锂电池的卷芯组装方法
阅读说明：本技术 锂电池的卷芯组装方法 (Method for assembling winding core of lithium battery ) 是由 高冲 程辉 吴德 于 2020-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开锂电池的卷芯组装方法,包括以下步骤：步骤S1：将两个卷芯同一侧的极耳通过焊接在底板上；步骤S2：焊印处贴附绝缘胶带；步骤S3：通过绝缘膜包覆住两个卷芯的侧面,连接部穿过绝缘膜,并将两个卷芯进行合芯,使绝缘膜包裹在外部；步骤S4：将卷芯组的连接部与盖板组件焊接；步骤S5:塞入壳体,并焊接,完成了锂电池的卷芯组装。本发明的有益效果：焊接点均位于盖板组件上,实现了降低卷芯焊接短路率的目的；通过将连接片直接装配到盖板组件上的方式,可进一步提升锂电池能量密度；绝缘胶带防止焊接粉尘进入卷芯的内部,避免电芯短路。(The invention discloses a method for assembling a winding core of a lithium battery, which comprises the following steps: step S1: welding the lugs on the same side of the two winding cores on the bottom plate; step S2: attaching an insulating tape at the welding position; step S3: the side surfaces of the two winding cores are coated by the insulating film, the connecting part penetrates through the insulating film, and the two winding cores are combined to enable the insulating film to be coated outside; step S4: welding the connecting part of the winding core group with the cover plate assembly; and step S5, plugging the shell, and welding to complete the assembly of the lithium battery roll core. The invention has the beneficial effects that: the welding points are all positioned on the cover plate assembly, so that the purpose of reducing the welding short circuit rate of the winding core is realized; the energy density of the lithium battery can be further improved by directly assembling the connecting sheet on the cover plate assembly; the insulating tape prevents that the welding dust from getting into the inside of rolling up the core, avoids electric core short circuit.)
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池技术领域，尤其涉及的是一种锂电池的卷芯组装方法。
