首页 / 电池和电池制备方法

电池和电池制备方法实质审查 发明

技术领域

[0001] 本申请涉及电池技术领域,具体涉及电池和电池制备方法。

相关背景技术

[0002] 锂离子电池具有能量密度高、环境污染小、功率密度大、使用寿命长、适应范围广、自放电系数小等突出的优点,是现今世界上应用最为广泛的电池之一,也是新能源发展的重要组成部分。锂离子电池的电池单体是由正极极片、负极极片和隔膜通过卷绕或者叠片等方式组装成电极组件(裸电芯),之后装入壳体,再盖上端盖,最后注入电解液后得到的。但是,随着锂离子电池技术的不断发展,对锂离子电池的质量和使用安全等也提出了更高的要求。然而,现有技术中的电池的封口存在强度不足,导致泄漏失效风险。

具体实施方式

[0037] 下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。此外,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请,并不用于限制本申请。在本申请中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下,具体为附图中的图面方向;而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
[0038] 在下文中,术语“电池模组”、“电池”、“电池元件”、“电芯”和“电池包”可以互换使用,并且可以指代各种不同的可充电电池化学及构造中的任一种,包括但不限于锂离子(例如锂离子磷酸盐、锂氧化钴、磷酸锂铁、其他氧化金属锂等)、锂离子聚合物、镍金属氢化物、镍镉、镍氢、镍锌、银锌或其他电池类型/构造。术语“电动车”在这里被用来指代也被称作EV的全电动车辆、也被称作PHEV的插电式混合动力车辆或者混合动力车辆(HEV),其中混合动力车辆采用其中之一为电驱动系统的多个推进源。应当理解的是,在多个附图上使用相同的附图标记来指代相同的组件或者等同功能的组件,对于优选实施例、一般原理和本文所述特征的各种修改对本领域技术人员将是显而易见的。此外,附图仅意对在本申请的范围进行说明而非限制并且不应当被认为是依比例绘制的。
[0039] 本申请的实施例通常可应用于采用电动机的系统,更具体地而非排他性地,可应用于使用多相电动机(例如感性电动机)的电动车辆。电动车辆使用例如电池组之类的一个或多个存储能量源来向车辆提供电能。该能量至少部分被用来推进车辆。所存储的能量还可以被用来提供其它车辆系统所需的能量,例如车辆照明、车可分区的加热、通风和空调(HVAC)系统、辅助控制系统(例如,传感器、显示器、导航系统等)、车辆娱乐系统(例如,无线电、DVD、MP3等)等。常规电动车辆包括载客车辆和被设计为运输货物的车辆,其示例包括乘用车、卡车、电动自行车和休闲船只。电动车辆还包括专用的工作车辆和推车,其中的一些可以整合有诸如叉车、剪刀式升降机、升降和/或曲臂空中作业平台、接到清洁系统、传送带和平板搬运平台。
[0040] 本申请发明人发现,现有技术中的电池的封口存在强度不足,导致泄漏失效风险。为此,本申请实施例提供一种电池,以通过封口结构的第二弯折部的凸边抵接至负集流盘,优化现有封口结构与负集流盘的结构关系,使得电池在发生震动碰撞时,其撞击点与密封面处没有直接作用,同时具有吸收一定的形变和冲击力的能力,并且还可以确保密封性,防止电池出现泄露爆炸等情况的发生,提高了电池的安全性,具体方案请参阅下述具体描述。
[0041] 请参阅图1‑图6,图1为本申请的实施例提供的电池的截面示意图,图2至图4分别为本申请的实施例提供的制备过程中的封口结构的局部放大示意图,图5为本申请的实施例提供的另一种封口结构的局部放大示意图,图6为本申请的实施例提供的负集流盘一个俯视示意图,该电池10,包括:壳体101,所述壳体101设有容纳腔,所述壳体101具有与所述容纳腔连通的第一开口,所述壳体101在位于所述第一开口一侧设有封口结构,所述封口结构包括依次连接的第一弯折部1021和第二弯折部1022;负集流盘105,所述负集流盘105内置于所述容纳腔内,所述第二弯折部1022的凸边抵接至所述负集流盘105。其中,所述第一弯折部1021沿预置的第一方向弯折,所述第二弯折部1022沿预置的第二方向弯折。
[0042] 本申请实施例中,封口结构属于壳体101的一部分,可以理解的是,将靠近第一开口一侧的壳体101部分进行弯折处理,得到的封口结构,其中,所述第一方向与所述第二方向的关系为朝向不同,具体可以朝向相反,具体的,第一弯折部1021、第二弯折部1022可以通过一部滚槽工艺得以实现,并非是将壳体101经过多次弯折实现,所述第一方向与所述壳体101的长度方向的关系可以为平行。
