專利名稱：鉚接式低內(nèi)阻儲能器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種儲能器件制造領(lǐng)域，具體涉及一種鉚接式低內(nèi)阻儲能器件內(nèi) 部結(jié)構(gòu)中的蓋板設(shè)計。
背景技術(shù)：
電源是各種電路都不可缺少的重要部分。在沒有市電的情況下，只有采取將電能 存儲的方式才能滿足電路使用，因此各種儲能器件是移動用電系統(tǒng)的重要組成部分，其性 能直接關(guān)系到移動用電器的使用壽命、功率特性等重要指標。目前儲能器件有一次電池、二次電池、超級電容器等。一次電池不可充電，無法反 復(fù)使用，綜合使用成本高。二次電池可反復(fù)充放電，是目前許多移動用電器的首選儲能器 件；目前，常見二次電池有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、超級電容器等。鉛 酸電池、鎳鎘電池有鉛、鎘重金屬的污染，正逐步被世界各國限制使用；由于鎳的價格不斷 上漲，鎳氫電池的性價比也在不斷下降。鋰離子電池和超級電容器是近年來出現(xiàn)的新型儲 能器件，具有明顯的性能優(yōu)勢。鋰離子電池能量密度高，但功率密度較低，壽命較短(1000 次左右)；超級電容器壽命長(可達10萬次以上)，功率密度大，但能量密度較低。電動汽車、脈沖電源等裝置都對其儲能器件的功率性能提出了更高的要求。在提 高儲能器件功率性能方面，可以考慮的措施有①改善電極材料配方，提高電極的功率能 力；②改進電解液，減小電阻；③改善電極的極耳引出方式，減少接觸電阻。在改善電極配 方和改進電解液方面，許多研究者進行了大量研究，也取得了較大進展。當(dāng)電極電阻和電解 液電阻都降低到一定程度后，電極極耳的引出電阻在整個儲能器件總電阻中就逐漸上升到 重要位置；即需要改進電極極耳引出結(jié)構(gòu)，才能進一步降低儲能器件的總電阻，從而達到進 一步提高儲能器件功率性能的目的。但在電極的引出方式上，雖然也有一些改進，但進展不 大，如(1)將電芯的極耳用超聲波焊接在連接片上，連接片通過鉚釘與儲能器件的外部接 線柱連接；( 在電極片上焊接多個極耳，將多個極耳焊接在一個小金屬板上，金屬板通過 卡簧結(jié)構(gòu)與端板連接，這種方式對卡簧的制造精度要求高，加工困難；C3)電極片上焊接極 耳，在芯包的心部留一個孔，用點焊機通過該孔將芯包的一個電極極耳焊接在殼的底部，另 一極用點焊機將極耳焊接在端板上，這種方式仍然要用極耳，焊點少，內(nèi)阻仍較大；(4)將 電芯的極耳上打孔，用螺絲固定在螺栓上，螺栓通過密封結(jié)構(gòu)直接伸出儲能器件殼體，但用 螺絲將極耳固定在螺栓上，由于螺絲松動會造成接觸不良。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)在電極引出技術(shù)上存在的不足，提供一種鉚 接式低內(nèi)阻儲能器件中電極引出技術(shù)的蓋板設(shè)計，從而使儲能器件的內(nèi)阻減小、可靠性增 加、功率密度提高。本實用新型蓋板設(shè)計中提出一種新的電極極耳引出結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有利于降低儲能 器件的內(nèi)阻，提高其功率性能，并具有連接可靠的特點。即將外連螺栓與內(nèi)部連接片設(shè)計為一體，以減小連接電阻，提高儲能器件的功率特性，為實現(xiàn)上述目的本實用新型采取以下技 術(shù)方案—種鉚接式低內(nèi)阻儲能器件，包括穿過器件蓋板的外連螺栓部分、密封部分以及 位于器件內(nèi)部的連接片部分，作為正、負極的外連螺栓分別通過密封絕緣材料固定于儲能 器件蓋板上，其特征是所述蓋板的外連螺栓底部且伸入儲能器件殼體內(nèi)的部分是呈扁平 狀帶孔的連接片，該外連螺栓的螺桿、螺桿頭與連接片為一個整體，連接片上開有用于鉚接 或螺栓連接的孔，在電芯的極耳上開有與連接片相應(yīng)的孔，電芯的極耳通過鉚接或螺栓與 連接片連接在一起；所述的儲能器件包括由電化學(xué)原理進行儲能的器件和由物理原理進行 儲能的器件。