專利名稱：鉚接式低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)能器件制造領(lǐng)域，具體涉及一種鉚接式低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件內(nèi)部結(jié) 構(gòu)中的蓋板設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
電源是各種電路都不可缺少的重要部分。在沒(méi)有市電的情況下，只有采取將電能 存儲(chǔ)的方式才能滿足電路使用，因此各種儲(chǔ)能器件是移動(dòng)用電系統(tǒng)的重要組成部分，其性 能直接關(guān)系到移動(dòng)用電器的使用壽命、功率特性等重要指標(biāo)。目前儲(chǔ)能器件有一次電池、二次電池、超級(jí)電容器等。一次電池不可充電，無(wú)法反 復(fù)使用，綜合使用成本高。二次電池可反復(fù)充放電，是目前許多移動(dòng)用電器的首選儲(chǔ)能器 件；目前，常見(jiàn)二次電池有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、超級(jí)電容器等。鉛 酸電池、鎳鎘電池有鉛、鎘重金屬的污染，正逐步被世界各國(guó)限制使用；由于鎳的價(jià)格不斷 上漲，鎳氫電池的性價(jià)比也在不斷下降。鋰離子電池和超級(jí)電容器是近年來(lái)出現(xiàn)的新型儲(chǔ) 能器件，具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)。鋰離子電池能量密度高，但功率密度較低，壽命較短(1000 次左右)；超級(jí)電容器壽命長(zhǎng)(可達(dá)10萬(wàn)次以上)，功率密度大，但能量密度較低。電動(dòng)汽車、脈沖電源等裝置都對(duì)其儲(chǔ)能器件的功率性能提出了更高的要求。在提 高儲(chǔ)能器件功率性能方面，可以考慮的措施有①改善電極材料配方，提高電極的功率能 力；②改進(jìn)電解液，減小電阻；③改善電極的極耳引出方式，減少接觸電阻。在改善電極配 方和改進(jìn)電解液方面，許多研究者進(jìn)行了大量研究，也取得了較大進(jìn)展。當(dāng)電極電阻和電解 液電阻都降低到一定程度后，電極極耳的引出電阻在整個(gè)儲(chǔ)能器件總電阻中就逐漸上升到 重要位置；即需要改進(jìn)電極極耳引出結(jié)構(gòu)，才能進(jìn)一步降低儲(chǔ)能器件的總電阻，從而達(dá)到進(jìn) 一步提高儲(chǔ)能器件功率性能的目的。但在電極的引出方式上，雖然也有一些改進(jìn)，但進(jìn)展不 大，如(1)將電芯的極耳用超聲波焊接在連接片上，連接片通過(guò)鉚釘與儲(chǔ)能器件的外部接 線柱連接；(2)在電極片上焊接多個(gè)極耳，將多個(gè)極耳焊接在一個(gè)小金屬板上，金屬板通過(guò) 卡簧結(jié)構(gòu)與端板連接，這種方式對(duì)卡簧的制造精度要求高，加工困難；(3)電極片上焊接極 耳，在芯包的心部留一個(gè)孔，用點(diǎn)焊機(jī)通過(guò)該孔將芯包的一個(gè)電極極耳焊接在殼的底部，另 一極用點(diǎn)焊機(jī)將極耳焊接在端板上，這種方式仍然要用極耳，焊點(diǎn)少，內(nèi)阻仍較大；(4)將 電芯的極耳上打孔，用螺絲固定在螺栓上，螺栓通過(guò)密封結(jié)構(gòu)直接伸出儲(chǔ)能器件殼體，但用 螺絲將極耳固定在螺栓上，由于螺絲松動(dòng)會(huì)造成接觸不良。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在電極引出技術(shù)上存在的不足，提供一種鉚接式 低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件中電極引出技術(shù)的蓋板設(shè)計(jì)，從而使儲(chǔ)能器件的內(nèi)阻減小、可靠性增加、功
率密度提高。本發(fā)明蓋板設(shè)計(jì)中提出一種新的電極極耳引出結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有利于降低儲(chǔ)能器 件的內(nèi)阻，提高其功率性能，并具有連接可靠的特點(diǎn)。即將外連螺栓與內(nèi)部連接片設(shè)計(jì)為一體，以減小連接電阻，提高儲(chǔ)能器件的功率特性，為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采取以下技術(shù)方 案—種鉚接式低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件，包括穿過(guò)器件蓋板的外連螺栓部分、密封部分以及 位于器件內(nèi)部的連接片部分，作為正、負(fù)極的外連螺栓分別通過(guò)密封絕緣材料固定于儲(chǔ)能 器件蓋板上，其特征是所述蓋板的外連螺栓底部且伸入儲(chǔ)能器件殼體內(nèi)的部分是呈扁平 狀帶孔的連接片，該外連螺栓的螺桿、螺桿頭與連接片為一個(gè)整體，連接片上開(kāi)有用于鉚接 或螺栓連接的孔，在電芯的極耳上開(kāi)有與連接片相應(yīng)的孔，電芯的極耳通過(guò)鉚接或螺栓與 連接片連接在一起；所述的儲(chǔ)能器件包括由電化學(xué)原理進(jìn)行儲(chǔ)能的器件和由物理原理進(jìn)行 儲(chǔ)能的器件。