背景技术
目前动力锂电池的卷芯组装多采用双卷芯蝴蝶焊接工艺，如申请号：201721484494.0，一种锂电池电芯组装蝴蝶焊夹具中背景技术：两个卷芯a的极耳a1分别利用超声波焊接机进行预焊；两个卷芯a配对后再利用超声焊接机将极耳a1、垫片a2、软连接片a3焊接在一起；把垫片a2和盖板a4利用激光焊接机焊接在一起；两个卷芯合芯后包上胶带a5，此工艺也被称为蝴蝶焊。
但该工艺要求两卷芯之间的间距大于盖板的宽度，这将会导致卷芯的极耳过长。双卷芯合芯之后，卷芯的极耳经过折叠，会导致极耳与卷芯内部极片、外部铝壳相接触，大大增加了锂电池短路的风险；而且过长的极耳也增加了箔材的使用量，提高了制造的物料成本。
传统的双卷芯蝴蝶焊接工艺中，双卷芯合芯之后，盖板与卷芯之间的间隙较大，无法充分利用铝壳的内部空间，从而限制了锂电池能量密度的提升。
针对多卷芯并联装配而言，传统的卷芯装配方式无法兼容任意多卷芯的装配，从而限制了锂电池工艺的广泛应用。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有的锂电池卷芯组装方法易造成短路的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
锂电池的卷芯组装方法，包括以下步骤：
步骤S1：将两个卷芯镜像排布，两个卷芯同一侧的极耳通过连接片焊接，所述连接片包括底板、以及设置在底板上的连接部，所述极耳焊接在底板上；
步骤S2：在步骤S1中产生的焊印处贴附绝缘胶带；
步骤S3：通过绝缘膜包覆住两个卷芯的侧面，连接部穿过绝缘膜，并将两个卷芯进行合芯，使绝缘膜包裹在外部，形成一个卷芯组；若卷芯组为多个，将多个卷芯组的连接部连接在一起；
步骤S4：将卷芯组的连接部与盖板组件焊接，其中，所述盖板组件具有用于连接部穿过的孔，连接部焊接在孔内；
步骤S5:将步骤S4焊接完成后的卷芯塞入壳体，并将壳体与盖板组件进行焊接，完成了锂电池的卷芯组装。
本发明通过将连接片的底板与极耳相焊接，待卷芯合芯之后，再将连接片上的连接部与盖板组件焊接在一起，此时的焊接点均位于盖板组件上，实现了降低卷芯焊接短路率的目的；通过将连接片直接装配到盖板组件上的方式，可进一步提升锂电池能量密度。
优选的，所述连接部为凸台，所述凸台竖直的连接在所述底板上，所述步骤S1中，两个卷芯的极耳上，具有极耳通孔，两个卷芯同一侧的极耳搭接在一起，所述凸台穿过极耳通孔，两侧的极耳焊接在底板上。
优选的，所述连接部为凸台，所述凸台竖直的连接在所述底板上，所述底板上设有孔槽，所述凸台设置在孔槽一侧，所述步骤S1中，两个卷芯的极耳由底板的一侧穿过孔槽并焊接在底板的另一侧上。
优选的，所述连接部为U型折弯片，所述U型折弯片的底部连接所述底板，所述步骤S1中，两个卷芯的极耳上分别焊接在底板上远离U型折弯片的一侧的两边。
优选的，所述连接部为U型折弯片，所述U型折弯片的底部水平边连接所述底板，所述底板上设有孔槽，所述U型折弯片设置在孔槽的一侧，所述步骤S1中，两个卷芯的极耳由底板的一侧穿过孔槽并焊接在底板的另一侧上。
优选的，所述连接部为L型折弯片，所述L型折弯片的底部水平边连接所述底板，所述步骤S1中，两个卷芯的极耳上分别焊接在底板上远离L型折弯片的一侧的两边；在步骤S3中，若卷芯组为多个，多个卷芯组的L型折弯片连接在一起。
优选的，所述盖板组件包括基板、绝缘垫片，极柱、防爆阀、注液孔，所述基板上设有安装孔，所述绝缘垫片为工字型结构，工字型结构的竖直中心处为用于连接部穿过的第一孔，所述绝缘垫片包裹在所述安装孔处，所述极柱安装在所述绝缘垫片上，所述极柱中部为贯穿的极柱孔，所述极柱孔与所述绝缘垫片的第一孔同轴布置，所述防爆阀安装在所述基板上，所述注液孔开设在所述基板上；步骤S4：将卷芯组的连接部依次穿过绝缘垫片的第一孔、极柱孔后进行焊接。
