專利名稱：一種圓柱形電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電池，尤其涉及一種圓柱形電池。
背景技術：
如圖1所示，圓柱形電池一般包括圓筒狀外殼1、設置在外殼1內卷繞形成的極組 3、安裝在外殼1 一端的蓋板2以及設置在極組3中間的圓柱狀鋼芯4等部件。圓柱狀電池的外殼1內部一般還設有用于將極組3和蓋板2絕緣隔開的絕緣板6， 該絕緣板6壓在極組3的上端面上并卡在凹槽12內，將蓋板2和極組3絕緣隔開。絕緣板 6的中心通常設有一個可使向上延伸的第一極耳51穿過的極耳孔61，其直徑略大于鋼芯4 的直徑并可容納第一極耳51，該極耳孔61還用于從外殼1的敞開端放入鋼芯4。然而，為 了使第一極耳51順利伸出絕緣板6上的極耳孔61，極耳孔61的直徑通常都大于鋼芯4的 直徑，圓柱形電池制造或者使用過程中，如果鋼芯4與極組3內壁之間的配合不緊或外界因 素的影響，可能導致鋼芯4穿過極耳孔61上、下移動。鋼芯4在極組3中間的移動可能導 致極組中正、負極片的卷繞由于缺少支撐而發(fā)生松動，因此電池內阻增大進而影響電池的 性能和壽命減少；另外，鋼芯4向上移動還可能損壞連接在蓋板2與極組3之間的第一極耳 51，或者損壞蓋板2內部的電極蓋、印刷電路板、溫度控制裝置、絕緣填料等部件，造成電池 性能的不穩(wěn)定，甚至電池失效、短路等后果。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠防止鋼芯在 極組中間沿軸向上、下移動，提高圓柱形電池穩(wěn)定性和工作效率的圓柱形電池。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種圓柱形電池，包括外殼、絕緣板、鋼芯和第一極耳，所述鋼芯設置于外殼內；所 述絕緣板上還設有使所述第一極耳穿過的極耳孔；所述絕緣板限制所述鋼芯沿軸向的移動。所述極耳孔的孔徑小于所述鋼芯的直徑；所述極耳孔與所述鋼芯在所述絕緣板上的軸向投影面錯位。所述極耳孔的形狀為限制所述鋼芯軸向移動的不規(guī)則形狀。所述極耳孔在絕緣板上的徑向位置與所述第一極耳自極組引出的徑向位置相對應。所述極耳孔設置為可容納所述第一極耳通過的弧形孔。所述弧形孔的弧長為4mm。所述第一極耳位于所述極組和絕緣板之間的部分豎直向上延伸。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的圓柱形電池有效防止了電池在制造或者使用過程 中鋼芯沿軸向的上、下移動，這樣能夠避免電池極組中層疊卷繞的正、負極片由于缺少支撐 而發(fā)生的松動。由于正、負極片的卷繞松動可能導致電池內阻增大，壽命減少甚至導致電池失效，因此，本發(fā)明顯著提高了圓柱形電池的電池性能和工作效率，提高了電池的壽命。另 外，本發(fā)明還能夠避免鋼芯向上移動對連接在蓋板和極組之間的第一極耳以及設置在蓋板 內部的電極蓋、印刷電路板、溫度控制裝置、絕緣填料等部件的損壞，因此消除了該現(xiàn)象可 能引發(fā)的電池失效、短路等隱患，從而進一步提高了電池的工作效率。本發(fā)明的圓柱形電池使極耳孔在絕緣板上的徑向位置與所述第一極耳自極組引 出的徑向位置相對應，還可將極耳孔設置成為能夠容納所述第一極耳的弧形孔，這樣限制 了第一極耳在極耳孔內的晃動，從而進一步保障了電池結構的穩(wěn)定性。
圖1為現(xiàn)有技術中圓柱形電池的剖視圖；圖2為現(xiàn)有技術中圓柱形電池的絕緣板的立體圖；圖3為本發(fā)明的圓柱形電池的第一種具體實施方式
剖視圖；圖4為本發(fā)明的圓柱形電池中絕緣板的第二種具體實施方式
立體圖；圖5為本發(fā)明的圓柱形電池的制造工藝中將鋼芯放入極組中間的剖視圖；圖6為本發(fā)明的圓柱形電池的制造工藝中將絕緣板放置在極組上端面的剖視圖。
具體實施例方式第一
