一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺，包括壳体、圆弧槽、卷芯、正极集流体、负极集流体、正极弹性垫片、负极弹性垫片、正极盖帽和负极盖帽，加工工艺，包括步骤一，配料；步骤二，涂布；步骤三，辊压分切；步骤四，激光模切；步骤五，卷绕组装；步骤六，底部焊接；步骤七，辊槽；步骤八，电芯烘烤；步骤九，注液；步骤十，焊盖帽；步骤十一，化成；包括壳体、圆弧槽、卷芯、正极弹性垫片、负极弹性垫片、正极盖帽和负极盖帽，该发明专利技术安全、可靠，通过正极弹性垫片、负极弹性垫片和圆弧槽的配合使用，将电芯稳定的固定在电池壳体内，防止因震动使电芯与电池壳体之间产生碰撞造成的损坏。与电池壳体之间产生碰撞造成的损坏。与电池壳体之间产生碰撞造成的损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺


[0001]本专利技术涉及电池
，具体为一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺。

技术介绍

[0002]锂离子电池因为具有高比能量、无记忆效应等优点，近年来得到飞速发展，高功率型锂离子电池属于锂离子电池的一个细分领域，主要应用于无人机、启动电源、混合动力车、功率型UPS等领域；现有的软包锂离子电池由于去固有特性对于一些环境长期处于高温的应用场景有明显的缺点，容易产生鼓胀、软包装由于封口原因容易导致内腐蚀等，因而大大限制了其应用；现有的圆柱多极耳工艺流程较为复杂，生产效率较低，特别是多极耳方式不能实现大规模自动化生产，需要有部分手工工序进行辅助才能实现，产品品质及其一致性较难控制；现有的全极耳圆柱锂离子电池的工艺可以实现全自动化生产，工艺效率非常高，但是由于卷芯两端被不能渗透电解液的箔材完全封闭，其生产过程中极片对电解液的吸收非常困难，并且在顶部和底部焊接工序前有一个揉捏极耳的工艺，该工艺容易对极片造成不可逆损伤引起内部短路等安全隐患，揉捏过程中还容易产生铝屑、铜屑的金属粉尘，对于电池的自放电有较大影响；基于以上各技术的缺陷，现如今专利技术出一种圆柱锂离子电池及加工工艺是非常有必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺，以解决上述
技术介绍
中提出容易导致内腐蚀、工艺较为复杂以及极片对电解液吸收困难的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高功率圆柱锂离子电池，包括壳体、圆弧槽、卷芯、正极集流体、负极集流体、正极弹性垫片、负极弹性垫片、正极盖帽和负极盖帽，所述壳体上设置有圆弧槽，壳体内设置有卷芯，壳体的一端内部设置有正极集流体，壳体的另一端内部设置有负极集流体，壳体的一端设置有正极盖帽，壳体的另一端设置有负极盖帽。
[0005]优选的，所述壳体的一端内部对应正极集流体的一侧设置有正极弹性垫片，壳体的另一端内部对应负极集流体的一侧设置有负极弹性垫片。
[0006]优选的，所述卷芯由正极片、负极片和隔膜组成。
[0007]一种高功率圆柱锂离子电池的加工工艺，包括步骤一，配料；步骤二，涂布；步骤三，辊压分切；步骤四，激光模切；步骤五，卷绕组装；步骤六，底部焊接；步骤七，辊槽；步骤八，电芯烘烤；步骤九，注液；步骤十，焊盖帽；步骤十一，化成；
[0008]其中上述步骤一中，将重量份数分别为3
‑
5份的纳米级磷酸铁锂和6
‑
15份的微米级磷酸铁锂混合，制成正极活性物质，将制成的重量份数分别为80
‑
95份的正极活性物质和1
‑
10份的粘合剂、1
‑
10份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成正极浆料；将重量份数分别为80
‑
95份的负极活性物质、1
‑
10份的粘合剂和1
‑
10份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成负极浆料；将电解质锂盐和非
水溶剂混合制成电解液；
[0009]其中上述步骤二中，首先，将步骤一中制得的正极浆料涂布在铝箔的两面，烘干后制得正电极，然后将步骤一中制得的负极浆料涂布在铜箔的两面，烘干后制得负电极；
[0010]其中上述步骤三中，将步骤二中制得的正极片和负极片进行辊压，使活性物质、导电剂、粘结剂及集流体接触紧密，然后把正极片和负极片切开成小卷；然后将隔膜分切成要求尺寸；
[0011]其中上述步骤四中，对步骤三中分切后的极片进行激光模切，保证电芯卷绕后模切极耳基本处于卷芯同一个半圆周之内，激光模切通过程序设置不同位置其模切极耳尺寸不完全相同；
[0012]其中上述步骤五中，将将制造好的正极片、隔膜和负极片相互对应卷绕成形，并将制得的卷芯两侧留有留白，作为正极极耳和负极极耳，然后将卷芯组装入壳体中；
[0013]其中上述步骤六中，将激光焊接的激光束通过卷芯卷绕的中心孔位置穿透负极焊接位与负极集流体以及壳体底部焊接，然后将正极焊接位与正极集流体进行激光焊接；
[0014]其中上述步骤七中，采用辊槽机对壳体进行辊槽，使在辊槽处形成一个向内凹的圆弧槽；
[0015]其中上述步骤八中，打开烘烤总电源开关、真空阀门和压缩气阀门；进入手动操作界面；启动烘烤箱加热按扭，烘烤箱加温；电芯烘烤前提前2h以上对所用烘烤箱进行加温，减少电芯放入烘烤后加温时间；
[0016]其中上述步骤九中，将电解液通过定量泵注入密封腔室内，将电池放入注液室，然后真空泵对注液室抽真空，电池内部也形成了真空环境，然后注液嘴插入电池注液口，打开电解液注入阀，同时用氮气加压电解液腔室至0.2
