[发明专利]一种圆柱型铝壳电池及其制造方法

权利要求书

1.一种圆柱型铝壳电池，其特征在于，其包括铝壳(1)、全极耳卷芯(2)、铝正极集流盘组件(3)、正/负集流盘保护罩(4)、铝正/负极盖板(5)、密封圈(6)、密封片(7)、铝正/负极引出端子(8)、绝缘垫(9)、铜负极集流盘组件(10)、中心管(11)；

正极集流盘组件(3)包括：正极集流盘(3-1)、正极托板(3-2)、正极密封件(3-3)，正极集流盘包括圆形焊接区(3-1-2)及中心凸起区(3-1-3)，正极集流盘开孔(3-1-1)、正极托板开孔(3-2-1)，密封件(3-3)位于正极集流盘中心凸起区(3-1-3)内，介于正极托板(3-2)与正极集流盘中心凸起区(3-1-3)之间，且正极托板与正极集流盘焊接在一起；

负极集流盘组件(10)包括：负极集流盘(10-1)、负极托板(10-2)、负极密封件(10-3)，负极集流盘包括圆形焊接区(10-1-2)及中心凸起区(10-1-3)，负极集流盘开孔(10-1-1)、负极托板开孔(10-2-1)，负极密封件(10-3)位于负极集流盘中心凸起区(10-1-3)内，介于负极托板(10-2)与负极集流盘中心凸起区(10-1-3)之间，且负极托板与负极集流盘焊接在一起；

中心管(11)在正极、负极与隔膜卷绕时直接卷入，或者在全极耳卷芯做好后放入；

正极集流盘组件(3)及集流盘保护罩(4)组合后，焊接在全极耳卷芯(2)的正极端，焊接区域为正极集流盘圆形焊接区(3-1-2)；

负极集流盘组件(10)及集流盘保护罩(4)组合后，焊接在全极耳卷芯(2)的负极端，焊接区域为负极集流盘圆形焊接区(10-1-2)；

集流盘保护罩(4)可以阻挡激光焊接过程产生的飞溅，避免飞溅物进入全极耳卷芯内部；

把焊接好正极集流盘组件和负极集流盘组件的全极耳卷芯装入铝壳(1)中；

分别在正极端安装正极盖板(5)，在负极端安装负极盖板(5)，正负极盖板均为铝制，且结构完全相同；

用激光焊焊接正极盖板(5)与铝壳(1)的周边，再用激光焊焊接负极盖板(5)与铝壳(1)的周边；

在正极集流盘中心凸起区(3-1-3)上安装密封圈(6)、绝缘垫(9)，使正极盖板与正极集流盘中心凸起区(3-1-3)间实现密封；在负极集流盘中心凸起区(10-1-3)上安装密封圈(6)、绝缘垫(9)，使负极盖板与负极集流盘中心凸起区(3-1-3)间实现密封；

将正极引出端子(8)与正极集流盘中心凸起区(3-1-3)的上缘圆周激光焊接密封；将负极引出端子(8)与负极集流盘中心凸起区(10-1-3)的上缘圆周激光焊接密封；

电池烘干后，把针头通过正极集流盘开孔(3-1-1)贯穿插入正极端的密封件，针头从正极托板开孔(3-2-1)伸出，注入电解液，然后抽出针头，焊接密封片(7)；

化成后，把针头通过负极集流盘开孔(10-1-1)贯穿插入负极端的密封件，针头从负极托板开孔(10-2-1)伸出，负压抽出化成产生的气体，并补加适量电解液，然后抽出针头，焊接密封片(7)；