具體實施例方式如圖3所示，圓柱形電池包括圓筒狀外殼1、設置在外殼1內卷繞形成的極組3、安 裝在外殼1 一端的蓋板2、設置在極組3中間的圓柱狀鋼芯4等部件。圓柱狀外殼1 一般由鋁(Al)、鐵(Fe)或包含鋁或鐵的金屬合金制成，其一端封閉， 另一端敞開，其敞開端通常具有一個徑向向內延伸的卷邊11，用于將蓋板2包合固定在外 殼1內部，殼體1上還具有一個輥壓形成的凹槽12，該凹槽12設在蓋板2和極組3之間用 于將兩者隔開，并起到向上、向下擠壓固定兩者位置的作用。蓋板2中具有用于和電器的電極直接接觸的電極蓋，還可包括印刷電路板、溫度 控制裝置、絕緣填料等部件。作為圓柱形電池的核心部件，極組3由涂有正電極激活材料的正電極片和涂有負 電極激活材料的負電極片層疊卷繞而形成一個圓柱狀卷繞體，該卷繞體中，正電極片與負 電極片之間還設有用于將兩者相互隔開的絕緣層，卷繞體之間注有電解液；極組3的上、下 兩端分別引出與兩種極片各自相連的極耳，其中位于蓋板2 —端的第一極耳51與蓋板2電 連接，可焊接在蓋板2中的電極片上，另一端的第二極耳52與外殼1的封閉端相連，可直接 焊接在外殼1的底部；極組3的中間通常插入一根圓柱狀鋼芯4，該鋼芯4與極組3的內壁 緊密配合用于支撐極組3的卷繞結構，以免層疊卷繞的正、負電極片發(fā)生松動造成電池的 內阻增大，從而影響電池的工作效率。圓柱形電池的外殼1內部還設有用于將極組3和蓋板2絕緣隔開的絕緣板6，該絕 緣板6呈圓形片狀結構，壓在極組3的上端面上并卡在外殼1上的凹槽12下，將蓋板2和 極組3絕緣隔開。本發(fā)明的絕緣板6上設有一個可使第一極耳51穿過的極耳孔61，絕緣板 6還能夠防止鋼芯4沿軸向上下移動。本發(fā)明的圓柱形電池中絕緣板6上的極耳孔61具有多種實施方式，例如使極耳孔61的孔徑小于鋼芯4的直徑，或者使極耳孔61與鋼芯4在絕緣板6上的軸向投影面錯位， 或將極耳孔61的形狀設置為限制鋼芯4軸向移動的不規(guī)則形狀等，總之，從絕緣板限位鋼 芯的目的出發(fā)，極耳孔的設置可以靈活多樣，還可將絕緣板6直接抵在鋼芯61的上端面上 阻止其上下移動等。極組3向上引出時，該第一極耳51位于極組3與絕緣板6之間的部分通常向上延 伸，穿過極耳孔6并與蓋板2電連接。在本發(fā)明的圓柱形電池制造過程中，將絕緣板6放置 在極組3的上端面時，只需通過轉動外殼1或絕緣板2調整好兩者之間的位置關系，使極耳 孔61正好與向上延伸的第一極耳51相對應，再將絕緣板6裝配在外殼1內并使第一極耳 51順利穿過極耳孔61。本實施方式中，為了達到限制鋼芯4在極組3中間上下移動的目的， 第一極耳51的向上延伸方向可靈活調整以順利穿過極耳孔61。本實施方式的圓柱形電池 能夠有效防止鋼芯4在極組3中間發(fā)生上下移動，消除或減少了其所造成的增大電池內阻、 減少電池工作壽命等不良影響。第二
具體實施例方式圖4所示為本發(fā)明的圓柱形電池中的絕緣板6的第二種具體實施方式
立體圖。本 實施方式中，第一極耳51位于極組3與絕緣板6之間的部分通常向上豎直延伸以保持其與 卷繞的極片之間穩(wěn)固的連接；穿過極耳孔61并與蓋板2相連的部分才會發(fā)生彎折便于焊接 或者其它連接方式的操作。第一極耳51 —般都為長條形金屬箔，寬度大約為3mm，通常由鋁 (Al)或鋁合金制成，第一極耳51的一端插入極組3，另一端與蓋板2電連接。第一極耳51 插入極組3的一端自極組3中層疊卷繞的極片引出，有時直接焊接在極片上并隨之被卷繞， 因此第一極耳51通常也會沿寬度方向發(fā)生彎曲變形。為了使第一極耳51順利穿過絕緣板 6上的極耳孔61并與之形成更好的配合，可使極耳孔61在絕緣板6上的徑向位置與第一極 耳51自極組3上伸出的徑向位置相對應，限制了第一極耳51在極耳孔61內的晃動，進一 步保障電池結構的穩(wěn)定性。例如可將極耳孔61的形狀設置成弧形孔，該弧形孔能夠容納第 一極耳51，其弧長略大于第一極耳51的寬度，例如設置成4mm左右，其寬度略大于第一極耳 51的厚度，這樣進一步限值第一極耳51的晃動，保證其與極片之間的穩(wěn)定連接。由于改進了絕緣板6的結構，本發(fā)明的圓柱形電池的制造方法不同于現(xiàn)有技術中 的圓柱形電池制造方法。主要包括以下步驟首先，將由正、負極片層疊卷繞而形成的極組3放入外殼1，使自極組3向下延伸的 第二極耳52固定在外殼1的底部，并使自極組3向上延伸的第一極耳51保持豎直向上的 延伸方向。接著，將鋼芯4放入極組3中間，對層疊卷繞的正、負極片形成支撐，使其不易發(fā)生 變形，得到如圖5所示的結構。接著，將絕緣板6放置在極組3的上端面，并使第一極耳51穿過極耳孔61，得到圖 6所示的結構。該步驟可通過以下子步驟完成首先，絕緣板6對準外殼1的敞開端；接著使絕緣 板6與外殼1之間進行相對轉動，例如可固定絕緣板6的位置，使外殼1繞其軸線自轉；當 第一極耳51正好轉動至與極耳孔61完全對應的位置，可使第一極耳51穿過極耳孔61時 停止轉動。