优选的，所述连接部为U型折弯片，所述U型折弯片的底部水平边连接所述底板，所述步骤S1中，两个卷芯的极耳上分别焊接在底板上远离U型折弯片的一侧的两边；所述极柱孔为片状孔，所述第一孔为片状孔，所述极柱的顶端具有凹槽，所述盖板组件还包括塞片，塞片嵌入凹槽内；所述步骤S4中，将卷芯组的U型折弯片依次穿过绝缘垫片的第一孔、极柱孔后，将U型折弯片的顶端向凹槽内折弯，后将塞片焊接在凹槽处。
优选的，所述连接部为U型折弯片，所述U型折弯片的底部水平边连接所述底板，所述步骤S1中，两个卷芯的极耳上分别焊接在底板上远离U型折弯片的一侧的两边；所述极柱孔为片状孔，所述第一孔为片状孔；所述步骤S4中，将卷芯组的U型折弯片向中部折弯对齐后依次穿过绝缘垫片的第一孔、极柱孔后进行焊接。
优选的，所述绝缘膜上设有用于连接部穿过的定位孔，以及多个排气孔。
绝缘膜的定位孔的目的是为了固定绝缘膜，排气孔是为了使电池内部的气体得到顺利释放。
优选的，在步骤S3中，卷芯进行合芯后，通过紧固胶带进行粘接在一起，形成一个卷芯组；若卷芯组为多个，将多个卷芯组的连接部连接在一起；后将外侧大胶带包裹在卷芯组的外部。
外侧大胶带防止在入壳工序中刮伤卷芯本体。
本发明的优点在于：
(1)本发明通过将连接片的底板与极耳相焊接，待卷芯合芯之后，再将连接片上的连接部与盖板组件焊接在一起，此时的焊接点均位于盖板组件上，实现了降低卷芯焊接短路率的目的；通过将连接片直接装配到盖板组件上的方式，可进一步提升锂电池能量密度；绝缘胶带防止焊接粉尘进入卷芯的内部，避免电芯短路；
(2)绝缘膜的定位孔的目的是为了固定绝缘膜，排气孔是为了使电池内部的气体得到顺利释放；
(3)外侧大胶带防止在入壳工序中刮伤卷芯本体。
附图说明
图1是本发明实施例一的双卷芯焊接前的示意图结构示意图；
图2是本发明实施例一中双卷芯焊接前的侧视图；
图3是本发明实施例一中极耳通孔的局部示意图；
图4是本发明实施例一中连接片的结构示意图；
图5是本发明实施例一中连接片与极耳装配后的侧视图；
图6是本发明实施例一中连接片与极耳装配后的背面局部视图；
图7是本发明实施例一中连接片与极耳焊接后的俯视图；
图8是在图7基础上完成贴胶的示意图；
图9是本发明实施例一中绝缘膜的结构示意图；
图10是本发明实施例一中绝缘膜与卷芯装配后的侧视图；
图11是本发明实施例一中绝缘膜与卷芯装配后的背面示意图；
图12是本发明实施例一中合芯完成后的三维示意图；
图13是本发明实施例一中合芯完成后的侧视图；
图14是在图13的基础上贴附外侧大胶带的示意图；
图15是本发明实施例一中盖板组件的结构示意图；
图16是图15中A-A处的局部放大图；
图17是本发明实施例一中盖板组件与卷芯组装后的剖视图；
图18是本发明实施例二中连接片与极耳组装后的侧视图；
图19是本发明实施例二中连接片与极耳组装后的背面局部视图；
图20是本发明实施例二中绝缘膜与卷芯组装时的示意图；
图21是本发明实施例二中盖板组件与卷芯组装完成后的示意图；
图22是本发明实施例二中盖板组件与卷芯组装完成后的局部剖视图；
图23是本发明实施例三中折弯片折弯前的示意图；
图24是本发明实施例三中折弯片折弯后的示意图；
图25是本发明实施例三中极柱塞片组装后的示意图；
图26是本发明实施例三中盖板组件与卷芯组装完成后的局部剖视图；
图27是本发明实施例四中盖板组件与卷芯组装完成后的局部剖视图；
图28是本发明实施例五中四卷芯组装前的结构示意图；
图29是本发明实施例五中四卷芯折弯片聚拢在一起后的结构示意图；
图30是本发明实施例六中连接片的结构示意图；
图31是本发明实施例六中连接片与极耳组装后的侧视图；
图32是本发明实施例六中连接片与极耳组装后的背面局部示图；
图33是本发明实施例六中连接片与极耳焊接后的局部示图；
图34是本发明实施例六中连接片与极耳贴胶后的局部示图；
图35是本发明实施例七中连接片的结构示意图；
图36是本发明实施例七中连接片与极耳组装后的背面局部示图；
图中标号：100、卷芯；101、卷芯本体；102、极耳；103、极耳通孔；
200、连接片；201、底板；202、凸台；203、焊印；204、U型折弯片；205、孔槽；206、L型折弯片；
