專利名稱：底部預制毛刺的鋰離子電池外殼及鋰離子電池的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池及其制備領(lǐng)域，具體涉及一種底部預制毛刺的鋰離子電池外殼及鋰離子電池的制備方法。
背景技術(shù)：
可充電鋰離子二次電池具有高比能量、長循環(huán)壽命、無記憶效應(yīng)的特性，又具有安全、可靠且能快速充放電等優(yōu)點，因而成為近年來新型電源技術(shù)研究的熱點。由于鋰離子電池是綠色環(huán)保型無污染的二次電池，符合當今各國能源環(huán)保方面大的發(fā)展需求，在各行各業(yè)的使用量正在迅速增加。近年來全球范圍內(nèi)的資源和環(huán)保問題，致使鋰離子電池替代鎳氫電池、鉛酸電池等常規(guī)二次電池在電動自行車、電動工具等小型動力領(lǐng)域的應(yīng)用快速增力口，同時電動汽車領(lǐng)域?qū)︿囯x子電池的需求快速上升，其發(fā)展前景非常廣闊。
常規(guī)小型圓柱型鋰離子電池如18650、26650等電池在IT行業(yè)、照明行業(yè)和其它UPS (不間斷電源)儲能電池燈領(lǐng)域得到廣泛發(fā)展。而隨著近年來鋰離子電池在其它行業(yè)應(yīng)用的快速拓展及對鉛酸和鎳氫電池行業(yè)替代應(yīng)用領(lǐng)域的迅速發(fā)展，常規(guī)小型圓柱型鋰離子電池越來越趨向于動力電池發(fā)展，對常規(guī)圓柱型鋰離子電池的放電倍率要求也越來越高。傳統(tǒng)的常規(guī)小型圓柱型鋰離子電池多采用單極耳結(jié)構(gòu)，電池內(nèi)阻較大，不適應(yīng)于高倍率放電應(yīng)用，為了提高電池的放電倍率，小型動力型的鋰離子電池需要采用2個以上的極耳，以降低電池內(nèi)阻，增加極耳導流能力，從而提高鋰離子電池的高倍率放電能力，某些倍率要求高的鋰離子電池，充電倍率達到5C，放電倍率超過20C，鋰離子電池甚至需要3 5個極耳，并采用銅帶作為連接導流極耳，極耳個數(shù)的增加給常規(guī)鋼殼鋰離子電池的點底工藝造成了困難，尤其是采用銅帶多極耳結(jié)構(gòu)的電池在點底過程中很容易形成虛焊，影響產(chǎn)品的品質(zhì)和合格率。
中國實用新型專利ZL201020110588.3公開了一種圓柱型鋰離子電池激光焊接蓋帽用夾具，該夾具包括底板，該底板上設(shè)有可容納裸電芯的第一槽、可容納蓋帽的第二槽、方便拿取蓋帽的第三槽，該夾具還包括支撐座和壓指，壓指與支撐座鉸接，支撐座與底板固定連接，壓指的壓頭設(shè)有供激光束穿過的通孔，通孔位于第二槽的上方，壓指的數(shù)量與第二槽的數(shù)量相等，壓指的手柄與支撐座間設(shè)有彈簧，彈簧一端與手柄相抵，另一端與支撐座相抵。利用該夾具壓緊電池極耳與蓋帽時，人工可以提前確認電池極耳與蓋帽是否接觸良好、位置是否正確，從而降低虛焊率，提高成品率，同時提高了生產(chǎn)效率。雖然該技術(shù)方案從夾具角度降低虛焊率，但是當多個極耳與蓋帽焊接時，仍較容易導致虛焊，需要進一步克服虛焊現(xiàn)象。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，在鋰離子電池外殼的底部設(shè)置毛刺，能夠提高鋰離子電池外殼與多極耳點底的焊接強度，有效降低內(nèi)阻，提高鋰離子電池的點底可靠性。
一種底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，包括鋰離子電池外殼，所述鋰離子電池外殼的底部用于與極耳連接的一側(cè)設(shè)置有毛刺。
采用這種結(jié)構(gòu)的鋰離子電池外殼，在鋰離子電池生產(chǎn)的點底過程中，由于鋰離子電池外殼的底部具有預制的毛刺，焊接過程中大電流通過毛刺放電，能在瞬間有效融化毛刺，將鋰離子電池外殼的底部和極耳牢固地熔接在一起，能有效消除鋰離子電池點底過程中虛焊現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高焊接強度、降低內(nèi)阻，提高鋰離子電池的點底可靠性，同時還降低了焊接電流。本發(fā)明底部預制毛刺的鋰離子電池外殼尤其適合采用多極耳銅帶結(jié)構(gòu)的鋰離子電池中，使用本發(fā)明底部預制毛刺的鋰離子電池外殼后，虛焊現(xiàn)象顯著減少，焊接強度明顯提高，內(nèi)阻明顯降低。