接著將絕緣板6安裝在外殼1內，此時第一極耳51剛好穿過極耳孔61。該步驟 中，為了更加迅速、準確地定位，提高安裝效率，可通過定位檢測找到第一極耳51與極耳孔61完全對應、并可使第一極耳51穿過極耳孔61的位置，例如可通過光電開關進行檢測，或 者超聲波檢測、紅外線檢測等。光電開關可安裝在絕緣板6上，當絕緣板6與外殼1之間相 對轉動過程中，當?shù)谝粯O耳51進入極耳孔61在極組3的上端面的映射區(qū)域時，光電開關檢 測到光感應信號，接著此時通過定時器或其他控制裝置控制轉動時間，當?shù)谝粯O耳51能夠 穿過極耳孔61時停止相對轉動。定位檢測完成后，使第一極耳51穿過極耳孔61并將絕緣 板6裝入外殼1內固定。固定好絕緣板6之后，通過輥槽工藝在外殼3上輥壓形成凹槽12，該凹槽12正好 設置在絕緣板6的安裝位置上方，可向下擠壓絕緣板6使之與極組3形成緊密的配合。最后，將第一極耳51的自由端固定在蓋板2上，向殼體1內部注入電解液，并將蓋 板2置于外殼1的敞開端(以上步驟的順序視具體工藝而定)，再利用密封工藝在殼體1的 敞開端形成卷邊11，該卷邊11緊壓蓋板2的邊緣并將其包容在外殼1的內部形成良好的密 封，得到圖3所示的圓柱形電池。本發(fā)明的圓柱形電池的絕緣板6中，極耳孔61可不設置在絕緣板6的中心位置， 只需改變現(xiàn)有圓柱形電池的制造方法中先裝配絕緣板6再將鋼芯4放入極組3內的工藝過 程，而采用先將鋼芯4放入極組3內將絕緣板6放置在極組3上的工藝過程，因而極耳孔61 的大小并不需要允許鋼芯4穿過。本發(fā)明的絕緣板6能夠防止鋼芯4在電池裝配或使用過 程中沿軸向上、下移動，這樣能夠避免極組3中層疊卷繞的正、負極片由于缺少支撐而發(fā)生 的松動，由于正、負極片的卷繞松動可能導致電池內阻增大，壽命減少甚至導致電池失效， 因此，本發(fā)明對極片形成有效支撐，顯著提高了圓柱形電池的電池性能和工作效率，提高了 電池的壽命。另外，本發(fā)明還能夠避免鋼芯4向上移動對連接在蓋板2和極組3之間的第一 極耳51以及設置在蓋板2內部的電極蓋、印刷電路板、溫度控制裝置、絕緣填料等部件的損 壞，因此消除了該現(xiàn)象可能引發(fā)的電池失效、短路等隱患，進一步提高了電池的工作效率。以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的 保護范圍。
權利要求
一種圓柱形電池，其特征在于包括外殼、絕緣板、鋼芯和第一極耳，所述鋼芯設置于外殼內，所述絕緣板上還設有使所述第一極耳穿過的極耳孔，所述絕緣板限制所述鋼芯沿軸向的移動。
2.根據權利要求1所述的圓柱形電池，其特征在于所述極耳孔的孔徑小于所述鋼芯 的直徑；
3.根據權利要求1所述的圓柱形電池，其特征在于所述極耳孔與所述鋼芯在所述絕 緣板上的軸向投影面錯位。
4.根據權利要求1所述的圓柱形電池，其特征在于所述極耳孔的形狀為限制所述鋼 芯軸向移動的不規(guī)則形狀。
5.根據權利要求1所述的圓柱形電池，其特征在于所述極耳孔在絕緣板上的徑向位 置與所述第一極耳自極組弓I出的徑向位置相對應。
6.根據權利要求5所述的圓柱形電池，其特征在于所述極耳孔設置為可容納所述第 一極耳通過的弧形孔。
7.根據權利要求6所述的圓柱形電池，其特征在于所述弧形孔的弧長為4mm。
8.根據權利要求3至7中任一項所述的圓柱形電池，其特征在于所述第一極耳位于 所述極組和絕緣板之間的部分豎直向上延伸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圓柱形電池，包括外殼、絕緣板、鋼芯和第一極耳，所述鋼芯設置于外殼內，所述絕緣板上還設有使所述第一極耳穿過的極耳孔，所述絕緣板限制所述鋼芯沿軸向的移動。本發(fā)明有效防止了鋼芯在圓柱形電池極組中間沿軸向的上、下移動，對極組中的極片形成有效支撐，從而提高了電池的穩(wěn)定性和工作效率。
文檔編號H01M2/26GK101882686SQ200910107239
公開日2010年11月10日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權日2009年5月8日
發(fā)明者任燦, 劉銘, 王春光, 陳保同 申請人:深圳市比克電池有限公司