[0043] 本申请提供的电池10,相较于传统电池10,通过封口结构的第二弯折部1022的凸边抵接至负集流盘105,优化现有封口结构与负集流盘105的结构关系,使得电池10在发生震动碰撞时,其撞击点与密封面处没有直接作用,同时具有吸收一定的形变和冲击力的能力,并且还可以确保密封性,防止电池10出现泄露爆炸等情况的发生,提高了电池10的安全性。
[0044] 另外,所述电池还包括电极组件,所述电极组件内置于所述容纳腔内,所述电极组件包括卷芯1033,所述负集流盘105与所述卷芯1033相连,所述第二弯折部1022的凸边抵接所述负集流盘105远离所述卷芯1033的一侧,电极组件还可以包括极耳等,其中,所述第二弯折部1022的凸边与所述负集流盘105之间抵紧配合,从而实现一定的压芯量作用,该压芯量取决于上述提及的滚槽工艺中滚槽的深度。
[0045] 需要说明的是,该电池10除了包括上述结构外,还可以包括绝缘件1031、密封部1032等,由于这类部件为常规的现有结构,在此不做赘述。
[0046] 进一步的,目前圆柱电池“S”型封口结构,由于在封口时封口受力方向与盖板厚度方向一致,且盖板厚度较薄,封口时盖板易受剪切力而变形,使电池开阀不稳定,影响电池使用安全;负极侧跌落测试时,(负极)封口处存在因强度不足导致的泄漏失效风险;振动测试时,由于振动方向与电池轴向一致,导致滚槽宽度变小,即影响电池整体高度,使汇流排焊接在电池上的焊点存在断裂风险;由于电池高度尺寸限制和电池容量要求,留给高度方向上的封口结构尺寸有限,不能很好的兼顾高度方向尺寸和密封性要求。
[0047] 在本申请的一些实施例中,从提高电池10的安全性角度出发,所述电池10还包括盖板107,所述盖板107上设置有至少一个防爆刻痕109,所述封口结构还包括第三弯折部1023,所述第三弯折部1023与所述第二弯折部1022相连,所述盖板107与所述第三弯折部
1023内侧相抵接,并与所述负集流盘105相连。
[0048] 进一步的,本申请继续从提高电池10盖板107处的密封性进行着手,可以在盖板107与第三弯折部1023接触位置设置密封件108,以提高其密封件108,示例性的,所述电池
10还可以包括密封件108,所述密封件108位于所述盖板107与所述第三弯折部1023的抵接处,所述密封件108用于密封所述盖板107和所述第三弯折部1023,由此,通过在所述盖板
107与所述第三弯折部1023的抵接处设置密封件108,无需将盖板107和第三弯折部1023进行固定焊接,实现了一定的形变容差。
[0049] 本申请的封口结构采用的是径向的机械压合密封,相较于现有的轴向机械压合密封,此封口方式无需压合密封后再次施加墩封压力使滚槽宽度减小以保证电池10整体高度。能保持折弯与壳壁连接处直径尺寸的稳定,摆脱了电池10高度和容量要求下封口高度受限的限制,在保持电池10内部空间的情况下,可以任意组合密封件108和盖板107厚度以保证密封要求;避免机械压合后再次施加墩封压力而导致的密封平面不可预测性变形导致的密封性能下降和密封稳定性,同时此封口结构在机械压合密封时受力方向主要为径向方向,避免了因盖板107受剪切力导致防爆刻痕109减薄的影响;盖板107此时受拉伸力,且防爆刻痕109缺口能补偿一定的拉伸变形而不改变防爆刻痕109最小处厚度。即保证了开阀的稳定,电池10的安全性提高。
[0050] 在本申请的一些实施例中,所述电池还可以第四个弯折部、第五个弯折部,或者更多弯折部,需要说明的是,无论多少个弯折部,盖板需要与最后一个弯折部内侧相抵接,并与所述负集流盘相连,或者可以理解为,新增的弯折部可以设置于第二弯折部和第三弯折部之间,至于新增的弯折部的功能,可以根据实际需求进行设置。
[0051] 在本申请的一些实施例中,如图4所示,所述第三弯折部1023和所述密封件108均为U型结构,所述密封件108与所述第三弯折部1023相适配,所述盖板107的边缘翘起部位抵接于所述密封件108的U型结构内。如此,相较于传统的s型和u型封口结构,当电池10出现碰撞时,其封口结构会电池10内部压缩,如此,使得第三弯折部1023和盖板107边缘之间的间隙更加紧密,其密封性并不会受到影响,然而对于现有的封口结构而言,由于在封口时封口受力方向与盖板107厚度方向一致,且盖板107厚度较薄、有防爆刻痕109,封口时盖板107易受剪切力而变形,使电池10开阀不稳定,影响电池10使用安全。