作為優(yōu)選，所述鋰離子電池外殼的底部向外側(cè)(即沿外殼的底部背離毛刺方向)形成凸臺，所述毛刺設(shè)置在所述凸臺的內(nèi)側(cè)。向外形成凸臺方便鋰離子電池的連接，也方便鋰離子電池外包裝塑封，并且不會影響鋰離子電池尺寸和外包裝產(chǎn)生的外觀凸出。
本發(fā)明底部預制毛刺的鋰離子電池外殼非常適合用于制備圓柱型鋰離子電池，作為優(yōu)選，所述鋰離子電池外殼為圓柱形，該鋰離子電池外殼的底部向外側(cè)形成圓臺形凸臺，所述毛刺設(shè)置在該圓臺形凸臺的內(nèi)側(cè)。圓柱型鋰離子電池的點底工序較容易出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象，通過在圓臺形凸臺的內(nèi)側(cè)設(shè)置毛刺，焊接過程中大電流通過毛刺放電，能在瞬間有效融化毛刺，將電池外殼的底部和極耳牢固地熔接在一起，能有效消除鋰離子電池點底過程中虛焊現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時降低了焊接電流。因此，本發(fā)明底部預制毛刺的鋰離子電池外殼特別適合用于制備圓柱型鋰離子電池。
進一步優(yōu)選，所述圓臺形凸臺的面積較小的底面(即截面)以及側(cè)面為鋰離子電池外殼的組成部分。圓臺一般有上底面和下底面以及側(cè)面組成，上底面也稱截面，相對于下底面的面積較小。該圓臺形凸臺能夠使得本發(fā)明底部預制毛刺的鋰離子電池外殼制備的圓柱型鋰離子電池具有較好的綜合電性能。
進一步優(yōu)選，所述毛刺設(shè)置在圓臺形凸臺的中部，在焊接過程中大電流通過毛刺放電，能在瞬間有效融化毛刺，將毛刺設(shè)置在圓臺形凸臺的中部，有利于將鋰離子電池外殼的底部和極耳牢固地熔接在一起。
更進一步優(yōu)選，所述毛刺為圓柱形，高度為0.2 1.0毫米，截面直徑為0.1 1.0毫米，在焊接過程中大電流通過毛刺放電，能在瞬間有效融化毛刺，上述的長度和直徑能夠?qū)囯x子電池外殼的底部和極耳牢固地熔接在一起，有效提高鋰離子電池點底的連接強度，并且不會在連接部位形成不規(guī)則的連接塊，能夠有效降低內(nèi)阻。
更進一步優(yōu)選，所述毛刺設(shè)置在距離圓臺形凸臺的中心5mm圓周區(qū)域內(nèi)，毛刺分布均勻，數(shù)量根據(jù)鋰離子電池導電的需要而不同。
作為優(yōu)選，所述鋰離子電池外殼為鋼殼，毛刺的材料與鋰離子電池外殼的材料相同，選用鋼質(zhì)材料，可以滿足使用要求，并能夠保證鋰離子電池點底的連接強度，還能夠有效降低內(nèi)阻。
本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池的制備方法，通過在成型模具沖頭頂端預加工出凹孔，從而經(jīng)過深沖成型后制得底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，然后與極耳點底焊接，再經(jīng)后續(xù)處理得到鋰離子電池，可以大大提高成品率。
一種鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟:
I)在成型模具沖頭頂端預加工出凹孔，經(jīng)過鋰離子電池外殼深沖成型后制得底部預制毛刺的鋰離子電池外殼；
2)將底部預制毛刺的鋰離子電池外殼與電芯上帶有的極耳點底焊接，再經(jīng)后續(xù)處理得到鋰離子電池。
所述的成型模具沖頭采用本領(lǐng)域現(xiàn)有的成型模具沖頭，可采用市售產(chǎn)品。
步驟2)中，作為優(yōu)選，所述焊接為儲能焊接或逆變焊接，焊接過程中電流為常規(guī)鋰離子電池外殼所需電流的1/3 3/4，能有效減少點焊過程中的電火花，防止電火花造成的其它隱患。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