具体制造过程如下：

(1)制造全极耳卷芯，中心管(11)可在正极、负极与隔膜卷绕时直接卷入，或者在全极耳卷芯做好后放入；

(2)正极集流盘组件(3)及集流盘保护罩(4)组合后，焊接在全极耳卷芯(2)的正极端，焊接区域为正极集流盘圆形焊接区(3-1-2)；

(3)负极集流盘组件(10)及集流盘保护罩(4)组合后，焊接在全极耳卷芯(2)的负极端，焊接区域为负极集流盘圆形焊接区(10-1-2)；

(4)集流盘保护罩(4)可以阻挡激光焊接过程产生的飞溅，避免飞溅物进入全极耳卷芯内部；

(5)把焊接好正极集流盘组件和负极集流盘组件的全极耳卷芯装入铝壳(1)中；

(6)分别在正极端安装正极盖板(5)，在负极端安装负极盖板(5)，正负极盖板均为铝制，且结构完全相同；

(7)用激光焊焊接正极盖板(5)与铝壳(1)的周边，再用激光焊焊接负极盖板(5)与铝壳(1)的周边；

(8)在正极集流盘中心凸起区(3-1-3)上安装密封圈(6)、绝缘垫(9)，使正极盖板与正极集流盘中心凸起区(3-1-3)间实现密封；在负极集流盘中心凸起区(10-1-3)上安装密封圈(6)、绝缘垫(9)，使负极盖板与负极集流盘中心凸起区(3-1-3)间实现密封；

(9)将正极引出端子(8)与正极集流盘中心凸起区(3-1-3)的上缘圆周激光焊接密封；将负极引出端子(80与负极集流盘中心凸起区(10-1-3)的上缘圆周激光焊接密封；

(10)电池烘干后，把针头通过正极集流盘开孔(3-1-1)贯穿插入正极端的密封件，针头从正极托板开孔(3-2-1)伸出，注入电解液，然后抽出针头，焊接密封片(7)；

(11)化成后，把针头通过负极集流盘开孔(10-1-1)贯穿插入负极端的密封件，针头从负极托板开孔(10-2-1)伸出，负压抽出化成产生的气体，并补加适量电解液，然后抽出针头，焊接密封片(7)；

由此，完成圆柱型铝壳电池的制造，从而设计的电池正/负极集流盘组件，使得电池在注液后，在密封状态下化成，化成时产生的气体暂时储存在电池内部的空隙间，待化成完成后，再用针头刺穿密封件，抽真空将化成产生的气体带走，然后，拔出针头，密封件自然复位密封，同时，该正/负极集流盘组件与铝壳、正负极盖板配合，正负集流盘组件兼具全极耳电池端面焊接及电池输出端子的功能，结构集成度高，减少电池内部的非活性物质空间，同时实现密封、大电流输出、比能量提高功能，正负集流盘组件均为冲压件，在正负极集流盘上的密封件上用针头进行电解液注入或排气，正负集流盘组件中的正/负极托板的结构为U形结构。

2.一种圆柱型铝壳电池的制造方法，其特征在于，该圆柱型铝壳电池包括铝壳(1)、全极耳卷芯(2)、铝正极集流盘组件(3)、正/负集流盘保护罩(4)、铝正/负极盖板(5)、密封圈(6)、密封片(7)、铝正/负极引出端子(8)、绝缘垫(9)、铜负极集流盘组件(10)、中心管(11)；

正极集流盘组件(3)包括：正极集流盘(3-1)、正极托板(3-2)、正极密封件(3-3)，正极集流盘包括圆形焊接区(3-1-2)及中心凸起区(3-1-3)，正极集流盘开孔(3-1-1)、正极托板开孔(3-2-1)，密封件(3-3)位于正极集流盘中心凸起区(3-1-3)内，介于正极托板(3-2)与正极集流盘中心凸起区(3-1-3)之间，且正极托板与正极集流盘焊接在一起；

负极集流盘组件(10)包括：负极集流盘(10-1)、负极托板(10-2)、负极密封件(10-3)，负极集流盘包括圆形焊接区(10-1-2)及中心凸起区(10-1-3)，负极集流盘开孔(10-1-1)、负极托板开孔(10-2-1)，负极密封件(10-3)位于负极集流盘中心凸起区(10-1-3)内，介于负极托板(10-2)与负极集流盘中心凸起区(10-1-3)之间，且负极托板与负极集流盘焊接在一起；

