專利名稱：一種新型蓋板的二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)電源，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種可以廣泛應(yīng)用于通訊能源、消費(fèi)類電子產(chǎn)品的二次電池特別是鋰離子電池。
背景技術(shù)：
鋰離子電池由于具有高的電壓，大的容量和良好的循環(huán)性能，在移動(dòng)通信，電腦，電動(dòng)工具，混合動(dòng)力汽車等領(lǐng)域的用途日益廣泛，在世界市場(chǎng)的銷售量迅速增長(zhǎng)，在我國(guó)的生產(chǎn)能力也不斷擴(kuò)大。其中一種是采用鋁或鋁合金材質(zhì)制成外殼的鋰電池。
隨著鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，功能要求不斷提高，對(duì)電池容量的要求也越來(lái)越高。由于到目前為止，每提高1％的比容量，電池的合格率以及售價(jià)就能大幅增長(zhǎng)，因此，體積比容量已經(jīng)成為二次電池如鋰離子電池的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)；事實(shí)上，目前對(duì)于電池的比容量的提高已進(jìn)入比拼1％數(shù)量級(jí)的階段。
然而目前，國(guó)內(nèi)外的鋰離子電池提升容量的傳統(tǒng)方法大都首先是從材料的角度考慮，企圖通過(guò)提升正負(fù)極材料的克比容量來(lái)提高電池的容量，但是由于材料本身的限制，其提升幅度越來(lái)越??；其次是從結(jié)構(gòu)上考慮，通過(guò)采用更薄的鋁殼來(lái)提高內(nèi)空間，但是也由于材質(zhì)和焊接技術(shù)的限制，其厚度也不能低于0.20mm。而國(guó)外還更多采用更薄的上蓋板來(lái)增加內(nèi)空間，但是由于國(guó)內(nèi)目前仍無(wú)法克服焊接強(qiáng)度和封口強(qiáng)度這一技術(shù)難題，因而不能在生產(chǎn)中實(shí)際使用該技術(shù)。
而且，所有現(xiàn)有技術(shù)都沒(méi)有注意到這樣一個(gè)問(wèn)題傳統(tǒng)鋰離子電池的封口蓋板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不盡合理，鉚釘類金屬緊固件下凸太長(zhǎng)、導(dǎo)致金屬焊片的位置很低，為了避免金屬焊片接觸其下方的極板導(dǎo)致其間短路，不得不將負(fù)極耳的焊接位和極板保持一定的距離，因此極片的寬度在設(shè)計(jì)上需留足足夠的余量，造成電池的內(nèi)空間無(wú)法充分得到利用，難以提高電池的比容量。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是要提供一種新型蓋板的二次電池，特別是鋰離子電池，該電池具有如下優(yōu)點(diǎn)有優(yōu)化的蓋板結(jié)構(gòu)和更大的電池內(nèi)空間，能夠在保證焊接、電池安全性不受影響的前提下較為顯著地提高電池的比容量，而且便于加工制造。
為此，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種新型蓋板的二次電池，特別是鋰離子電池，包括金屬的殼體、上面的蓋板、置于殼體內(nèi)部的正負(fù)極板、隔膜、電解液和導(dǎo)電極耳，在蓋板上緊固配合有導(dǎo)電的緊固件，該緊固件將絕緣的密封墊和金屬的焊片的一端層疊地緊固在所述蓋板的下表面上，而且所述蓋板的下表面具有凹陷的臺(tái)階結(jié)構(gòu)，所述密封墊與焊片層疊形成的層疊體嵌配在所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的凹陷之中。
本發(fā)明通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)鋰離子電池蓋板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)采用臺(tái)階結(jié)構(gòu)的凹槽，使得密封墊和金屬焊片的位置上移，可讓出約0.1mm-1.0mm范圍的高度，利用該增加的高度，電池極板增加了相應(yīng)的寬度，以3450系列新型蓋板的鋰離子電池為例，通過(guò)蓋板結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使負(fù)極耳的焊接位大大提高，使得鋁殼殼體內(nèi)空間可利用體積增加2％以上，多層卷繞的電池極板面積按寬度與卷繞長(zhǎng)度(層數(shù))的乘積效應(yīng)增加，電池容量可以提升2％甚至更多。