本實用新型適合的儲能器件包括由電化學(xué)原理進行儲能的器件和由物理原理進 行儲能的器件，該儲能器件為鋰離子電池、超級電容器、混合電容器、電化學(xué)電容器、雙電 層電容器、電容電池、大功率電池它們中的任意一種。所述外連螺栓的材質(zhì)選自銅或銅合金、鍍鎳銅合金、鋁或鋁合金、鎳或鎳合金、不 銹鋼中的一種或一種以上。所述的蓋板上至少設(shè)有一個用于加注電解液的注液孔，蓋板上還可以設(shè)計有防爆 閥或防爆膜；電芯與蓋板之間可以放置一個塑料或橡膠的防轉(zhuǎn)支架，以固定電芯，防止其在 應(yīng)用過程中移動；電芯的極耳可以分成兩部分，并分別置于連接片的前后兩面，連接片置于 這兩部分之間進行鉚接。鉚接前在極耳兩面放置保護極耳的墊片，并且該墊片上設(shè)有與連 接片相應(yīng)的鉚接孔。與外連螺栓相連位于器件內(nèi)部連接片上的鉚接孔為1個或者1個以 上。本實用新型的特點是由于將連接片與外連接螺栓設(shè)計為一個整體，減少了連接， 降低了連接電阻；又由于所設(shè)計的一體的連接片有效面積較大，通過鉚釘或螺栓連接在上 述連接片上，該連接方法具有連接可靠，連接電阻小的特點，因此有利于提高儲能器件的功 率特性(大電流特性)。

圖1圖2圖3分別是現(xiàn)有儲能器件蓋板引出機構(gòu)的俯視圖、側(cè)視圖和仰視圖。圖中a蓋板，b注液孔，c外連螺栓，d鉚釘，e防爆膜，f密封墊，g連接片，h螺栓 底板。圖4、圖5分別是帶連接片的螺栓連接體主視圖與側(cè)視圖。圖6為儲能器件的電芯示意圖。圖7為儲能器件的電芯與殼體蓋板連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖8、圖9分別是本實用新型用于鉚接時保護極耳的墊片主視圖與俯視圖。
具體實施方式
下面通過實施例并結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明，同時提供對比例說明本 實用新型的效果。下面的實施例只是符合本實用新型技術(shù)內(nèi)容的實例，并不說明本實用新 型僅限于下述實例所述的內(nèi)容，本行業(yè)中的技術(shù)人員依照該權(quán)利要求項制造的產(chǎn)品均屬本 實用新型內(nèi)容。[0019]實施例1 ①將儲能器件蓋板上的外連接螺栓底部(伸入儲能器件殼體內(nèi)部的部分)設(shè)計成 一個扁平狀帶孔的片，如圖4、圖5所示，外連螺栓15由螺桿1、螺桿頭2和連接片3組成， 1、2、3設(shè)計成一個整體(整體加工)，由于連接片與螺栓是一體的，無連接電阻，因此使整個 儲能器件的內(nèi)阻得到減小，有利于實現(xiàn)高功率(大電流)輸出；連接片3上開有兩個用于鉚 接或螺栓連接極耳的連接片孔4 ；②按照傳統(tǒng)鋰離子電池的制造工藝配料-攪拌-涂布-軋制-分切-焊極耳卷 繞(疊片)，制作成電芯(按20Ah設(shè)計制造)。③如圖6所示，在卷繞好(或疊片好)的電芯5的極耳6上用專用工具打出極耳 孔7 (極耳與連接片的鉚接點)，然后用鉚釘將極耳鉚接在連接片3上或用螺栓將極耳固定 在連接片3對應(yīng)的孔4處。④將極耳6還可以分為兩部分，并分別置于連接片3的前后兩面，然后分別墊上極 耳墊片14，該墊片上設(shè)有與連接片相應(yīng)的鉚接孔(如圖8、圖9所示)；再用鉚釘將墊片14、 極耳6、連接片3鉚接在一起(如圖7所示)，外連螺栓15通過密封絕緣墊11固定于儲能 器件蓋板上(正負極各一個)，外連螺栓3的材質(zhì)正極選用牌號為3003的鋁合金，負極選用 無鉛黃銅合金；在外連螺栓15靠蓋板上面絕緣墊11處設(shè)有緊固螺母10 ；蓋板8上設(shè)有防 爆膜或防爆閥13 ；在蓋板一邊開有一個用于加注電解液的注液孔9 ；為了防止螺栓轉(zhuǎn)動，在 蓋板8底面設(shè)置塑料防轉(zhuǎn)支架12。