中心管(11)在正极、负极与隔膜卷绕时直接卷入，或者在全极耳卷芯做好后放入；

正极集流盘组件(3)及集流盘保护罩(4)组合后，焊接在全极耳卷芯(2)的正极端，焊接区域为正极集流盘圆形焊接区(3-1-2)；

负极集流盘组件(10)及集流盘保护罩(4)组合后，焊接在全极耳卷芯(2)的负极端，焊接区域为负极集流盘圆形焊接区(10-1-2)；

集流盘保护罩(4)可以阻挡激光焊接过程产生的飞溅，避免飞溅物进入全极耳卷芯内部；

把焊接好正极集流盘组件和负极集流盘组件的全极耳卷芯装入铝壳(1)中；

分别在正极端安装正极盖板(5)，在负极端安装负极盖板(5)，正负极盖板均为铝制，且结构完全相同；

用激光焊焊接正极盖板(5)与铝壳(1)的周边，再用激光焊焊接负极盖板(5)与铝壳(1)的周边；

在正极集流盘中心凸起区(3-1-3)上安装密封圈(6)、绝缘垫(9)，使正极盖板与正极集流盘中心凸起区(3-1-3)间实现密封；在负极集流盘中心凸起区(10-1-3)上安装密封圈(6)、绝缘垫(9)，使负极盖板与负极集流盘中心凸起区(3-1-3)间实现密封；

将正极引出端子(8)与正极集流盘中心凸起区(3-1-3)的上缘圆周激光焊接密封；将负极引出端子(8)与负极集流盘中心凸起区(10-1-3)的上缘圆周激光焊接密封；

电池烘干后，把针头通过正极集流盘开孔(3-1-1)贯穿插入正极端的密封件，针头从正极托板开孔(3-2-1)伸出，注入电解液，然后抽出针头，焊接密封片(7)；

化成后，把针头通过负极集流盘开孔(10-1-1)贯穿插入负极端的密封件，针头从负极托板开孔(10-2-1)伸出，负压抽出化成产生的气体，并补加适量电解液，然后抽出针头，焊接密封片(7)；

具体制造过程如下：

(1)制造全极耳卷芯，中心管(11)在正极、负极与隔膜卷绕时直接卷入，或者在全极耳卷芯做好后放入；

(2)正极集流盘组件(3)及集流盘保护罩(4)组合后，焊接在全极耳卷芯(2)的正极端，焊接区域为正极集流盘圆形焊接区(3-1-2)；

(3)负极集流盘组件(10)及集流盘保护罩(4)组合后，焊接在全极耳卷芯(2)的负极端，焊接区域为负极集流盘圆形焊接区(10-1-2)；

(4)集流盘保护罩(4)可以阻挡激光焊接过程产生的飞溅，避免飞溅物进入全极耳卷芯内部；

(5)把焊接好正极集流盘组件和负极集流盘组件的全极耳卷芯装入铝壳(1)中；

(6)分别在正极端安装正极盖板(5)，在负极端安装负极盖板(5)，正负极盖板均为铝制，且结构完全相同；

(7)用激光焊焊接正极盖板(5)与铝壳(1)的周边，再用激光焊焊接负极盖板(5)与铝壳(1)的周边；

(8)在正极集流盘中心凸起区(3-1-3)上安装密封圈(6)、绝缘垫(9)，使正极盖板与正极集流盘中心凸起区(3-1-3)间实现密封；在负极集流盘中心凸起区(10-1-3)上安装密封圈(6)、绝缘垫(9)，使负极盖板与负极集流盘中心凸起区(3-1-3)间实现密封；

(9)将正极引出端子(8)与正极集流盘中心凸起区(3-1-3)的上缘圆周激光焊接密封；将负极引出端子(80与负极集流盘中心凸起区(10-1-3)的上缘圆周激光焊接密封；

(10)电池烘干后，把针头通过正极集流盘开孔(3-1-1)贯穿插入正极端的密封件，针头从正极托板开孔(3-2-1)伸出，注入电解液，然后抽出针头，焊接密封片(7)；

(11)化成后，把针头通过负极集流盘开孔(10-1-1)贯穿插入负极端的密封件，针头从负极托板开孔(10-2-1)伸出，负压抽出化成产生的气体，并补加适量电解液，然后抽出针头，焊接密封片(7)；

由此，完成圆柱型铝壳电池的制造，从而设计的电池正/负极集流盘组件，使得电池在注液后，在密封状态下化成，化成时产生的气体暂时储存在电池内部的空隙间，待化成完成后，再用针头刺穿密封件，抽真空将化成产生的气体带走，然后，拔出针头，密封件自然复位密封，同时，该正/负极集流盘组件与铝壳、正负极盖板配合，正负集流盘组件兼具全极耳电池端面焊接及电池输出端子的功能，结构集成度高，减少电池内部的非活性物质空间，同时实现密封、大电流输出、比能量提高功能，正负集流盘组件均为冲压件，在正负极集流盘上的密封件上用针头进行电解液注入或排气，正负集流盘组件中的正/负极托板的结构为U形结构。