所述绝缘套设置于所述盖板和所述负极极柱之间，所述绝缘套沿径向包围所述负极极柱。

进一步地，所述负极极柱包括：

外露部，所述外露部搭接至所述绝缘套；

延伸部，所述延伸部设置于所述外露部的下方，所述延伸部部分进入所述中部通道，所述延伸部的径向尺寸小于所述外露部的径向尺寸。

进一步地，所述盖板开设有沉头穿孔，所述绝缘套包括：

主体部，所述主体部设置于所述沉头穿孔的台阶处，所述主体部的中部具有通孔，所述延伸部穿过所述通孔；

容纳部，所述容纳部连接至所述主体部的外缘并向上凸出，所述外露部设置于所述主体部并被所述容纳部包围；

连接部，所述连接部连接至所述主体部的内缘，所述连接部从所述主体部向下延伸并向外翻折，以嵌合所述沉头穿孔的内缘。

进一步地，

所述外露部凸出于所述盖板的上表面；或者

所述外露部的上表面与所述盖板的上表面平齐。

进一步地，所述叠片电芯还包括：

至少两个正极片，所述正极片具有正极引出极耳；

至少两个负极片，所述负极片具有负极引出极耳；

其中，所述正极片和所述负极片交替叠放，且所述正极引出极耳和所述负极引出极耳错开设置，并且所述正极集流体焊接至所述正极引出极耳，以将所述至少两个正极片连接在一起，所述负极集流体焊接至所述负极引出极耳，以将所述至少两个负极片连接在一起。

进一步地，所述叠片电芯还包括口袋式隔膜，所述口袋式隔膜包覆所述正极片，所述口袋式隔膜的面积大于所述正极片的面积。

进一步地，所述正极片和/或所述负极片构造为环形，所述环形的中部孔洞形成所述中部通道，所述环形设置有彼此错开的两个缺口，所述正极引出极耳和/或所述负极引出极耳设置于所述缺口处。

进一步地，所述盖板设置有注液口，所述注液口处设置有密封球，所述密封球的直径大于所述注液口的直径。

进一步地，所述叠片扣式锂离子电池还包括绝缘面垫，所述绝缘面垫贴合至所述盖板的内侧。

根据本发明的叠片扣式锂离子电池，负极极柱向下凸出并部分进入叠片电芯的中部通道，该中部通道同时还能存储电解液，提高了内部空间的利用率，使得电池的容量高。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1为根据本发明的一种优选实施方式的叠片扣式锂离子电池的结构示意图；

图2为图1中正极片的俯视示意图，其中还示出了口袋式隔膜；

图3为图1中负极片的俯视示意图；以及

图4为图1中叠片电芯的立体示意图。

附图标记说明：

100：叠片扣式锂离子电池110：壳体

120：盖板130：负极极柱131：外露部

132：延伸部140：绝缘套141：主体部

142：容纳部143：连接部150：注液口

151：密封球160：绝缘面垫170：叠片电芯

171：正极片172：正极引出极耳173：正极集流体

174：负极片175：负极引出极耳176：负极集流体

177：口袋式隔膜178：缺口179：孔洞

180：中部通道

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明目的，并非限制。

现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。图1到图4示出了本发明的一种优选实施方式的叠片扣式锂离子电池。

参考图1。叠片扣式锂离子电池100包括壳体110、盖板120、叠片电芯170、负极极柱130和绝缘套140。

壳体110具有开口，其大致构造为开口朝上的类似筒状或圆柱状。盖板120能够盖合至开口，当盖板120盖合上述开口时，盖板120和壳体110之间形成容纳空间。其中壳体110的底部厚度可以为0.1～0.2mm，壳体110的壁厚可以为0.1～0.3mm。盖板120的厚度可以为0.6～2.0mm。由此，较薄的厚度能够最大幅度的利用电池的体积。

盖板120上还设置有绝缘套140和负极极柱130。其中，负极极柱130贯穿盖板120并延伸进入容纳空间内。即，负极极柱130部分暴露在外界，部分位于电池内。绝缘套140则设置于盖板120和负极极柱130之间，且沿径向包围负极极柱130，以避免负极极柱130与盖板120出现电连接。

容纳空间内设置有叠片电芯170和电解液。叠片电芯170的中部设置有中部通道180，以容纳上述电解液，提高空间利用率。并且，负极极柱130部分延伸进入中部通道180内。叠片电芯170具有正极集流体173和负极集流体176，其中正极集流体173连接至壳体110或盖板120，负极集流体176连接至负极极柱130。

优选地，盖板120的内侧附着有绝缘面垫160，以避免叠片电芯170和盖板120之间出现短路。

根据本发明的叠片扣式锂离子电池100，负极极柱130向下凸出并部分进入叠片电芯170的中部通道180，该中部通道180同时还能存储电解液，提高了内部空间的利用率，使得电池的容量高。并且由此可以将盖板120做的更薄，进一步有效利用空间。

