專利名稱：圓柱形鋰離子二次電池的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種圓柱形鋰離子二次電池。
背景技術(shù)：
隨著IT產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，臺式電腦已轉(zhuǎn)向輕巧便攜帶的筆記本電腦，各式各樣小巧輕便的數(shù)碼產(chǎn)品如雨后春筍，如數(shù)碼相機、攝影機等也都取代了傳統(tǒng)產(chǎn)品。而這些相關(guān)產(chǎn)品動力來源都是可充電的化學電池(主要應用圓柱形鋰離子電池如圓形1865型等，優(yōu)點是圓形電池比方形電池體積小、組裝制作方面)，且需求量逐年遞增，然而電池的好壞直接影響該產(chǎn)品的性能，反過來這些產(chǎn)品的性能又受到了電池的一些限制，因此加快研制出高性能的尤其是可長循環(huán)快速充電的電池引起了國內(nèi)外電池廠家的特別關(guān)注。
作為上述產(chǎn)品所用電池，與傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳氫電池相比，圓柱形鋰離子電池以其高能量、高功率、長壽命、工作電壓高、安全性好等一系列優(yōu)點受到高度重視，取得了快速發(fā)展，數(shù)碼產(chǎn)品所用化學能源基本上都是鋰離子電池。
圓柱形鋰離子電池同其他形狀的鋰離子電池一樣，由外殼、電芯、蓋帽組成。外殼是圓形鋼殼，電芯是使用鋰和過渡金屬的復合氧化物后為正極活性物質(zhì)，碳基材料作為負極活性物質(zhì)。充電時鋰離子由正極脫出通過電解液、隔膜嵌入負極，放電時鋰離子由負極脫出通過電解液、隔膜嵌入到正極。蓋帽由密封圈、下蓋、PTC、上蓋連體構(gòu)成。
圓柱形鋰離子電池在制作過程中也要進行點焊正極蓋帽、注液、封口這些重要步驟。目前圓柱形鋰離子電池都是采用配料、拉漿、制片、卷繞、點焊負極鎳帶于鋼殼底部、再放入內(nèi)隔圈、拔直鋁極耳、沖槽、放上密封圈、點焊引出正極(將正極鋁極耳焊于下蓋上)，并移出到電池口外邊，即密封圈和下蓋包括鋁極耳一起移到電池口外邊，這樣才能注液，因為是先點焊好了，正極鋁極耳點在下蓋上了，中間套有密封圈的，這種方式是必須把它移出來才能注液。
如果不先點焊鋁極耳，先注液再點焊；則投入太大，成品率低和更難操作及控制，這是因為1、是電池口部大如1865型的口徑φ18mm即注液口徑也大，注液取下后再來點焊的話，時間長，水分就進入電液內(nèi)(電液吸水能力快)，這對環(huán)境水含量的要求就更高了2、最主要的是注液時整個極芯和鋁極耳都泡在電液中，當在點焊時要拔出鋁極耳來點，鋁極耳上沾有電液，露在空氣中也易氧化，表面有電液且有氧化物就不好點焊了，即使先擦了表面電液、也不管是超聲波點焊還是電流點焊機點，效果都下好，都是難點牢，炸火、易脫落，且鋁極也易斷、成品率就很低了，經(jīng)測試，即使各工位都做到位了，也只有60％左右的合格率，即使合格品也會在以后的使用中出現(xiàn)鋁極耳脫落引起的充不進電等問題。3、操作難度大、控制水分方面就更難了，工人也必須長時間在干燥環(huán)境下，無凝增加了間接成品等。
不論上述何種方式，現(xiàn)有技術(shù)中注液的通用方式均需在干燥環(huán)境下且密封注液，密封是利用抽真空來注液，這樣吸液快，又保證了在注液過程中無水分進入。如圖3所示，是目前傳統(tǒng)做法，沖槽、放上密封圈8、點焊引出正極(將正極鋁極耳于蓋帽下蓋6上)，并移出到電池口外邊、在密封器內(nèi)密封注液、再將下蓋6套入密封內(nèi)放進電池口內(nèi)、在上再加放上PTC4和上蓋2。這個過程必須在干燥環(huán)境下實施。
