專利名稱：一種一次方形鋰電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種一次方形鋰電池的結(jié)構(gòu)，尤其是指一種用于鋰/
亞硫酰氯Li/S0C12、鋰/硫酰氯Li/S02C12、鋰/二氧化硫Li/S02、鋰/二 氧化錳Li/Mn02、鋰/二硫化鐵Li/FeS2和鋰/硫磺Li/S等化學(xué)體系的、方 形碳包式結(jié)構(gòu)的、 一次鋰電池體系的鋰電池。
背景技術(shù)：
碳包式方形鋰電池，比能量高，自放電率低，儲存壽命和使用壽命長， 應(yīng)用于某些領(lǐng)域的鋰電池使用壽命長達(dá)10年以上，因此對這類電池的性 能可靠性、 一致性要求非常高。圖1、 2給出了現(xiàn)有技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)，包 括電池殼體l及依次套裝在殼體內(nèi)的鋰片2、邊膜3、碳包4,在殼體的口 沿處設(shè)有蓋膜5,在蓋膜上設(shè)有蓋帽組件，蓋帽組件包括蓋帽本體6,在 蓋帽本體上設(shè)有一密封體7和集流體組件，集流體組件包括插入碳包內(nèi)的 集流體8、與集流體連成一體的正極柱9和正極柱與蓋帽之間的玻璃密封 10。本申請人原來擁有的授權(quán)專利"200420014808.7方形鋰電池"和 "200620159534. X方形鋰/亞硫酰氯電池"所公開的方形鋰電池技術(shù)，即 屬此類。
但是在實際生產(chǎn)制造過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)方形鋰電池長與寬不相等，呈現(xiàn) 扁平狀的方形外形時，現(xiàn)行技術(shù)方案中所使用的正極集流體處于電池正極 的一側(cè)，而不是處于正極的中心位置，這樣會導(dǎo)致電池在放電過程中正極 的各部位的放電不均勻，所表現(xiàn)出來的現(xiàn)象就是電池的電流輸出能力不 足，放電容量偏少，放電電壓偏低。該結(jié)構(gòu)的電池還存在著以下的缺陷 在組裝過程中，由于金屬-玻璃封接蓋帽高溫?zé)Y(jié)時發(fā)生退火作用而導(dǎo)致 片式的金屬集流體軟化，由此插入碳包時集流體會彎曲變形，嚴(yán)重時甚至 會引起內(nèi)部短路(不良率為0.2%以上)，輕微時會導(dǎo)致產(chǎn)品可靠性下降、 隱患率上升；在組裝過程中，正極柱位置偏在一邊，受力不均影響內(nèi)部結(jié) 構(gòu)的穩(wěn)定性與一致性；單一的集流材料(適于蓋帽燒結(jié)的材料4J28其集 流效果較差)、較偏的集流體位置，影響了集流能力乃至電池電性能。
實用新型內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提出了一種一次方形鋰電池，通過改善組裝過程中產(chǎn)生的集流體彎曲問題而保證電池電性能的一致 性和克服電池內(nèi)部短路隱患問題。本實用新型還提出了提高集流效果的集 流體造型方式，及制造上述一次方形鋰電池的方法。
根據(jù)上述需解決的問題設(shè)計了一種一次方形鋰電池，包括電池殼體及 依次套裝在殼體內(nèi)的鋰片、邊膜、碳包，在殼體的口沿處設(shè)有蓋膜，在蓋 膜上設(shè)有蓋帽組件，蓋帽組件包括蓋帽本體，在蓋帽本體上設(shè)有一密封體 和集流體組件，集流體組件包括插入碳包內(nèi)的集流體、與集流體連接的正 極柱和正極柱與蓋帽之間的玻璃密封，所述的正極柱與集流體間各為獨立 體，正極柱與集流體間相互緊密貼合并通過焊接固定成一體。
其中，所述的正極柱呈直桿形，該正極柱穿過蓋帽本體后的下端部與 集流體的上端緊密貼合并固定連接成一體。而集流體呈J形，倒置裝配， J形的彎鉤端與正極柱的下端部緊密貼合并固定連接成一體，或者所述的
