[发明专利]圆柱形多极耳锂离子电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种圆柱形多极耳锂离子电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池尤其是采用磷酸铁锂作为正极活性物质的锂离子电池具有比功率高、循环寿命长、安全性能好以及无污染等优点，是决定目前电动汽车、混合电动汽车能否快速发展的关键产品。在一系列锂离子电池产品中，圆柱形铝合金外壳电池备受关注，其特殊的外形与材质使产品的外形尺寸高度稳定，大电流放电性能更加优异、安全性能更高、外壳防腐性能明显改善。

目前对于圆柱形铝合金外壳电池的制造工艺有很多种，但如何对电池结构来优化以提高各项性能一直是目前困扰人们的难题，如有的采用多极耳结构的优化方式，通过采用多极耳结构，在高倍率放电时，由于电芯具有多个极耳，电子传输通道大大增加，电流密度减少，大大减少了极化，可以降低电池内阻，提高锂离子电池放电性能和安全性能，使其更加适合应用在电动汽车、电动玩具、模型飞机以及电动工具等电源方面。

但是由于具有多个极耳结构，对于极耳的焊接一直是个难题。现有的如图1所示，将多极耳焊接在集流环a’上，集流环a’上设置有导流引带b’，再将导流引带b’焊接在负极盖板上。但是该方法存在诸多缺陷：

1）员工素质对产品性能影响较大。因为大量的极耳需要通过手工操作焊接在集流环上，若操作不熟练会引起部分极耳出现断裂，导致极耳的载流能力不同，最终反应在电池性能上则是一致性难以提高。

2）集流环焊接难度大。由于大量极耳是无序排布的，集流环只能是圆形才能兼顾所有极耳。但是圆形集流环存在一个弧度，超声波焊接的焊头以及底座都需要设置一定的弧度与集流环的弧度匹配，有弧度的焊接方式对焊头损耗大，且焊接效果差，容易产生虚焊，脱焊以及漏焊等问题。

3）焊接工艺复杂。该方式需要将大量极耳焊接在集流环上，导流引带的一端焊接在集流环上，另一端焊接在盖板上。由于多次焊接均需手工操作，工艺复杂，使得制程控制较难。

4）制造成本较高。该结构还需要购买专业设计的集流环配件以及导流引带以及超声波焊机等材料和设备，增加了制作成本和制作工艺流程。

5）影响电池的容量。在圆柱形电池设计中，集流环与导流引带需要占用大量的内部空间，在电池高度方向上占用的空间将减少电池极片的宽度，继而较大幅度的降低了电池的设计容量。

可见，目前的设计结构存在着制造成本高、电池设计容量小、性能一致性较差且产品合格率低等缺陷，继而影响电池成组后电池组的寿命。因此，目前迫切希望出现一种合适的锂离子电池的结构以替代目前的设计结构。

发明内容

本发明旨在提供一种圆柱形多极耳锂离子电池及其制备方法，以解决现有的锂离子电池结构中存在的设计容量小及一致性差的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种圆柱形多极耳锂离子电池，包括：圆筒状壳体；正极盖板和负极盖板，负极盖板上具有向圆筒状壳体内部延伸的凸出平台；电芯卷绕体，位于圆筒状壳体内，电芯卷绕体由正极片、隔膜和负极片卷绕而成，正极片和负极片上均设有多个极耳；以及电解液，填充在圆筒状壳体内；其中，位于负极片上的多个极耳向电芯卷绕体中心延伸并连接在凸出平台上。

进一步地，连接在凸出平台上的多个极耳重叠设置。

进一步地，凸出平台与负极盖板铆接固定。

进一步地，离子电池还包括设置在凸出平台与负极盖板之间的绝缘垫片。

进一步地，正极盖板具有开口，位于正极片端的多个极耳穿过开口并沿开口的周侧向外延伸。

进一步地，开口的周侧设置有定位槽，所述正极盖板还包括与定位槽配合使用的密封盖。

进一步地，多个极耳焊接在凸出平台上。

进一步地，焊接为储能焊。

进一步地，圆筒状壳体与正极盖板之间、圆筒状壳体与负极盖板之间通过激光焊接形成密封结构。

根据本发明的另一方面，提供了一种圆柱形多极耳锂离子电池的制备方法，包括制备具有多个极耳的正极片、具有多个极耳的负极片以及具有突出平台的负极盖板，将负极片端的多个极耳直接焊接在突出平台上。

本发明摈弃了现有技术中所采用的先将负极片上的多个极耳设置在集流环上并通过导流引带将集流环与负极盖板连接的结构，而是将负极片上的多个极耳通过一个焊接点直接设置在凸出平台上，不仅提高了电池性能的一致性和制成率，而且节约了电池内部的空间，提高了电池的设计容量，降低了成本。该制备工艺不需要大型仪器和设备，操作简单，便于生产线的自动化改造。

附图说明