本發(fā)明適合的儲(chǔ)能器件包括由電化學(xué)原理進(jìn)行儲(chǔ)能的器件和由物理原理進(jìn)行儲(chǔ) 能的器件，該儲(chǔ)能器件為鋰離子電池、超級(jí)電容器、混合電容器、電化學(xué)電容器、雙電層電 容器、電容電池、大功率電池等。本發(fā)明所述外連螺栓的材質(zhì)選自銅或銅合金、鍍鎳銅合金、鋁或鋁合金、鎳或 鎳合 金、不銹鋼中的一種或一種以上。本發(fā)明所述的蓋板上至少設(shè)有一個(gè)用于加注電解液的注液孔，蓋板上還可以設(shè)計(jì) 有防爆閥或防爆膜；電芯與蓋板之間可以放置一個(gè)塑料或橡膠的防轉(zhuǎn)支架，以固定電芯，防 止其在應(yīng)用過(guò)程中移動(dòng)；電芯的極耳可以分成兩部分，并分別置于連接片的前后兩面，連接 片置于這兩部分之間進(jìn)行鉚接。鉚接前在極耳兩面放置保護(hù)極耳的墊片，并且該墊片上設(shè) 有與連接片相應(yīng)的鉚接孔。與外連螺栓相連位于器件內(nèi)部連接片上的鉚接孔為1個(gè)或者1 個(gè)以上。本發(fā)明的特點(diǎn)是由于將連接片與外連接螺栓設(shè)計(jì)為一個(gè)整體，減少了連接，降低 了連接電阻；又由于所設(shè)計(jì)的一體的連接片有效面積較大，通過(guò)鉚釘或螺栓連接在上述連 接片上，該連接方法具有連接可靠，連接電阻小的特點(diǎn)，因此有利于提高儲(chǔ)能器件的功率特 性(大電流特性)。


圖1圖2圖3分別是現(xiàn)有儲(chǔ)能器件蓋板引出機(jī)構(gòu)的俯視圖、側(cè)視圖和仰視圖。圖中a蓋板，b注液孔，c外連螺栓，d鉚釘，e防爆膜，f密封墊，g連接片，h螺栓 底板。圖4、圖5分別是帶連接片的螺栓連接體主視圖與側(cè)視圖。圖6為儲(chǔ)能器件的電芯示意圖。圖7為儲(chǔ)能器件的電芯與殼體蓋板連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖8、圖9分別是本發(fā)明用于鉚接時(shí)保護(hù)極耳的墊片主視圖與俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，同時(shí)提供對(duì)比例說(shuō)明本發(fā)明 的效果。下面的實(shí)施例只是符合本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的實(shí)例，并不說(shuō)明本發(fā)明僅限于下述實(shí)例 所述的內(nèi)容，本行業(yè)中的技術(shù)人員依照該權(quán)利要求項(xiàng)制造的產(chǎn)品均屬本發(fā)明內(nèi)容。實(shí)施例1
①將儲(chǔ)能器件蓋板上的外連接螺栓底部(伸入儲(chǔ)能器件殼體內(nèi)部的部分)設(shè)計(jì)成 一個(gè)扁平狀帶孔的片，如圖4、圖5所示，外連螺栓15由螺桿1、螺桿頭2和連接片3組成， 1、2、3設(shè)計(jì)成一個(gè)整體(整體加工)，由于連接片與螺栓是一體的，無(wú)連接電阻，因此使整個(gè) 儲(chǔ)能器件的內(nèi)阻得到減小，有利于實(shí)現(xiàn)高功率(大電流)輸出；連接片3上開(kāi)有兩個(gè)用于鉚 接或螺栓連接極耳的連接片孔4 ；②按照傳統(tǒng)鋰離子電池的制造工藝配料_攪拌_涂布-軋制_分切_焊極耳卷 繞(疊片)，制作成電芯(按20Ah設(shè)計(jì)制造)。③如圖6所示，在卷繞好(或疊片好)的電芯5的極耳6上用專用工具打出極耳 孔7 (極耳與連接片的鉚接點(diǎn))，然后用鉚釘將極耳鉚接在連接片3上或用螺栓將極耳固定 在連接片3對(duì)應(yīng)的孔4處。④將極耳6還可以分為兩部分，并分別置于連接片3的前后兩面，然后分別墊上極 耳墊片14，該墊片上設(shè)有與連接片相應(yīng)的鉚接孔(如圖8、圖9所示)；再用鉚釘將墊片14、 極耳6、連接片3鉚接在一起(如圖7所示)，外連螺栓15通過(guò)密封絕緣墊11固定于儲(chǔ)能 器件蓋板上(正負(fù)極各一個(gè))，外連螺栓3的材質(zhì)正極選用牌號(hào)為3003的鋁合金，負(fù)極選用 無(wú)鉛黃銅合金；在外連螺栓15靠蓋板上面絕緣墊11處設(shè)有緊固螺母10 ；蓋板8上設(shè)有防 爆膜或防爆閥13 ；在蓋板一邊開(kāi)有一個(gè)用于加注電解液的注液孔9 ；為了防止螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)，在 蓋板8底面設(shè)置塑料防轉(zhuǎn)支架12。