本發(fā)明底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，鋰離子電池外殼的底部具有預制的毛刺，在鋰離子電池生產(chǎn)的點底過程中，焊接過程中大電流通過毛刺放電，能在瞬間有效融化毛刺，將鋰離子電池外殼的底部和極耳牢固地熔接在一起，能有效消除鋰離子電池點底過程中虛焊現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時降低了焊接電流。尤其適合采用多極耳銅帶結(jié)構(gòu)的鋰離子電池，采用本發(fā)明底部預制毛刺的鋰離子電池外殼能有效克服多極耳點底焊接過程中出現(xiàn)的虛焊現(xiàn)象，提高焊接強度、降低內(nèi)阻，提高鋰離子電池的點底可靠性。因此，采用本發(fā)明底部預制毛刺的鋰離子電池外殼制備的鋰離子電池具有較好的綜合電性能。
本發(fā)明鋰離子電池的制備方法，通過在成型模具沖頭頂端預加工出凹孔，從而經(jīng)過鋰離子電池外殼深沖成型后制得底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，然后與極耳點底焊接，再經(jīng)后續(xù)處理得到鋰離子電池，特別是多極耳與鋰離子電池外殼點底焊接，可有效防止出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象，在未增加其他工序的條件下，可以大大提高成品率。同時，在鋰離子電池外殼與極耳點底焊接過程中，由于鋰離子電池外殼的底部具有預制的毛刺，焊接過程中電流為常規(guī)鋰離子電池外殼所需電流的1/3 3/4即可，所需要的焊接電流大大減少，可改善點底焊接過程中電火花的產(chǎn)生，防止焊接過程中產(chǎn)生的電火花造成的其它隱患。


圖1為本發(fā)明底部預制毛刺的鋰離子電池外殼的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明底部預制毛刺的鋰離子電池外殼與極耳的點底焊接示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，為本發(fā)明底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，包括鋰離子電池外殼I以及設(shè)置在鋰離子電池外殼I的底部的毛刺2。毛刺2設(shè)置在鋰離子電池外殼I的底部的內(nèi)偵牝即用于與電芯上的極耳連接的一側(cè)。鋰離子電池外殼I的底部向外側(cè)(即沿鋰離子電池外殼的底部背離毛刺方向)形成凸臺11，毛刺2設(shè)置在凸臺11的內(nèi)側(cè)。本發(fā)明底部預制毛刺的鋰離子電池外殼非常適合用于制備圓柱型鋰離子電池，鋰離子電池外殼I為圓柱形，該鋰離子電池外殼I向外側(cè)形成的凸臺11為圓臺形，圓臺形凸臺11的面積較小的底面(即截面)以及側(cè)面為鋰離子電池外殼I的組成部分，毛刺2設(shè)置在該圓臺形凸臺11的內(nèi)側(cè)，SP圓臺形凸臺11上截面的內(nèi)側(cè)。圓臺形凸臺11的面積較小的底面(即截面)以及側(cè)面與鋰離子電池外殼I的其他部分連接在一起，形成鋰離子電池外殼I。毛刺2設(shè)置在圓臺形凸臺11的中部，毛刺2為圓柱形，毛刺2的高度為0.2 1.0毫米，截面直徑為0.1 1.0毫米，毛刺2可具體設(shè)置在距離圓臺形凸臺11的中心5mm圓周區(qū)域內(nèi)，毛刺2分布均勻，鋰離子電池外殼I的材料為鋼，即鋰離子電池外殼I為鋼殼，毛刺2的材料與鋰離子電池外殼I的材料相同，選用鋼質(zhì)材料。
如圖1、圖2所示，一種鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟:
I)底部預制毛刺的鋰離子電池外殼的制備:在鋰離子電池外殼深沖成型過程中，通過在成型模具沖頭頂端預加工一定形狀的凹孔，經(jīng)過深沖成型，即可在鋰離子電池外殼I的底部的凸臺11內(nèi)側(cè)加工出一定形狀的凸起狀毛刺2，制得底部預制毛刺2的鋰離子電池夕卜殼I ；