集流體呈z形，z形的一端與正極柱的下端部緊密貼合并固定焊接成一體，
也可釆用倒錘形的集流體，錘柄的端頭與正極柱的下端部緊密貼合并固定 焊接成一體。集流體的結(jié)構(gòu)形狀為由呈扁狀結(jié)構(gòu)的兩翼式集流體和主莖組 成，兩翼式集流體位于電池的中央。另外，釆用的正極柱和集流體的材質(zhì) 各異。
本實用新型通過改變正極和集流體的形狀設(shè)計，并通過改變現(xiàn)有技術(shù) 使用的不銹鋼為鎳或者是鍍鎳的鐵鎳合金等使正極和集流體比電阻更小、
導(dǎo)電性更好；還使得電池在放電過程中，電池內(nèi)部碳包內(nèi)各個部位的電化 學(xué)反應(yīng)更均勻，放電更平穩(wěn)，放電容量和放電電壓得以提高，具有更大的 電流輸出能力，和改善了電池性能的一致性，從而有效解決了本實用新型 提出的問題。具體體現(xiàn)在其一，正極柱與集流體為異種金屬材料， 一方 面提高了正極柱與玻璃密封性能，也提高了集流體的單體面積集流能力， 防止了集流體彎曲后一次鋰電池內(nèi)部短路或者電性能的一致性差；其二， 集流體的結(jié)構(gòu)形狀一方面具有防止彎曲的特點，另一方面增大集流效果， 減少碳包內(nèi)部形變；其三，通過彎曲狀結(jié)構(gòu)特點，防止電池組裝時集流體 插入碳包時受力不均發(fā)生歪斜；其四，居中集流方式提高了集流效果以及 電性能；其五，正極柱與集流體的獨立設(shè)置，促使蓋帽型號的統(tǒng)一，節(jié)省 制造成本，只要長和寬相同而高度不同的所有方形鋰電池都可以使用相同 的蓋帽。

附圖1是現(xiàn)有技術(shù)裝配后的零部件分解立體示意圖；附圖2是附圖1 中蓋帽組件裝配后的主視全剖示意圖；附圖3是本實用新型實施例l裝配 后的零部件分解立體示意圖；附圖4是附圖3的主視全剖示意圖；附圖5 是附圖3中蓋帽組件裝配后的主視全剖示意圖；附圖6是本實用新型實施 例2蓋帽組件裝配后的主視全剖示意圖；附圖7是本實用新型實施例3蓋 帽組件裝配后的主視全剖示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
參照附圖3~5。本實用新型一次方形鋰電池的基本構(gòu)成為，由電池殼 體1和依次套裝在殼體內(nèi)的鋰片2、邊膜3、碳包4及設(shè)置在殼體的口沿 處的蓋膜5、設(shè)置在蓋膜上的蓋帽組件組成，蓋帽組件包括蓋帽本體6、 設(shè)在蓋帽本體上的密封體7和集流體組件，集流體組件包括插入碳包內(nèi)的 集流體8、與集流體連接但互為獨立體的正極柱9和正極柱與蓋帽之間的 玻璃密封10，裝配時正極柱與集流體間相互緊密貼合并通過焊接固定連接 成一體。其中，集流體由主莖及從其兩側(cè)伸展出的兩翼組成(主莖和呈扁 狀結(jié)構(gòu)的兩翼)，即兩翼和主莖的橫截面呈中字形；集流體與正極柱間為電 阻焊連接或其它保證電連接通暢的緊固方式，且集流體與正極柱為異種金 屬，集流體釆用集流效果較好的金屬制成，并由此降低成本，而正極柱與 玻璃體間也可實現(xiàn)更為良好地密封。
實施時，正極柱統(tǒng)一釆用直桿形，該正極柱穿過蓋帽本體后的下端部 與集流體的上端緊密貼合并固定連接成一體；而集流體的形狀可根據(jù)具體 的需求變換出多種形式。實施方式一，仍釆用直桿形集流體，但該集流體 裝配在偏向電池中心一側(cè)，或是集流體呈倒錘形，錘柄的端頭與正極柱的 下端部緊密貼合并固定焊接成一體；實施方式二，集流體呈J形，倒置裝 配，J形的彎鉤端與正極柱的下端部緊密貼合并固定焊接成一體；實施方 式三，集流體呈Z形，Z形的一端與正極柱的下端部緊密貼合并固定焊接 成一體。總之，須以保證兩翼式集流體位于或偏向電池的中央為前提。