⑤按照鋰離子電池的后續(xù)工藝密封焊接(將蓋板與殼體焊接在一起)_干燥-注 電解液-化成-測試，即可得到低內(nèi)阻鋰離子電池產(chǎn)品。⑥檢測用電池充放電測試儀對制成的鋰離子電池產(chǎn)品進行測試，以IC進行充放 電，其放電容量為20. 3Ah，直流內(nèi)阻3. 5m Ω。對比例1 ①按照傳統(tǒng)鋰離子電池的制造工藝配料-攪拌-涂布-軋制-分切-焊極耳卷 繞(疊片)，制作成電芯(按20Ah設(shè)計制造)。②將電芯的極耳用超聲波焊接在已有技術(shù)的蓋板(如圖1 圖3所示)的在連接 片上。③按照鋰離子電池的后續(xù)工藝密封焊接(將蓋板與殼體焊接在一起)_干燥-注 電解液-化成-測試，即可得到鋰離子電池產(chǎn)品。④檢測用電池充放電測試儀對制成的鋰離子電池產(chǎn)品進行測試，以IC進行充放 電，其放電容量為20. 3Ah，直流內(nèi)阻4. 6m Ω。
權(quán)利要求1.一種鉚接式低內(nèi)阻儲能器件，包括穿過器件蓋板的外連螺栓部分、密封部分以及位 于器件內(nèi)部的連接片部分，作為正、負極的外連螺栓分別通過密封絕緣材料固定于儲能器 件蓋板上，其特征是所述蓋板的外連螺栓底部且伸入儲能器件殼體內(nèi)的部分是呈扁平狀 帶孔的連接片，該外連螺栓的螺桿、螺桿頭與連接片為一個整體，連接片上開有用于鉚接或 螺栓連接的孔，在電芯的極耳上開有與連接片相應(yīng)的孔，極耳通過鉚接或螺栓與連接片連 接在一起；所述的儲能器件包括由電化學(xué)原理進行儲能的器件和由物理原理進行儲能的器 件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低內(nèi)阻儲能器件，其特征在于所述的儲能器件為鋰離子電 池、超級電容器、混合電容器、電化學(xué)電容器、雙電層電容器、大功率電池、電容電池它們中 的任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低內(nèi)阻儲能器件，其特征在于所述的蓋板上設(shè)有防爆膜或防爆閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低內(nèi)阻儲能器件，其特征在于所述的蓋板與電芯之間設(shè)置 塑料或橡膠防轉(zhuǎn)支架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低內(nèi)阻儲能器件，其特征在于電芯的極耳分成兩部分，連接 片置于這兩部分之間進行鉚接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低內(nèi)阻儲能器件，其特征在于在極耳兩面放置保護極耳的 墊片，該墊片上設(shè)有與連接片相應(yīng)的鉚接孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低內(nèi)阻儲能器件，其特征在于所述連接片上的鉚接孔為1 個或者1個以上。
專利摘要本實用新型提供一種鉚接式低內(nèi)阻儲能器件，包括穿過器件蓋板的外連螺栓、密封以及位于器件內(nèi)部的連接片部分，作為正、負極的外連螺栓分別通過密封絕緣墊固定于蓋板上，蓋板的外連螺栓底部且伸入器件殼體內(nèi)的部分是呈扁平狀帶孔的片，外連螺栓的螺桿、螺桿頭與連接片為連接整體，連接片上開有連接孔，電芯極耳上也開有與連接片相應(yīng)的孔，極耳通過鉚接或螺栓與連接片連在一起；儲能器件是由電化學(xué)原理進行儲能的器件和由物理原理進行儲能的器件。本實用新型將連接片與外連螺栓設(shè)計成整體，減少了連接，降低了連接電阻；由于一體的連接片有效面積較大，通過鉚釘或螺栓連在連接片上，其連接可靠，連接電阻小，有利于提高儲能器件的功率特性。
文檔編號H01M10/0525GK201853760SQ201020239059
公開日2011年6月1日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者李國君, 李薦 申請人:朝陽立塬新能源有限公司