一种大圆柱电池电芯结构及加工工艺的制作方法

本发明属于圆柱电池相关，具体涉及一种大圆柱电池电芯结构及加工工艺。

背景技术：

1、大圆柱电池的电芯是通过电芯卷，正负极、外壳和固定头之间相互组装凭借完成，在外壳内部注入电解液至电芯卷内部，随后通过焊接将外壳进行封闭，防止灰尘进入电芯内部的情况发生，但是传统圆柱电芯采用中空结构，中间无支撑，焊接过程中容易塌陷，而且良率不高，工艺复杂，负极集流盘焊接采用超声扭矩焊、正极采用电芯裸露穿透焊，焊接产生的灰尘遗留在电芯的内部，无法清除，影响电芯品质。再者因为卷芯没有固定，卷芯在壳体内部有微量移动，影响电芯品质。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种大圆柱电池电芯结构及加工工艺，以解决上述背景技术中提出的传统圆柱电芯采用中空结构，中间无支撑，焊接过程中容易塌陷的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大圆柱电池电芯结构，包括卷芯以及设置在卷芯右侧的正极集流盘；

3、所述卷芯的左侧设置有壳体以替代负极集流盘，所述卷芯的内部设置有向左贯穿在卷芯内部的芯轴以支撑卷芯。

4、优选的，所述芯轴为中空状，所述壳体的左端外壁内部开设有左右贯通的通口。

5、优选的，所述芯轴的横向长度和卷芯的横向长度相同，所述芯轴的圆形外壁和卷芯的圆形内壁之间相互贴合。

6、优选的，所述卷芯的圆形外壁且分别靠近左右两侧均套接有捆绑胶，所述正极集流盘的右侧设置有上壳盖。

7、优选的，所述上壳盖的右侧设置有密封钉，所述壳体的左侧设置有密封钉。

8、优选的，所述正极集流盘的圆形外壁和上壳盖的圆形内壁之间相互贴合，使得正极集流盘卡接在上壳盖的内部，所述上壳盖卡接在壳体的内部。

9、一种大圆柱电池电芯加工工艺，工艺流程如下：

10、步骤一，在电池卷绕过程时，将极片紧密卷绕在芯轴上，卷绕完成贴捆绑胶，固定电芯外形。

11、步骤二，对正、负极极耳进行整平处理，将正极极耳和正极集流盘进行激光焊接；

12、步骤三，将焊接后的卷芯放入壳体之中，让负极极耳和壳体进行激光穿透焊；

13、步骤四，焊接完成，扣上壳盖，将壳体和上壳盖行预焊、满焊；

14、步骤五，通过电芯顶部的焊接孔，将正极集流盘和极柱进行穿透焊。

15、步骤六，电芯通过hi-pot测试、正压氦检、烘烤注液化成后，密封钉和上壳盖进行密封焊接，完成电芯的生产。

16、与现有技术相比，本发明提供了一种大圆柱电池电芯结构及加工工艺，具备以下有益效果：

17、1、将传统的负极集流盘改为壳体，减少了负极集流盘，减少了一次负极集流盘和极耳的焊接。

18、2、在电芯内部增加芯轴以支撑卷芯，卷芯和芯轴形成一个刚性体，使该刚性体的芯轴与上盖板和壳体紧密固定，防止内部极片塌陷，在滥用场景下防止极片和壳体接触的风险；

19、3、芯轴限制了极组内圈的自由度，在电池高倍率充放电情况下，不会因为缺乏芯轴产生塌陷；

20、4、芯轴采用中空结构，边壁设置有0.5-1mm微孔，方便电解液通过微孔进入卷芯内部，到达浸润效果，解决注液难的问题；

21、5、电芯壳体和盖板密封焊接完成后，采用激光穿透焊从电芯的外部将极耳和集流盘进行焊接，避免传统负极集流盘和正极集流盘在焊接时产生的烟雾和灰尘进入电芯内部；

22、6、极柱无延伸柄或连接片设计，内阻最小，产热最少；

23、7、将在密封钉上设置防爆阀，减少结构件；

24、8、电池结构沿电芯中心轴全对称结构，大大减少了制造过程中的位置识别，沿垂直轴为一个刚性体，无需在壳体留上盖止口，合盖容易，增加了制造的便利性，利于规模量产；

25、9、激光密封焊接可采用多工位激光扫描同时焊接，增加了制造的便利性，利于规模量产；

技术特征：

1.一种大圆柱电池电芯结构，包括卷芯(4)以及设置在卷芯(4)右侧的正极集流盘(6)；

2.根据权利要求1所述的一种大圆柱电池电芯结构，其特征在于：所述芯轴(5)为中空状，所述壳体(2)的左端外壁内部开设有左右贯通的通口。

3.根据权利要求1所述的一种大圆柱电池电芯结构，其特征在于：所述芯轴(5)的横向长度和卷芯(4)的横向长度相同，所述芯轴(5)的圆形外壁和卷芯(4)的圆形内壁之间相互贴合。

4.根据权利要求1所述的一种大圆柱电池电芯结构，其特征在于：所述卷芯(4)的圆形外壁且分别靠近左右两侧均套接有捆绑胶(3)，所述正极集流盘(6)的右侧设置有上壳盖(7)。

5.根据权利要求4所述的一种大圆柱电池电芯结构，其特征在于：所述上壳盖(7)的右侧设置有密封钉(1)。

6.根据权利要求1或4所述的一种大圆柱电池电芯结构，其特征在于：所述正极集流盘(6)的圆形外壁和上壳盖(7)的圆形内壁之间相互贴合，使得正极集流盘(6)卡接在上壳盖(7)的内部，所述上壳盖(7)卡接在壳体(2)的内部。

7.一种大圆柱电池电芯加工工艺，其特征在于：工艺流程如下：

技术总结
本发明公开了一种大圆柱电池电芯结构及加工工艺，包括卷芯以及设置在卷芯右侧的正极集流盘，所述卷芯的左侧设置有壳体以替代负极集流盘，所述卷芯的内部设置有向左贯穿在卷芯内部的芯轴以支撑卷芯，通过将传统的负极集流盘改进为壳体，将传统进行两处焊接的方式改进为现有对正极极流盘进行一次焊接的方式，同时摒弃揉平工艺和长焊针电阻焊，取而代之的是极耳压紧穿透焊，避免传统负极集流盘和正极集流盘在焊接时产生的烟雾和灰尘进入电芯内部，同时通过安装中空的芯轴，减小电芯与边壁的短路或极片变形带来的风险，防止内部极片塌陷，同时注液时电解液直接渗透到电池内部，解决因全极耳的阻挡电解液渗入的问题。

技术研发人员：黄祥盛,黄龙正,许奇辉,周丽春
受保护的技术使用者：武汉孚视特科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15