然而上述制作存在的問題是，這種蓋帽結(jié)構(gòu)在點焊、注液到封口，對環(huán)境要求相當高，即要求環(huán)境水含量在1PPM以下，因為這種工藝需時較長導致水分進入電解液；必須在干燥環(huán)境下才能生產(chǎn)，注液設備的精度和注液頭的要求也很特別，這些機構(gòu)必須把密封圈和下蓋包括鋁極耳一起移到電池口外邊才好注液，所對注液機的密封性，尤其是注液頭的的制作要求就高了，口大注液頭也要大，因為要把口部全包起來才行，密封難度也大，且制作成本也要大大增加，也不利于產(chǎn)業(yè)化?，F(xiàn)在一般的處理方式是是在干燥環(huán)境下采用開口式來回分多次注液，多個注液頭來回移動，也需多個注液泵來控制。根本不利于產(chǎn)業(yè)化，同時制作成本也特別高，制作工藝相當煩瑣，更不利于水份控制，生產(chǎn)過程時間長。所以大批量規(guī)模化的生產(chǎn)受到了限制。
作為商業(yè)產(chǎn)品，市場用量大，價格太高就制約了其發(fā)展，物美價廉是其特性之一。尤其廠家在設計生產(chǎn)時首先遵從的設計原則和生產(chǎn)工藝流程就是要提高電池的性能和一致性，使生產(chǎn)工藝簡單可靠?，F(xiàn)在廠家在生產(chǎn)過程中對水份控制的投入是很大的，這無凝增加了電池的制作成本。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是為了解決以上問題，提供一種既能降低對生產(chǎn)環(huán)境的要求，又能提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本的圓柱形鋰離子二次電池。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出一種圓柱形鋰離子二次電池，包括電芯、圓柱形殼體10、蓋帽，所述蓋帽密封所述殼體，所述電芯收納于被密封的所述圓柱形殼體內(nèi)，所述蓋帽包括密封圈8、PTC元件4、蓋帽上蓋2、下蓋6，四者連體，所述下蓋6設置有注液孔60，所述蓋帽還設置有注液孔封堵件12，密封于所述注液孔60上。
上述的圓柱形鋰離子二次電池，所述注液封堵件12為與可與所述密封圈緊配合的圓形薄片，設置于所述下蓋與PTC元件之間，并與所述密封圈緊配合。所述注液封堵件12也可采用可密封所述注液孔的金屬珠。所述金屬珠的球徑略大于所述注液孔孔徑。
由于采用了以上的方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于在圓柱形鋰離子電池生產(chǎn)中，采用本實用新型結(jié)構(gòu)，即改變電池蓋帽結(jié)構(gòu)，配合改變生產(chǎn)工藝操作，只在蓋帽下蓋上設計一個注液孔，在沖槽放入密封后點焊上正極鋁極耳，再把點焊好的蓋帽下蓋壓入密封內(nèi)并一起壓入電池內(nèi)注液，注液后可迅速先用膠布堵封再壓入鋼珠；或薄鋁片封住注液口進行封口，有效地控制后續(xù)工序中環(huán)境中水分進入電池內(nèi)、消除了水的影響，對注液后環(huán)境水分不作太高要求，可以降低環(huán)境帶來的影響，減少冶環(huán)境帶來的成本壓力，并可快速提高生產(chǎn)產(chǎn)量。
由于設置了注液孔，注液頭可以固定，一個注液泵對應一個注液頭，且注液頭的體積也變小了，設備的電控部分可以簡化，注液機結(jié)構(gòu)也可大大簡化，且注液時密封效果提高。
本實用新型遵循簡單合理的設計原則，電池制造技術(shù)簡單可靠，對注液環(huán)境要求不高，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，操作簡便、成本低。