2)將底部預制毛刺2的鋰離子電池外殼I與電芯上帶有的極耳3點底焊接，焊接頭4靠近鋰離子電池外殼I底部的毛刺2，使得極耳3與底部毛刺2接觸，焊接過程中大電流通過毛刺2放電，能在瞬間有效融化毛刺2，將鋰離子電池外殼I的底部和極耳3牢固地熔接在一起，能有效消除鋰離子電池點底過程中虛焊現(xiàn)象的出現(xiàn)，再經(jīng)后續(xù)處理得到鋰離子電池。
步驟2)中，焊接可選用儲能焊接或逆變焊接，焊接過程中電流為常規(guī)鋰離子電池外殼所需電流的1/3 3/4。
實施例1
如圖1所示，底部預制毛刺的鋰離子電池外殼(即預制毛刺的18650鋰離子動力電池用鋼殼)，包括鋰離子電池外殼I，鋰離子電池外殼I的具體尺寸如表I所示，其中，單位為mm，外徑、內(nèi)徑均為直徑。
表I
權(quán)利要求
1.一種底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，包括鋰離子電池外殼，其特征在于，所述鋰離子電池外殼的底部用于與極耳連接的一側(cè)設(shè)置有毛刺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，其特征在于，所述鋰離子電池外殼的底部向外側(cè)形成凸臺，所述毛刺設(shè)置在所述凸臺的內(nèi)側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，其特征在于，所述鋰離子電池外殼為圓柱形，該鋰離子電池外殼的底部向外側(cè)形成圓臺形凸臺，所述毛刺設(shè)置在該圓臺形凸臺的內(nèi)側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，其特征在于，所述圓臺形凸臺的面積較小的底面以及側(cè)面為鋰離子電池外殼的組成部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，其特征在于，所述毛刺設(shè)置在圓臺形凸臺的中部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，其特征在于，所述毛刺為圓柱形，高度為0.2 1.0毫米，截面直徑為0.1 1.0毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，其特征在于，所述毛刺設(shè)置在距離圓臺形凸臺的中心5mm圓周區(qū)域內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，其特征在于，所述鋰離子電池外殼為鋼殼，毛刺的材料與鋰離子電池外殼的材料相同。
9.一種鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在成型模具沖頭頂端預加工出凹孔，經(jīng)過鋰離子電池外殼深沖成型后制得底部預制毛刺的鋰離子電池外殼； 2)將底部預制毛刺的鋰離子電池外殼與電芯上帶有的極耳點底焊接，再經(jīng)后續(xù)處理得到鋰離子電池。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述焊接為儲能焊接或逆變焊接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，包括鋰離子電池外殼，所述鋰離子電池外殼的底部用于與極耳連接的一側(cè)設(shè)置有毛刺。本發(fā)明在鋰離子電池外殼的底部設(shè)置毛刺，能有效克服多極耳點底焊接過程中出現(xiàn)的虛焊現(xiàn)象，能夠提高鋰離子電池外殼與多極耳點底的焊接強度，有效降低內(nèi)阻，提高鋰離子電池的點底可靠性。本發(fā)明還公開了一種鋰離子電池的制備方法，通過在成型模具沖頭頂端預加工出凹孔，從而經(jīng)過深沖成型后制得底部預制毛刺的鋰離子電池外殼，然后與極耳點底焊接，再經(jīng)后續(xù)處理得到鋰離子電池，可以大大提高成品率。
文檔編號H01M2/02GK103151473SQ201310061068
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者黃輝, 呂煥祥, 張立軍, 毛秦鐘, 甘永平, 陶新永, 范明峰 申請人:浙江吉能電池科技有限公司