⑤按照鋰離子電池的后續(xù)工藝密封焊接(將蓋板與殼體焊接在一起)_干燥-注 電解液_化成_測(cè)試，即可得到低內(nèi)阻鋰離子電池產(chǎn)品。⑥檢測(cè)用電池充放電測(cè)試儀對(duì)制成的鋰離子電池產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，以IC進(jìn)行充放 電，其放電容量為20. 3Ah，直流內(nèi)阻3. 5m Ω。對(duì)比例1 ①按照傳統(tǒng)鋰離子電池的制造工藝配料_攪拌_涂布-軋制_分切_焊極耳卷 繞(疊片)，制作成電芯(按20Ah設(shè)計(jì)制造)。②將電芯的極耳用超聲波焊接在已有技術(shù)的蓋板(如圖1 圖3所示)的在連接 片上。③按照鋰離子電池的后續(xù)工藝密封焊接(將蓋板與殼體焊接在一起)_干燥-注 電解液_化成_測(cè)試，即可得到鋰離子電池產(chǎn)品。④檢測(cè)用電池充放電測(cè)試儀對(duì)制成的鋰離子電池產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，以IC進(jìn)行充放 電，其放電容量為20. 3Ah，直流內(nèi)阻4. 6m Ω。
權(quán)利要求
一種鉚接式低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件，包括穿過(guò)器件蓋板的外連螺栓部分、密封部分以及位于器件內(nèi)部的連接片部分，作為正、負(fù)極的外連螺栓分別通過(guò)密封絕緣材料固定于儲(chǔ)能器件蓋板上，其特征是所述蓋板的外連螺栓底部且伸入儲(chǔ)能器件殼體內(nèi)的部分是呈扁平狀帶孔的連接片，該外連螺栓的螺桿、螺桿頭與連接片為一個(gè)整體，連接片上開(kāi)有用于鉚接或螺栓連接的孔，在電芯的極耳上開(kāi)有與連接片相應(yīng)的孔，極耳通過(guò)鉚接或螺栓與連接片連接在一起；所述的儲(chǔ)能器件包括由電化學(xué)原理進(jìn)行儲(chǔ)能的器件和由物理原理進(jìn)行儲(chǔ)能的器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件，其特征在于所述的儲(chǔ)能器件為鋰離子電 池、超級(jí)電容器、混合電容器、大功率電池、電容電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件，其特征在于所述外連螺栓的材質(zhì)選自銅 或銅合金、鍍鎳銅合金、鋁或鋁合金、鎳或鎳合金、不銹鋼中的一種或一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件，其特征在于所述的蓋板上設(shè)有防爆膜或 防爆閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件，其特征在于所述的蓋板與電芯之間設(shè)置 塑料或橡膠防轉(zhuǎn)支架。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件，其特征在于電芯的極耳分成兩部分，連接 片置于這兩部分之間進(jìn)行鉚接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件，其特征在于在極耳兩面放置保護(hù)極耳的 墊片，該墊片上設(shè)有與連接片相應(yīng)的鉚接孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件，其特征在于所述連接片上的鉚接孔為1 個(gè)或者1個(gè)以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鉚接式低內(nèi)阻儲(chǔ)能器件，包括穿過(guò)器件蓋板的外連螺栓、密封以及位于器件內(nèi)部的連接片部分，作為正、負(fù)極的外連螺栓分別通過(guò)密封絕緣墊固定于蓋板上，蓋板的外連螺栓底部且伸入器件殼體內(nèi)的部分是呈扁平狀帶孔的片，外連螺栓的螺桿、螺桿頭與連接片為連接整體，連接片上開(kāi)有連接孔，電芯極耳上也開(kāi)有與連接片相應(yīng)的孔，極耳通過(guò)鉚接或螺栓與連接片連在一起；儲(chǔ)能器件包括由電化學(xué)原理進(jìn)行儲(chǔ)能的器件和由物理原理進(jìn)行儲(chǔ)能的器件。本發(fā)明將連接片與外連螺栓設(shè)計(jì)成整體，減少了連接，降低了連接電阻；由于一體的連接片有效面積較大，通過(guò)鉚釘或螺栓連在連接片上，其連接可靠，連接電阻小，有利于提高儲(chǔ)能器件的功率特性。
文檔編號(hào)H01G9/00GK101887959SQ20101021062
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者李國(guó)君, 李薦 申請(qǐng)人:朝陽(yáng)立塬新能源有限公司