圖1和圖2是使用本實用新型實施例一的立體結(jié)構(gòu)示意圖圖3是現(xiàn)有技術(shù)中圓柱形鋰離子電池立體結(jié)構(gòu)示意圖圖中圓柱形鋰離子電池10、下蓋6、薄片12、密封圈8、PTC4、上蓋2。
具體實施方式下面通過具體的實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
如圖1所示，按常規(guī)方式將正負極片卷饒成電極芯后，放入圓柱型外殼10中，先點焊負極鎳帶，即固定好負極鎳帶在圓柱型底殼上，作用是降低電池內(nèi)阻；放入隔圈，并在隔圈上開了孔，隔圈為一圓形塑膠片，主要起絕緣隔離作用，防止正極極耳過長刺破隔膜紙引起正負極片短路。開孔作用是有利于電池注液時吸液。然后放入密封圈8，密封圈的作用是把電池正負極分開又起絕緣作用，并包住了正極，在相連間起著密封作用；再將正極耳鋁帶點焊在下蓋6上，其作用是引出正極，下蓋6設置有一注液孔60，折好極耳將下蓋6壓入密封圈內(nèi)再一并放入電池殼體內(nèi)注液，其作用是縮小注液口，注液后取下用干布擦去注液口殘留液，迅速放上作為注液孔封堵件12的薄鋁片或鋼珠封堵注液孔，作用是封口、不讓水分進入電池內(nèi)，后續(xù)工序因此不受環(huán)境水分的影響。所以不須對生產(chǎn)環(huán)境的濕度進行控制，不會影響電池的質(zhì)量。再在上加放PTC4(作用是過充保護)、和蓋帽上蓋2(作用是引出正極頭)，封口，電池制作完成。如圖2所示，其它同圖1操作，只是注液孔封堵件12由薄鋁片改用鋼珠，具體是(先立即在注液孔上貼上一層膠布，壓入鋼珠后再撕掉膠布就行，即使有一點膠布被鋼珠一塊壓入了，因為這膠布電液是不腐蝕的，也是不反應的，還能起到密封效果，保證鋼珠和蓋帽的密封更緊。此后再放入固定夾具上用鋼珠封堵注液孔密封。
權(quán)利要求1.一種圓柱形鋰離子二次電池，包括電芯、圓柱形殼體(10)、蓋帽，所述蓋帽密封所述殼體，所述電芯收納于被密封的所述圓柱形殼體內(nèi)，所述蓋帽包括密封圈(8)、下蓋(6)、PTC元件(4)、上蓋(2)，四者連體，其特征是所述下蓋(6)設置有注液孔(60)，所述蓋帽還設置有注液孔封堵件(12)，密封于所述注液孔(60)上。
2.如權(quán)利要求1所述的圓柱形鋰離子二次電池，其特征是所述注液封堵件(12)為可與所述密封圈緊配合的圓形薄片，設置于所述下蓋與PTC元件之間，并與所述密封圈緊配合。
3.如權(quán)利要求1所述的圓柱形鋰離子二次電池，其特征是所述注液封堵件(12)為金屬珠，密封于所述注液孔。
4.如權(quán)利要求3所述的圓柱形鋰離子二次電池，其特征是所述金屬珠的球徑略大于所述注液孔孔徑。
專利摘要本實用新型公開了一種圓柱形鋰離子二次電池，包括電芯、圓柱形殼體(10)、蓋帽，蓋帽密封殼體，電芯收納于被密封的所述圓柱形殼體內(nèi)，蓋帽包括密封圈(8)、下蓋(6)、PTC元件(4)、上蓋(2)，四者連體；在下蓋(6)設置有注液孔(60)，蓋帽還設置有注液孔封堵件(12)，密封于注液孔(60)上；采用本結(jié)構(gòu)，配合改變生產(chǎn)工藝操作，注液后可迅速先用注液口封堵件進行封口，有效地控制環(huán)境中水分進入電池內(nèi)、消除了水的影響，對注液后環(huán)境水分不作太高要求，可以降低環(huán)境帶來的影響，減少冶環(huán)境帶來的成本壓力，并可快速提高生產(chǎn)產(chǎn)量。
文檔編號H01M10/40GK2749063SQ20042010216
公開日2005年12月28日 申請日期2004年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月29日
發(fā)明者劉衛(wèi)平, 何昱臣, 彭高平 申請人:比亞迪股份有限公司