總之，本發(fā)明結(jié)構(gòu)改進(jìn)增加了可利用的電池內(nèi)空間，且其制造相對(duì)容易、成本低，蓋板無(wú)論采用側(cè)焊、立焊，制造過(guò)程都容易，不會(huì)給電池制造過(guò)程添加任何麻煩，臺(tái)階結(jié)構(gòu)沒(méi)有降低封口蓋板的周邊整體強(qiáng)度，不會(huì)降低殼體與蓋板之間的密封強(qiáng)度。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)改進(jìn)還包括所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的凹陷為四面封閉的槽狀或某一、二或三面開(kāi)放的槽狀。
所述凹陷的深度在0.1mm-1.0mm范圍。
所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的凹陷為一層，相應(yīng)地，所述層疊體為平板或凸起結(jié)構(gòu)。
所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的凹陷為二層，相應(yīng)地，所述層疊體具有與之配合的凸起結(jié)構(gòu)。
所述鋰離子電池為矩形鋁殼鋰離子電池、矩形倒圓角的鋁殼鋰離子電池、圓柱形的鋰離子電池其中一種。
所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)處在所述蓋板縱向或徑向的一側(cè)或中央。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為傳統(tǒng)的鋁殼鋰離子電池的蓋板組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、3、4分別為傳統(tǒng)蓋板的主視、A-A剖面和后視示意圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例1的蓋板組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6、7、8分別為實(shí)施例1蓋板的主視、B-B剖面和后視示意圖。
圖9為圖7的B-B剖面的局部放大示意圖。
圖10為本發(fā)明實(shí)施例2的蓋板組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11、12、13分別為實(shí)施例2蓋板的主視、C-C剖面和后視示意圖。
圖14為圖12的C-C剖面的局部放大示意圖。
圖15為本發(fā)明實(shí)施例3的蓋板組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16、17分別為實(shí)施例3蓋板的主視、D-D剖面示意圖。
圖18為本發(fā)明實(shí)施例4的蓋板組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖19、20、21分別為實(shí)施例4蓋板的主視、E-E剖面和后視示意圖。
如圖1，所示為傳統(tǒng)鋁殼的鋰離子電池的蓋板組裝示意圖。傳統(tǒng)蓋板組裝件均包括蓋板1、密封墊2、焊接用金屬鎳片3、緊固用鉚釘4。
如圖2-4，所示為傳統(tǒng)蓋板1的主視、A-A剖面和后視示意圖，包括用于配合鉚釘?shù)纳厦娉量?0、鉚釘孔11等，傳統(tǒng)蓋板1下表面結(jié)構(gòu)平整沒(méi)有臺(tái)階、凹陷。
具體實(shí)施例方式
電池蓋板實(shí)施例1如圖5，所示為本發(fā)明電池實(shí)施例1的蓋板組裝結(jié)構(gòu)示意圖。該蓋板1下表面帶有四周封閉的凹槽12，該凹槽12中配合有密封墊2和鎳片3，緊固用鉚釘4緊固著密封墊2和鎳片3的一端，密封墊2和鎳片3層疊形成的層疊體的一部分內(nèi)嵌至上蓋板1的凹槽12中，使其下方的負(fù)極耳(未示出-下同)的焊接位大大提高，從而節(jié)省了內(nèi)空間。該蓋板1采用側(cè)焊，制造過(guò)程容易。
如圖6、7、8，所示分別為實(shí)施例1蓋板1的主視、B-B剖面和后視示意圖，可見(jiàn)蓋板1有上面沉孔10、鉚釘孔11等，其下表面具有四面封閉的凹陷狀臺(tái)階結(jié)構(gòu)12。
如圖9，為本實(shí)施例的B-B剖面的凹陷局部放大示意圖及具體尺寸。
電池蓋板實(shí)施例2如圖10，所示為本發(fā)明實(shí)施例2的蓋板組裝結(jié)構(gòu)示意圖。該蓋板1下表面具有一面凹陷的臺(tái)階結(jié)構(gòu)12，該凹槽12中配合有密封墊2和鎳片3、緊固用鉚釘4緊固著密封墊2和鎳片3一端，使其層疊形成的層疊體嵌配至上蓋板1的凹槽12中，密封墊2和鎳片3內(nèi)嵌至鋁質(zhì)上蓋板中，使組合蓋板1的安裝厚度大大降低，使下方的負(fù)極耳的焊接位大大提高，節(jié)省了內(nèi)空間。該蓋板采用立焊，制造過(guò)程容易。
如圖11、12、13，所示分別為本實(shí)施例2蓋板的主視、C-C剖面和后視示意圖，可見(jiàn)蓋板1有上面沉孔10、鉚釘孔11等，其下表面具有一面封閉的凹陷狀臺(tái)階結(jié)構(gòu)12。
如圖14，所示為圖12的C-C剖面的的凹陷局部放大示意圖及具體尺寸。