上述實施方案為本實用新型較佳的實現(xiàn)方案。本實用新型集流體的形 狀多種多樣，還可以其他形式實現(xiàn)，故需要說明的是，在沒有脫離本實用 新型發(fā)明構(gòu)思的前提下，任何顯而易見的替換均在本實用新型保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種一次方形鋰電池，包括電池殼體(1)及依次套裝在殼體內(nèi)的鋰片(2)、邊膜(3)、碳包(4)，在殼體的口沿處設(shè)有蓋膜(5)，在蓋膜上設(shè)有蓋帽組件，蓋帽組件包括蓋帽本體(6)，在蓋帽本體上設(shè)有一密封體(7)和集流體組件，集流體組件包括插入碳包內(nèi)的集流體(8)、與集流體連接的正極柱(9)和正極柱與蓋帽之間的玻璃密封(10)，其特征是所述的正極柱與集流體間各為獨立體，正極柱與集流體間相互緊密貼合。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次方形鋰電池，其特征是所述的正極柱 呈直桿形，該正極柱穿過蓋帽本體后的下端部與集流體的上端緊密貼合并 通過焊接固定成一體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一次方形鋰電池，其特征是所述的集流體 呈J形，倒置裝配，J形的彎鉤端與正極柱的下端部緊密貼合并通過焊接 固定成一體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一次方形鋰電池，其特征是所述的集流體 呈Z形，Z形的一端與正極柱的下端部緊密貼合并通過焊接固定成一體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一次方形鋰電池，其特征是所述的集流體 呈倒錘形，錘柄的端頭與正極柱的下端部緊密貼合并通過焊接固定成一 體。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項所述的一次方形鋰電池，其特征是所 述的集流體由呈扁狀結(jié)構(gòu)的兩翼式集流體和主莖組成，所述兩翼式集流體 和主莖的橫截面呈中字形。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的一次方形鋰電池，其特征是所 述的集流體兩翼式集流體位于或偏向電池的中央。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的一次方形鋰電池，其特征是所 述的正極柱和集流體的材質(zhì)各異。
專利摘要一種一次方形鋰電池，包括電池殼體及依次套裝在殼體內(nèi)的鋰片、邊膜、碳包，在殼體的口沿處設(shè)有蓋膜及其組件，蓋帽組件包括蓋帽本體、密封體和集流體組件，集流體組件包括插入碳包內(nèi)的集流體、與集流體連接的正極柱和正極柱與蓋帽之間的玻璃密封，所述的正極柱與集流體間各為獨立體。本實用新型通過改變正極柱和集流體的形狀設(shè)計，并通過改變現(xiàn)有技術(shù)使用的不銹鋼為鎳或者是鍍鎳的鐵鎳合金等使正極和集流體比電阻更小、導(dǎo)電性更好；還使得電池在放電過程中，正極碳包各個部位的電化學(xué)反應(yīng)更均勻，放電更平穩(wěn)，放電容量和放電電壓得以提高，具有更大的電流輸出能力，和改善了電池性能的一致性。
文檔編號H01M2/20GK201298575SQ20082020314
公開日2009年8月26日 申請日期2008年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月8日
發(fā)明者劉亮亮, 劉金成, 媛 祝 申請人:惠州億緯鋰能股份有限公司