[0052] 在本申请的一些实施例中,所述第三弯折部1023和所述密封件108均为L型结构,所述密封件108与所述第三弯折部1023相适配,所述密封件108的两边的内侧上设有卡合结构,所述盖板107的边缘翘起部位抵接于所述密封件108,所述卡合结构卡合至所述盖板107的边缘翘起部位。如此,相较于传统的s型和u型封口结构,当电池10出现碰撞时,其封口结构会电池10内部压缩,如此,使得第三弯折部1023和盖板107边缘之间的间隙更加紧密,其密封性并不会受到影响,然而对于现有的封口结构而言,由于在封口时封口受力方向与盖板107厚度方向一致,且盖板107厚度较薄、有防爆刻痕109,封口时盖板107易受剪切力而变形,使电池10开阀不稳定,影响电池10使用安全。
[0053] 在本申请的一些实施例中,如图1中的A部位,所述负集流盘105与所述壳体101相连,所述负集流盘105与所述壳体101的连接处位于所述第一弯折部1021的凹槽内,具体的,所述负集流盘105与所述壳体101可以通过焊接实现电连接,同时,如图1中的B部位,第二弯折部1022的凸边抵压着负集流盘105,从而使得壳体101与负集流盘105的连接更加稳固。
[0054] 在本申请的一些实施例中,如图6所示,所述负集流盘105包括电连接结构1051和焊接部1052,所述焊接部1052与所述盖板107之间通过焊接方式相连,所述电连接结构1051为预设形状的凸起结构,所述凸起结构与所述盖板107弹性接触,其中,预设形状可以根据实际需求进行设置,例如可以为拱桥形状,如此,可以更好的实现负集流盘105与盖板107之间的电连接。
[0055] 本申请实施例还提供一种用电装置,其中,该用电装置包括如上述实施例提供的电池10。
[0056] 为了更好实施本申请实施例中电池,在电池的基础之上,本申请实施例中还提供一种电池制备方法,具体流程请参照图7,该电池制备方法包括如下步骤201至步骤204:
[0057] 201、提供壳体,所述壳体设有容纳腔,所述壳体具有与所述容纳腔连通的第一开口。
[0058] 为了更好的描述电池的制备工艺,可以参阅图2‑图4,针对图1中部位C进行局部放大的结构变化图,具体包括C1‑C3。
[0059] 202、提供负集流盘,将所述负集流盘内置于所述容纳腔内。
[0060] 203、在距离所述第一开口的第一预设长度的壳体上以预设角度向所述壳体内侧进行弯折,得到所述第一预设长度的初始弯折结构;其中,所述预设角度为90°,其中,第一预设长度可以根据实际需求进行调整,其中该需求可以根据电池的尺寸、压芯量等来决定。
[0061] 204、在所述初始弯折结构的预设位置进行滚槽处理,以形成封口结构,所述封口结构包括依次连接的第一弯折部和第二弯折部,其中,所述封口结构的第二弯折部的凸边抵接至所述负集流盘。其中,所述预设位置具体可以为在距离至少2倍折弯半径处。
[0062] 本申请实施例通过上述电池制备方法,制备得到的电池相较于传统电池,通过封口结构的第二弯折部的凸边抵接至负集流盘,优化现有封口结构与负集流盘的结构关系,使得电池在发生震动碰撞时,其撞击点与密封面处没有直接作用,同时具有吸收一定的形变和冲击力的能力,并且还可以确保密封性,防止电池出现泄露爆炸等情况的发生,提高了电池的安全性。
[0063] 在本申请的一些实施例中,所述电池制备方法还可以包括:提供盖板,将所述盖板设置于所述壳体内,并将所述盖板与所述负集流盘相连;提供密封件,将所述密封件设置于所述盖板的边缘翘起部位上,使用预置的模具机械压合所述封口结构,形成第三弯折部,以使所述第三弯折部和所述盖板进行密封。
[0064] 其中,上述密封件可以是采用L型的也可以是U型的,如果采用U型的密封件,则需要将第三弯折部进行弯折处理,使该第三弯折部弯折为如图4中的U型结构。
[0065] 在本申请的一些实施例中,在所述在距离所述第一开口的第一预设长度的壳体上以预设角度向所述壳体内侧进行弯折,得到所述第一预设长度的初始弯折结构之前,所述方法还包括:将所述负集流盘与所述壳体内侧焊接;在所述初始弯折结构的预设位置进行滚槽处理后,所述负集流盘与所述壳体内侧的焊接处位于所述第一弯折部的凹槽内。由此,提高了负集流盘与壳体焊接的稳定性和安全性。
[0066] 需要说明的是,通过上述实施例提供的制造方法制造的电池的相关结构,可参见前述各实施例提供的电池,在此不再赘述。
[0067] 以上对本申请实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

当前第1页 第1页 第2页 第3页