具体地，继续参考图1。为了便于安装绝缘套140和负极极柱130，盖板120上设置有沉头穿孔。绝缘套140设置于沉头穿孔处并穿过该沉头穿孔，而负极极柱130贯穿绝缘套140从而进入容纳空间内。

绝缘套140包括主体部141、容纳部142和连接部143。其中，主体部141设置于沉头穿孔的台阶处并形成平台。主体部141的中部具有通孔，以使得负极极柱130能够经由该通孔进入容纳空间。容纳部142设置于主体部141的外缘并向上凸出，其大致构造成凸缘。连接部143则位于主体部141的内缘处(通孔的边缘)，且连接部143从主体部141向下延伸并沿远离通孔的方向向外翻折，以嵌合沉头穿孔的内缘。

负极极柱130大致构造为“t”形，其包括外露部131和连接至外露部131的底部的延伸部132。其中延伸部132的径向尺寸小于外露部131的径向尺寸。外露部131设置于绝缘套140的主体部141所形成的平台处，且被所述容纳部142所环绕。延伸部132则穿过上述绝缘套140的通孔进入容纳空间，进而部分进入叠片电芯170的中部通道180内。

延伸部132向下超出盖板120的底面的尺寸优选为0.5～1.5mm，延伸部132的直径优选为1.5～3.0mm。

在一种优选实施方式中，外露部131凸出于盖板120的上表面，由此便于将多个电池装配成电池包或电池组时进行封装打包等操作。

在另一种可选实施方式中，外露部131的上表面与盖板120的上表面平齐，以最大幅度的利用电池内部的空间。

下面请参考图1、图2、图3和图4。叠片电芯170还包括至少两个正极片171和至少两个负极片174。或者说叠片电芯170可以具有多个正极片171和多个负极片174。且正极片171和负极片174交替叠放。

并且，正极片171被口袋式隔膜177所包覆。或者说，正极片171的上下两侧均设置一面积大于正极片171的面积的膜片，膜片的边缘超出正极片171边缘约0.5～2.0mm，两片膜片组成上述口袋式隔膜177。由此，提高了密封性，降低了短路发生的概率。

正极片171具有正极引出极耳172，相对应的负极片174具有负极引出极耳175。并且，正极引出极耳172和负极引出极耳175相反设置，以避免发生干涉而短路。其中，正极集流体173焊接至正极引出极耳172，以将全部的正极片171连接在一起，负极集流体176焊接至负极引出极耳175，以将所有负极片174连接在一起。由此，集流体与相应地全部引出极耳均焊接，增大了导电面积，能够满足大倍率充放电时的性能要求。正极极耳和负极极耳可以构造成矩形，以利于焊接。

焊接方式可以采用激光焊接、超声焊接或者点焊等，在此不做限制。

正极片171和负极片174均优选构造为环形，环形的中部孔洞179通过重叠形成上述中部通道180。环形的中部孔洞179的直径优选为1.8～4mm，由此中部通道180的直径也优选为1.8～4mm。更优选地，环形的中部孔洞179的直径比负极极柱130的直径大0.2～1.0mm，以便于充分利用空间，并储存更多的电解液。

环形设置有彼此错开的两个缺口178，正极引出极耳172和负极引出极耳175设置于缺口178处。缺口178的尺寸优选为0.2～2.0mm。优选地，两个缺口178相反设置。

此外，继续参考图1。为了便于在生产时注入电解液，盖板120上开设有注液口150。注液口150处优选设置有密封球151，以在电解液注入完毕后进行密封。优选地，密封球151的直径大于注液口150的直径。

示例性地，注液口150的孔径可以为0.5～1.5mm，而密封球151的直径可以比注液口150的直径大0.2～0.5mm。或者，密封球151的直径可以为0.7～2.0mm。由此，通过密封球151与注液口150的过盈配合来实现密封。

本发明的叠片扣式锂离子电池100的制备方法如下：

将膜片和正极片171的中心均开设小孔，并使用两层膜片包覆固定上述正极片171，形成口袋式隔膜177，仅使正极引出极耳172外露。

将负极片174的中部也开设小孔，并与上述正极片171的孔径及位置一致。负极片174的一侧留有负极引出极耳175。

将相同数量的多个正极片171(已包覆口袋式隔膜177)和负极片174交错堆叠，在堆叠时多个正极引出极耳172和多个负极引出极耳175分别上下对齐，且正极引出极耳172和负极引出极耳175错开。

将堆叠整齐的正极片171和负极片174放入叠片机固定制成圆柱形叠片电芯170。

将多个正极片171的正极引出极耳172焊接成同一条金属带，形成正极集流体173。将正极集流体173的末端与壳体110或盖板120焊接，或者将其焊接至壳体110与盖板120间的缝隙。

将多个负极片174的负极引出极耳175焊接成同一条金属带，形成负极集流体176。将负极集流体176从叠片电芯170的顶部向中心翻折，并焊接至负极极柱130。

之后将叠片电芯170放入壳体110中，并盖合盖板120，通过焊接等方式进行密封。

之后将装配好的电池烘烤后，通过盖板120上的注液口150注入一定量的电解液。注液完毕后使用密封球151密封注液口150。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。