CN115051119A - 一种锂离子电池集流结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锂离子电池集流结构，涉及新能源领域，包括：卷芯，所述卷芯的两端均具有极耳；第一集流组件，所述第一集流组件设于所述卷芯的一端；其中，所述第一集流组件上具有第一通气口、第二通气口和第三通气口，所述第三通气口朝向所述卷芯，所述第一通气口背离所述卷芯，本发明通过平滑的支撑盘和压合盘组合能够有效地防止极耳揉平面产生翘曲，通过通气管、第一通气口和第三通气口能够快速高效的揉平极耳，提升了电池的生产效率和电池的揉平效果。
Description
技术领域
本发明涉及新能源领域，特别涉及一种锂离子电池集流结构。
背景技术
常见的锂离子电池有圆柱、方形、软包三大类型，圆柱型锂离子电池由于电池内部多余空间较小而能量密度高，并且由于其圆形卷芯的膨胀相对较小因而循环寿命长。在圆柱形锂离子电池中，传统的极耳一般都是在每张极片上焊1～2根，且这1～2根极耳在极片卷绕然后要求呈对齐关系才能对折焊接，这种1～2根极耳结构的圆柱现在仍广泛应用于数码、电动工具、电动汽车等众多领域，但是，随着对功率的需求越来越高，圆柱电池的传统极耳结构无法满足性能需求，圆柱电池开始出现全极耳的结构。
圆柱电池的全极耳一般是需要将极耳揉平形成一个平面后才能再焊接，现在传统的电池结构、仪器无法实现这种工艺，虽然一些新开发出的半成熟的仪器能具有揉平动作，但是，由于其揉平动作单一从而导致极耳受力不均匀，使极耳揉平面很容易产生翘曲，当极耳揉平面朝内翘曲导致太靠近隔膜时容易熔融隔膜，短路风险大，另外，极耳揉平面朝内或朝外的翘曲都会导致极耳揉平面与极柱的接触不均匀从而进一步导致焊接不均匀。
极耳揉平以及后续工作过程中可能由于部分位置应力过大而导致撕裂、脱落，可能造成短路等严重安全问题。
另外，由于全极耳的集流结构比传统极耳的重量更大，动力电池使用工况中常有震动工况，使得集流结构长久用下来由于不稳定而脱落，故需要加强集流结构的力学稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池集流结构，增强了锂离子电池的结构稳定性和揉平焊接效果。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂离子电池集流结构，包括：卷芯，所述卷芯的两端均具有极耳；第一集流组件，所述第一集流组件设于所述卷芯的一端；其中，所述第一集流组件上具有第一通气口、第二通气口和第三通气口，所述第三通气口朝向所述卷芯，所述第一通气口背离所述卷芯，所述第一通气口、第二通气口和第三通气口相互连通。
进一步地，在上述的一种锂离子电池集流结构中，所述第一集流组件包括压合盘和支撑盘，所述支撑盘位于所述压合盘和所述卷芯之间，一部分所述极耳伸入至所述支撑盘和所述压合盘之间，所述支撑盘与所述压合盘连接从而夹住所述极耳，且所述极耳同时与所述支撑盘和所述压合盘连接。
进一步地，在上述的一种锂离子电池集流结构中，所述支撑盘上设有空腔，所述第三通气口设于所述支撑盘上靠近所述极耳的一侧壁，所述第一通气口设于所述支撑盘上远离所述极耳的一侧壁，所述第三通气口和所述第一通气口均与所述空腔连通。
进一步地，在上述的一种锂离子电池集流结构中，所述支撑盘包括主体部和引导部，所述引导部的一端与所述主体部连接，所述引导部的另一端向所述卷芯延伸；由所述引导部的一端至所述引导部的另一端，所述引导部的外表面逐渐收缩。
进一步地，在上述的一种锂离子电池集流结构中，所述第一集流组件还包括通气管，所述通气管的一端与所述支撑盘连接，且所述通气管与所述空腔连通，所述通气管的另一端为第二通气口。
进一步地，在上述的一种锂离子电池集流结构中，所述第三通气口的数量为多个，多个所述第三通气口均匀设于所述引导部上；所述第一通气口的数量为多个，多个所述第一通气口在所述主体部上环形排列。
进一步地，在上述的一种锂离子电池集流结构中，所述通气管的另一端伸入至所述卷芯的中心孔内。