300、绝缘胶带；
400、绝缘膜；401、定位孔；402、排气孔；
500、紧固胶带；
600、外侧大胶带；
700、盖板组件；701、基板；702、绝缘垫片；703、极柱；704、极柱凹槽；705、防爆阀；706、注液孔；707、极柱孔；708、极柱塞片；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
锂电池的卷芯组装方法，包括以下步骤：
步骤S1：如图1、图2所示，两只卷芯100分别镜像排布，同一侧的极耳102极性相同，且极耳102相互搭接在一起，如图3所示，在极耳102上打极耳通孔103，两个卷芯100的极耳通孔103上下重叠；
如图4所示，所述连接片200包括底板201、以及设置在底板201上的连接部，本实施例中，连接部为凸台202；连接片200为导电性能良好的金属材质；
如图5、图6所示，将底板201与极耳102贴合后，凸台202穿过极耳通孔103，底板201与极耳102焊接，如图7所示，焊接后得到焊印203，可以采用超声波焊接的方式来完成，但本实施例不限定具体的焊接方式；
步骤S2：如图8所示，焊接完成后，在焊印203处贴附绝缘胶带300，其目的是防止焊接粉尘进入卷芯100的内部，避免电芯短路；
步骤S3：如图9所示，绝缘膜400上开设有定位孔401、排气孔402，定位孔401与凸台202的位置对应，形状相配合，定位孔401与凸台202均为圆形，定位孔401的目的是为了固定绝缘膜400，排气孔402是为了使电池内部的气体得到顺利释放；
如图10、图11所示，通过绝缘膜400包覆住两个卷芯100的底面，凸台202穿过绝缘膜400；
如图12、图13所示，并将两个卷芯100进行合芯，使绝缘膜400包裹在外部，通过紧固胶带500在两个卷芯100的侧部和底部进行粘接在一起，形成一个卷芯组；
如图14所示，后将外侧大胶带600包裹在卷芯组的外部，外侧大胶带600包覆住整个双卷芯的五个侧面，其目的是防止在入壳工序中刮伤卷芯本体101；
步骤S4：如图15、图16所示，所述盖板组件700包括基板701、绝缘垫片702、极柱703、防爆阀705、注液孔706、极柱孔707构成，其中，基板701、极柱703为导电性能良好的金属材质，所述基板701上设有安装孔，所述绝缘垫片702为工字型结构，工字型结构的竖直中心处为用于凸台202穿过的第一孔，所述绝缘垫片702包裹在所述安装孔处，所述极柱703安装在所述绝缘垫片702上，所述极柱703中部为贯穿的极柱孔707，所述极柱孔707与所述绝缘垫片702的第一孔同轴布置，所述防爆阀705安装在所述基板701上，所述注液孔706开设在所述基板701上；
如图17所示，凸台202依次穿过绝缘垫片702的第一孔、极柱孔707与二者相配合，最终通过激光焊接的方式实现两者的连接；
步骤S5：将步骤S4焊接完成后的卷芯100塞入壳体，并将壳体与盖板组件700进行焊接，完成了锂电池的卷芯组装，壳体可以是铝壳。
本实施例通过将连接片200的底板201与极耳102相焊接，待卷芯100合芯之后，再将连接片200上的凸台202与盖板组件700焊接在一起，此时的焊接点均位于盖板组件700上，实现了降低卷芯100焊接短路率的目的；通过将连接片200直接装配到盖板组件700上的方式，可进一步提升锂电池能量密度。
实施例二：
本实施例与实施例一的不同在于：连接部不同；
如图18、图19所示，本实施例中，所述连接部为U型折弯片204，所述U型折弯片204的底部连接所述底板201；
在步骤S1中，两个卷芯100的极耳102上分别焊接在底板201上同一侧的两边，U型折弯片204焊接在底板201的另一侧。
步骤S2：与实施例一相同，焊接完成后，在焊印203处贴附绝缘胶带300；
步骤S3：如图20所示，绝缘膜400上的定位孔401与U型折弯片204的形状相配合，本实施例中，定位孔401为矩形孔；
