比克电池发布的全极耳大圆柱电池工艺过程如下所示:以下通过比克电池近两年的专利简单介绍圆柱电池的结构。圆柱电池整体结构如图1所示,该圆柱形锂电池包括:

(1)圆柱形的壳体1,具有开口端12和与开口端相对的封闭端11,封闭端的端面圆心位置开设有第一通孔;

(2)电芯2,设置于壳体1内,包括靠近封闭端11的第一电极端21和靠近开口端12的第二电极端22,第一电极端21和第二电极端22的电性相异;

(3)位于封闭端的第一集流板3,设置于壳体1内,与电芯2的第一电极端21连接,第一集流板3的中心部位设有从第一通孔延伸至壳体1外部的凸台31,如图2所示;该凸台31可以与第一集流板3一体冲压成型,也可以采用激光焊方式焊接在第一集流板3的中心位置;

(4)位于封闭端的第一电极引出端盖4,设于壳体1的外部,与凸台31连接;

(5)第二电极引出端盖5,设于壳体1的开口端12,连接电芯组件2的第二电极端22和壳体1,且所述第二电极引出端盖5与所述壳体1之间密封连接。

图1比克圆柱电池整体结构

图2凸台局部放大图

壳体1为钢壳时,第一电极端21为正电极端,第二电极端22为负电极端。第一电极端正极21与第一集流板3连接,正电极会引导至第一集流板3上,由于第一集流板3的中心部位设有延伸至壳体1外部的凸台31,且第一电极引出端盖4与凸台31连接,正极通过第一集流板3上的凸台31引导至壳体外的正极引出端盖4上;第二电极引出端盖5连接第二电极端22和壳体1,因此第二电极端22的负电极会通过第二电极引出端盖5引出至壳体1上。此时,第一电极引出端盖4与壳体1的封闭端11所带电极相异,从而能在壳体1的同一端将正电极和负电极引出,便于圆柱形锂电池在动力汽车上的安装和检修。凸台31上开设有供电解液注入的第二通孔,可将电解液通过第二通孔注入到电芯组件2中。

第一电极引出端盖4上开设有与凸台31相对应的凹槽41,与凸台31的配合用于对第一电极引出端盖4定位。第一密封件6设于第一集流板3和壳体1的封闭端11之间,不仅可以实现第一集流板3与壳体1的封闭端11之间的密封,同时还可以使得第一集流板3与壳体1之间绝缘,防止圆柱形锂电池发生短路。

此外,第二电极引出端盖5和电芯组件2的第二电极端22之间设有第二集流板(图中未示出),第二电极引出端盖5通过第二集流板与电芯组件2的第二电极端22连接。圆柱形锂电池的开口端12通过第二电极引出端盖5与壳体1的密封连接实现壳体1的封装,如图3所示。壳体1的侧壁与翻边之间形成容纳环,第二电极引出端盖5上设有固定于容纳环的连接环42。连接环42固定于容纳环的方式可以焊接、过盈配合或者卡接等。第二电极引出端盖5和翻边之间设有第二密封件7,可以隔绝圆柱形锂电池的内部空间和圆柱形锂电池的外部空间

图3开口端密封连接示意图

圆形集流板结构如图4所示,圆心位置设置有中心区域,边沿上设置有至少一个缺口,在中心区域外的各个同心圆的圆周上分别设置有导液孔,导液孔和缺口用于对圆形集流板底部的电池极组导液。然而,集流板下方仍有区域未能第一时间得到电解液渗透,导致极片渗透一致性差,注液耗时较长。因此,圆形集流板上设置有多个凹槽,每个凹槽沿圆形集流板的半径方向延伸,由圆形集流板的顶面向底面凹陷形成,槽深大于圆形集流板的厚度。正负极集流板其中有一个的中心区域设置有通孔。

图4集流板结构

防爆盖帽结构如附图5所示,包括顶盖、防爆片、隔离圈、连接片和密封圈;顶盖依次连接防爆片、隔离圈和连接片,形成盖帽内芯;密封圈套设于盖帽内芯外部周围,连接片上设有排气孔。,顶盖包括中部的凸起部和周围的延伸部,是盖帽的主要支撑结构,保护盖帽不变形。连接片的截面为平盘结构,包括中部的泄压部和周围的固定部,泄压部与防爆片连接,且排气孔设于泄压部上。防爆片的截面为阶梯槽结构,包括中部的防爆部和外周的连接部,且连接部与顶盖的延伸部连接,防爆部底端与连接片的泄压部连接。连接部和延伸部的连接、防爆部底端和泄压部的连接均为激光焊接结构,可有效降低电池的内阻,提高电池的过电流能力;且防爆部底端和泄压部采用激光点焊的方式连接,可有效减小防爆片与连接片的焊接区域,防止电池极耳与连接片和防爆片连接,不利于控制电池断电,从而提高电池的安全性能。防爆部上设有破裂刻线,使电池工作异常,内部压力增大时,防爆片易破裂。在电池异常,内部压力增大时,确保盖帽组件相对完整,一同喷出钢壳,保证了盖帽的一致性。

图5防爆顶盖结构

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