进一步地，在上述的一种锂离子电池集流结构中，所述通气管的中心轴和所述支撑盘的中心轴位于同一条直线上。
进一步地，在上述的一种锂离子电池集流结构中，所述支撑盘和所述压合盘的连接方式为焊接。
分析可知，本发明公开本发明公开一种锂离子电池集流结构，本发明通过平滑的支撑盘和压合盘组合能够有效地防止极耳揉平面产生翘曲，通过通气管、第一通气口和第三通气口能够快速高效的揉平极耳，提升了电池的生产效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1本发明一实施例的结构示意图。
图2本发明一实施例的支撑盘的结构剖视示意图。
图3本发明一实施例的第一集流组件的结构主视示意图。
图4本发明一实施例的支撑盘和通气管的结构主视示意图。
附图标记说明：1、卷芯；2、支撑盘；201、主体部；202、引导部；3、压合盘；4、通气管；5、第一通气口、6、第三通气口；7、空腔；8、第一集流组件；9、第二通气口；10、中心孔。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
所附附图中示出了本发明的一个或多个示例。详细描述使用了数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记的已经用于指代本发明的相似或类似的部分。如本文所用的那样，用语“第一”、“第二”、“第三”以及“第四”等可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示单独构件的位置或重要性。
如图1-图4所示，根据本发明的实施例，提供了一种锂离子电池集流结构，包括：卷芯1，卷芯1的两端均具有极耳；第一集流组件8，第一集流组件8设于卷芯1的一端；其中，第一集流组件8上具有第一通气口5、第二通气口9和第三通气口6，第三通气口6朝向卷芯1，第一通气口5背离卷芯1，所述第一通气口5、第二通气口9和第三通气口6相互连通，通过第三通气口6和第一通气口5能够将极耳的各部分依次吸附在第一集流组件8上，从而提高极耳的焊接效果。
优选地，第一集流组件8包括压合盘3和支撑盘2，支撑盘2位于压合盘3和卷芯1之间，一部分极耳伸入至支撑盘2和压合盘3之间，支撑盘2与压合盘3连接从而夹住极耳，且极耳同时与支撑盘2和压合盘3连接。
优选地，支撑盘2上设有空腔7，第三通气口6设于支撑盘2上靠近极耳的一侧壁，第一通气口5设于支撑盘2上远离极耳的一侧壁，且第一通气口5位于支撑盘2的边缘处，第三通气口6和第一通气口5均与空腔7连通，空腔7结构能够作为气体流通和缓冲的通道，实现了第一通气口5、第三通气口6和第二通气口9之间的气体流通。
优选地，支撑盘2包括主体部201和引导部202，引导部202的一端与主体部201连接，引导部202的另一端向卷芯1延伸；由引导部202的一端至引导部202的另一端，引导部202的外表面逐渐收缩，引导部202整体呈现为凸形，凸形的引导部202能够引导极耳向上延伸，并且通过引导部202也能够控制极耳的弯折角度，从而使极耳以较小的弯折角度弯折，降低极耳断裂的可能性，提升极耳与引导部202的贴合效果。
优选地，第一集流组件8还包括通气管4，通气管4的一端与支撑盘2连接，且通气管4与空腔7连通，通气管4的另一端为第二通气口9，在极耳揉平后，通气管4与电池的其他结构相接触，从而和支撑盘2一起共同为压合盘3提供力学支撑，从而使电池整体的力学结构更稳定、循环寿命更长。
优选地，第三通气口6的数量为多个，多个第三通气口6均匀设于引导部202上，第一通气口的数量为多个，多个第一通气口5在主体部201上环形排列。
优选地，通气管4的另一端伸入至卷芯1的中心孔10内，将通气管4伸入至中心孔10中能够有效地利用电池的内部空间。
优选地，通气管4的中心轴和支撑盘2的中心轴位于同一条直线上。
优选地，支撑盘和压合盘3的连接方式为焊接。
本结构的具体使用方式如下：在揉平时，第三通气口6吸气，使得极耳贴紧支撑盘2的引导部202，使极耳和支撑盘2的引导部202之间的有效焊接点变多，将此处焊接完后位于最内圈的极耳把第三通气口6全部堵住，最外圈的极耳并没有和支撑盘2的主体部201焊接，故没有把第一通气口5堵住，即只剩下第一通气口5。