将两个卷芯100进行合芯，使绝缘膜400包裹在外部，通过紧固胶带500在两个卷芯100的侧部和底部进行粘接在一起，形成一个卷芯组；
步骤S4：如图21、图22所示，将U型折弯片204与盖板组件700连接；本实施例中，为了适配U型折弯片204，基板701上开设的安装孔为矩形片状结构，每一个U型折弯片204对应两个矩形片状结构，所述绝缘垫片702包裹在安装孔处，每一处绝缘垫片702具有两处供U型折弯片204的第一孔，每个极柱703具有平行的两处极柱孔707(图中未指出)；
步骤S5：与实施例一相同。
实施例三：
本实施例与实施例二的不同在于：盖板组件700在实施例二的基础上，增加了极柱凹槽704和极柱塞片708；步骤S4不同；
如图23所示，本实施例中的极柱703的顶端还设有极柱凹槽704，极柱凹槽704开设在两个极柱孔707的中间；
步骤S4：如图23所示，将U型折弯片204与伸入极柱孔707中，如图24所示，将U型折弯片204的两个折弯片的末端向极柱凹槽704内折弯，如图25、参照图26所示，然后再将极柱塞片708安装进极柱凹槽704内，并通过激光焊接的方式将U型折弯片204、极柱703、极柱塞片708固连在一起，完成U型折弯片204与盖板组件700的连接。
实施例四：
本实施例，与实施例二的不同在于：盖板组件700中的极柱孔707的个数不同；步骤S4不同；
如图27所示，本实施例中，基板701上每一处与U型折弯片204的相配合处，仅有一个安装孔，安装孔为矩形片状结构，其能够容纳U型折弯片204的两倍厚度，所述绝缘垫片702包裹在安装孔处，每一处绝缘垫片702具有一个供U型折弯片204的第一孔，每个极柱703具有一个极柱孔707；
步骤S4：先将U型折弯片204的两侧并拢在一起后，再穿过极柱703，与极柱孔707配合，并通过激光焊接的方式将U型折弯片204、极柱703固连在一起。
实施例五：
本实施例中，与实施例二的不同在于：连接部为L型折弯片206；卷芯100数量不同；
步骤S3：如图28所示，绝缘膜400上的定位孔401与L型折弯片206的形状相配合，本实施例中，定位孔401为矩形孔；
如图29所示，要组装四个卷芯100，先得到合芯后的双卷芯，再将两个双卷芯并联在一起，最后再将两个L型折弯片206并拢在一起，并按照实施例四的方式进行装配。
实施例六：
本实施例中，与实施例一的不同在于：连接片200不同；
如图30所示，连接片200包括底板201、凸台202、孔槽205，所述凸台202设置在孔槽205一侧；
如图31、图32所示，所述步骤S1中，两个卷芯100的极耳102分别穿过孔槽205且相互搭接在一起，然后再将极耳102、底板201通过超声波焊接的方式固连在一起，如图33所示，形成焊印203，本实施例不限定具体的焊接方式；
步骤S2：如图34所示，利用绝缘胶带300覆盖住焊印203。
实施例七：
本实施例中，与实施例六的不同在于：连接片200不同；将凸台202替换成U型折弯片204；
如图35所示，连接片200是由底板201、U型折弯片204构成，且在底板201上开设有孔槽205，U型折弯片204位于孔槽205的一侧；
如图36所述步骤S1中，两个卷芯100的极耳102分别穿过孔槽205且相互搭接在一起，然后再将极耳102、底板201通过超声波焊接的方式固连在一起，本实施例不限定具体的焊接方式；
步骤S2：利用绝缘胶带300覆盖住焊印203。
需要说明的是：上述实施例之间的区别在于连接片200的型式、连接片200与极耳102的连接方式、盖板组件700的型式、连接片200与盖板组件700的连接方式等。各优选实施例之间均可相互替换相应的组件，进而衍生出不同的实施例。
除实施例一给出了详细的组装步骤外，其余实施例仅说明不同之处，未说明之处为相同操作或进行适应性的变化。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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