‑
1.0Mpa，保压一定时间，注液室再放气到常压，最后静置12
‑
36h，从而让电解液与电池正负材料和隔膜充分浸润；
[0017]其中上述步骤十中，将正极盖帽压在步骤七中辊槽而成的圆弧槽上，使圆弧面与正极盖帽的密封圈接触，进行封口，使台阶面与密封圈挤压，形成密封，然后对锂离子电池进行激光焊接正极盖帽；圆弧槽下面与电池的电芯接触，并有一定的挤压，限制电芯上下移动；
[0018]其中上述步骤十一中，用专用的电池充放电设备对成品电池进行小电流预充电一定的电量，再在一定的温度下经过老化处理，再用小电流化成，在负电极表面形成保护模，然后放置数周后，再作放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，再进行分容、检验、包装入库。
[0019]优选的，所述步骤二中，铜箔厚度为10μm，铝箔厚度为16μm；负极涂覆宽度为58mm，正极涂覆宽度为56mm；涂布走速为10m/min。
[0020]优选的，所述步骤三中，辊压速度为25
‑
30m/min。
[0021]优选的，所述步骤六中，激光焊接功率为700
‑
800W。
[0022]优选的，所述步骤八中，首先进入烘箱的主操作界面，按手动操作、进入手动操作界面；选择抽真空，先对烘箱进行试抽真空，真空达到
‑
90KPA时，充氮气，以检验设备抽真空及充氮气运行是否正常，若出现真空达不到及其它异常时，立即通知设备人员检修处理；电芯烘烤温度为80
‑
90℃；电芯真空烘烤参数为真空度
‑
90KPA；电芯烘烤时间为24
‑
48h，烘烤时间根据电芯大小而定。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该专利技术安全、可靠，通过正极弹性垫片、负极弹性垫片和圆弧槽的配合使用，将电芯稳定的固定在电池壳体内，防止因震动使电芯与电池壳体之间产生碰撞造成的损坏；通过极片激光模切多极耳和底部激光焊接的工艺，不产生金属粉末，减少了对极片造成损伤，且利于极片对电解液的吸收，该专利技术的加工工艺简单、全面，利于推广。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的整体分解结构示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高功率圆柱锂离子电池，包括壳体(1)、圆弧槽(2)、卷芯(3)、正极集流体(4)、负极集流体(5)、正极弹性垫片(6)、负极弹性垫片(7)、正极盖帽(8)和负极盖帽(9)，其特征在于：所述壳体(1)上设置有圆弧槽(2)，壳体(1)内设置有卷芯(3)，壳体(1)的一端内部设置有正极集流体(4)，壳体(1)的另一端内部设置有负极集流体(5)，壳体(1)的一端设置有正极盖帽(8)，壳体(1)的另一端设置有负极盖帽(9)。2.根据权利要求1所述的一种高功率圆柱锂离子电池，其特征在于：所述壳体(1)的一端内部对应正极集流体(4)的一侧设置有正极弹性垫片(6)，壳体(1)的另一端内部对应负极集流体(5)的一侧设置有负极弹性垫片(7)。3.根据权利要求1所述的一种高功率圆柱锂离子电池，其特征在于：所述卷芯(3)由正极片(31)、负极片(32)和隔膜(33)组成。4.一种高功率圆柱锂离子电池的加工工艺，包括步骤一，配料；步骤二，涂布；步骤三，辊压分切；步骤四，激光模切；步骤五，卷绕组装；步骤六，底部焊接；步骤七，辊槽；步骤八，电芯烘烤；步骤九，注液；步骤十，焊盖帽；步骤十一，化成；其特征在于：其中上述步骤一中，将重量份数分别为3
‑
5份的纳米级磷酸铁锂和6
‑
15份的微米级磷酸铁锂混合，制成正极活性物质，将制成的重量份数分别为80
‑
95份的正极活性物质和1
‑
10份的粘合剂、1
‑
10份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成正极浆料；将重量份数分别为80
‑
95份的负极活性物质、1
‑
10份的粘合剂和1
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10份的导电剂加入到真空搅拌罐中，采用超声波搅拌设备进行搅拌，制成负极浆料；将电解质锂盐和非水溶剂混合制成电解液；其中上述步骤二中，首先，将步骤一中制得的正极浆料涂布在铝箔的两面，烘干后制得正电极，然后将步骤一中制得的负极浆料涂布在铜箔的两面，烘干后制得负电极；其中上述步骤三中，将步骤二中制得的正极片(31)和负极片(32)进行辊压，使活性物质、导电剂、粘结剂及集流体接触紧密，然后把正极片(31)和负极片(32)切开成小卷；然后将隔膜(33)分切成要求尺寸；其中上述步骤四中，对步骤三中分切后的极片进行激光模切，保证电芯卷绕后模切极耳基本处于卷芯(3)同一个半圆周之内，激光模切通过程序设置不同位置其模切极耳尺寸不完全相同；其中上述步骤五中，将将制造好的正极片(31)、隔膜(33)和负极片(32)相互对应卷绕成形，并将制得的卷芯(3)两侧留有留白，作为正极极耳和负极极耳，然后将卷芯组装入壳体(1)中；其中上述步骤六...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩永斌，
申请(专利权)人：东莞力朗电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：