而当压合盘3靠近支撑盘2，直至压合盘3和支撑盘2完全夹住最外圈的极耳时，从第二通气口9吹气，气体从第一通气口5逸出，吹动最外圈极耳使其贴紧圆压合盘3，在这种前提下进行焊接，能够使最外圈极耳和压合盘3之间接触面积变多、有效焊接点变多；在焊接完该处之后，从第二通气孔吸气，本结构支撑盘2内部负压很强，夹在支撑盘2和压合盘3之间的极耳又能进一步靠近支撑盘2，在这种情况下进行焊接使上述最外圈极耳和支撑盘2得有效焊接点变多，通过先“吸气”再“吹气”最后再“吸气”的方式完成极耳的焊接。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过设置第三通气孔和第一通气孔，显著地提高极耳与支撑盘2和压合盘3的焊接效果；
通过支撑盘2和压合盘3能够有效地防止极耳揉平面产生翘曲，极大地降低了极耳揉平后发生翘曲的可能；
本结构在安装完成后通过通气管4使电池的整体力学结构更稳定，提高电池的安全性能和循环寿命；
通过引导部202使极耳能够更加顺滑的与第二集流组件相接触，避免了极耳出现断裂脱落的现象，并且极耳与第二集流组件接触紧密，接触面积大，从而降低电池的阻抗。
通过先“吸气”再“吹气”最后再“吸气”的一套气体动作，使得极耳与支撑盘、压合盘都形成非常紧密贴合，有效焊点多，从而电池内阻小。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种锂离子电池集流结构，其特征在于，包括：
卷芯，所述卷芯的两端均具有极耳；
第一集流组件，所述第一集流组件设于所述卷芯的一端；
其中，所述第一集流组件上具有第一通气口、第二通气口和第三通气口，所述第三通气口朝向所述卷芯，所述第一通气口背离所述卷芯,所述第一通气口、第二通气口和第三通气口相互连通。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池集流结构，其特征在于，所述第一集流组件包括压合盘和支撑盘，所述支撑盘位于所述压合盘和所述卷芯之间，一部分所述极耳伸入至所述支撑盘和所述压合盘之间，所述支撑盘与所述压合盘连接从而夹住所述极耳，且所述极耳同时与所述支撑盘和所述压合盘连接。
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池集流结构，其特征在于，所述支撑盘上设有空腔，所述第三通气口设于所述支撑盘上靠近所述极耳的一侧壁，所述第一通气口设于所述支撑盘上远离所述极耳的一侧壁，所述第三通气口和所述第一通气口均与所述空腔连通。
4.根据权利要求2所述的一种锂离子电池集流结构，其特征在于，所述支撑盘包括主体部和引导部，所述引导部的一端与所述主体部连接，所述引导部的另一端向所述卷芯延伸；
由所述引导部的一端至所述引导部的另一端，所述引导部的外表面逐渐收缩。
5.根据权利要求3所述的一种锂离子电池集流结构，其特征在于，所述第一集流组件还包括通气管，所述通气管的一端与所述支撑盘连接，且所述通气管与所述空腔连通，所述通气管的另一端为第二通气口。
6.根据权利要求4所述的一种锂离子电池集流结构，其特征在于，所述第三通气口的数量为多个，多个所述第三通气口均匀设于所述引导部上；
所述第一通气口的数量为多个，多个所述第一通气口在所述主体部上环形排列。
7.根据权利要求5所述的一种锂离子电池集流结构，其特征在于，所述通气管的另一端伸入至所述卷芯的中心孔内。
8.根据权利要求5所述的一种锂离子电池集流结构，其特征在于，所述通气管的中心轴和所述支撑盘的中心轴位于同一条直线上。
9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池集流结构，其特征在于，所述支撑盘和所述压合盘的连接方式为焊接。
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