電池蓋板實(shí)施例3如圖15，所示為本發(fā)明實(shí)施例3的蓋板組裝結(jié)構(gòu)示意圖。該蓋板下表面帶有深度不同的二層凹陷槽120、121的臺(tái)階結(jié)構(gòu)12，該臺(tái)階結(jié)構(gòu)12中配合有密封墊2和鎳片3，緊固用鉚釘4緊固著密封墊2和鎳片3，使其層疊形成的層疊體嵌配至上蓋板1的臺(tái)階結(jié)構(gòu)12中，密封墊2和鎳片3內(nèi)嵌至鋁質(zhì)上蓋板1臺(tái)階結(jié)構(gòu)12中，使其下方的負(fù)極耳的焊接位大大提高，鉚釘?shù)拈L(zhǎng)度減小，節(jié)省了內(nèi)空間。該蓋板采用側(cè)焊，制造過(guò)程容易。
如圖16、17，所示分別為實(shí)施例3蓋板的主視、D-D剖面示意圖?？梢?jiàn)蓋板1有鉚釘孔11，其下表面具有四面封閉的2層凹陷狀臺(tái)階結(jié)構(gòu)12。
電池蓋板實(shí)施例4如圖18，所示為本發(fā)明實(shí)施例4的蓋板組裝結(jié)構(gòu)示意圖。該蓋板1鉚釘位的上、下兩面均帶有凹槽，蓋板下表面還加工有帶不同深度的二層凹槽120、121的臺(tái)階結(jié)構(gòu)12，其向下凹槽結(jié)構(gòu)12中配合有密封墊2和鎳片3，緊固用鉚釘4緊固著密封墊2和鎳片3的一端，使其層疊形成的層疊體嵌內(nèi)嵌至上蓋板1的臺(tái)階結(jié)構(gòu)12中，使鉚釘?shù)你T接高度大大降低，密封墊2和鎳片3均內(nèi)嵌至鋁質(zhì)上蓋板1的臺(tái)階結(jié)構(gòu)12中，使負(fù)極耳的焊接位大大提高，同時(shí)鉚釘4的長(zhǎng)度減小，從而節(jié)省了內(nèi)空間。該蓋板采用側(cè)焊，制造過(guò)程容易。
如圖19、20、21，所示分別為實(shí)施例4蓋板的主視、E-E剖面和后視示意圖。可見(jiàn)蓋板1有上面沉孔10、鉚釘孔11等，其下表面具有四面封閉的凹陷狀臺(tái)階結(jié)構(gòu)12。
權(quán)利要求
1.一種新型蓋板的二次電池，特別是鋰離子電池，包括金屬的殼體、上端的蓋板、置于殼體內(nèi)部的正負(fù)極板、隔膜、電解液和導(dǎo)電極耳，在蓋板上緊固配合有導(dǎo)電的緊固件，該緊固件將絕緣的密封墊和金屬的焊片的一端層疊地緊固在所述蓋板的下表面上，其特征在于所述蓋板的下表面具有凹陷的臺(tái)階結(jié)構(gòu)，所述密封墊與焊片層疊形成的層疊體嵌配在所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的凹陷之中。所述蓋板既適用于側(cè)焊，又適用于立焊。
2.如權(quán)利要求1所述新型蓋板的二次電池，特別是鋰離子電池，其特征在于所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的凹陷為四面封閉的槽狀或某一、二或三面開(kāi)放的槽狀。
3.如權(quán)利要求1或2所述新型蓋板的二次電池，特別是鋰離子電池，其特征在于所述凹陷的深度在0.1mm-1.0mm范圍。
4.如權(quán)利要求1或2所述新型蓋板的二次電池，特別是鋰離子電池，其特征在于所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的凹陷為一層，相應(yīng)地，所述層疊體為平板或與之配合的凸起結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1或2所述新型蓋板的二次電池，特別是鋰離子電池，其特征在于所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的凹陷為二層，相應(yīng)地，所述層疊體具有與之配合的凸起結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1或2所述新型蓋板的二次電池，特別是鋰離子電池，其特征在于所述鋰離子電池為矩形鋁殼鋰離子電池、矩形倒圓角的鋁殼鋰離子電池、圓柱形的鋰離子電池其中一種。
7.如權(quán)利要求1或2所述新型蓋板的二次電池，特別是鋰離子電池，其特征在于所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)處在所述蓋板縱向或徑向的一側(cè)或中間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型蓋板的二次電池，特別是鋰離子電池，包括金屬的殼體、上面的蓋板、置于殼體內(nèi)部的正負(fù)極板、隔膜、電解液和導(dǎo)電極耳，在蓋板上緊固配合有導(dǎo)電的緊固件，該緊固件將絕緣的密封墊和金屬的焊片的一端層疊地緊固在所述蓋板的下表面上，而且所述蓋板的下表面具有凹陷的臺(tái)階結(jié)構(gòu)，所述密封墊與焊片層疊形成的層疊體嵌配在所述臺(tái)階結(jié)構(gòu)的凹陷之中。本發(fā)明的鋰離子電池具有如下優(yōu)點(diǎn)具有優(yōu)化的蓋板結(jié)構(gòu)和更大的電池內(nèi)空間，能夠在保證焊接、電池安全性不受影響的前提下較為顯著地提高電池的比容量，而且便于加工制造。
文檔編號(hào)H01M10/40GK101030630SQ20061003413
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者江強(qiáng), 鄭為工, 孟亞斌, 李小偉 申請(qǐng)人:深圳華粵寶電池有限公司