一种圆柱电池的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电池。


背景技术：

2.圆柱电池主要包括卷芯、壳材以及集流体结构，其主要的技术问题在于卷芯的质量和成品率难以控制，而圆柱电池的卷芯一般采用一次性卷绕成型，具体的，通过将极片分切成段，然后成段的极片通过卷绕机进行卷绕形成卷芯，极片在卷绕的过程中，处于中心位置的极片具有较大的曲率，因此其更容易断裂，为了避免断裂，一般会降低中心位置的极片的压实密度，但是对于分切得到的极片而言，其压实密度一般都是保持一致的，因此从大规模生产的角度来说，中心位置的断裂问题难以克服，其次极片在卷绕过程中，也可能会出现其中局部的卷绕工艺不合格，不论是中心断裂还是中间的卷绕工艺不合格，均会导致该段极片整体报废，这样是不利于控制极片的报废率的。
3.有鉴于此，如何降低圆柱电池的极片你报废率，成为本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提出了一种结构设计更加合理，可以有效降低极片报废率的圆柱电池。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种圆柱电池，其包括：圆柱壳体、正极盖板、负极盖板和全极耳卷芯，全极耳卷芯嵌入在圆柱壳体内，正极盖板和负极盖板固定安装在圆柱壳体相对的两端部，且正极盖板和负极盖板分别与全极耳卷芯两端的极耳电连接，所述全极耳卷芯包括一个内电芯和至少一个外电芯，内电芯和外电芯从内到外依次同轴套设形成圆柱状的全极耳卷芯。
6.在以上技术方案的基础上，优选的，所述内电芯的直径为14-16mm。
7.在以上技术方案的基础上，优选的，内电芯与相邻的外电芯的之间的间距为0.1-0.5mm。
8.在以上技术方案的基础上，优选的，相邻两个外电芯之间的间距为0.1-0.5mm。
9.更进一步优选的，所述内电芯的正极材料为磷酸铁锂，正极片的压实密度为2.0-2.3g/cm3。
10.在以上技术方案的基础上，优选的，所述外电芯的数量为三个。
11.在以上技术方案的基础上，优选的，所述正极盖板靠近全极耳卷芯的一面沿径向方向形成多个第一凸起，多个第一凸起绕正极盖板的圆心呈圆周阵列排布。
12.在以上技术方案的基础上，优选的，在以上技术方案的基础上，所述负极盖板靠近全极耳卷芯的一面沿径向方向形成多个第二凸起，多个第二凸起绕负极盖板的圆心呈圆周阵列排布。
13.本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：
14.(1)本实用新型提供了一种圆柱电池，该圆柱电池采用多层嵌套的电芯组成了全
极耳卷芯部分，相比常规一体卷绕形成的卷芯而言，分体式卷芯可以是采用多段长度更短的极片卷绕而成，因此当出现相同数量的瑕疵位置时，多段的极片可能只需要报废其中的一部分，因此极片报废率降低；
15.(2)其次由于采用多段极片卷绕形成内电芯和外电芯，因此，不同段的极片可以采用不同的压实密度，从而可以在卷绕曲率不同的情况下，尽可能避免因压实密度不能满足卷绕曲率要求而导致卷绕断裂的问题，从而进一步降低了极片的报废率；
16.(3)由于采用了多个电芯嵌套而成，因此为了提高多个电芯之间极耳的电性连接效果，在对应的盖板上设置有凸起结构，利用凸起提高盖板与极耳之间的焊接牢固度。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型圆柱电池的轴测图；
19.图2为本实用新型圆柱电池的爆炸图；
20.图3为本实用新型圆柱电池的另一种视角的爆炸图。
21.图中：1-圆柱壳体、2-正极盖板、3-负极盖板、4-全极耳卷芯、21-第一凸起、31-第二凸起、41-内电芯、42-外电芯。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
23.如图1所示，结合图2-3，本实用新型的圆柱电池，其包括圆柱壳体1、正极盖板2、负极盖板3和全极耳卷芯4，其中全极耳卷芯4嵌入在圆柱壳体1内，正极盖板2和负极盖板3固定安装在圆柱壳体1相对的两端部，且正极盖板2和负极盖板3分别与全极耳卷芯4两端的极耳电连接，全极耳卷芯4包括一个内电芯41和至少一个外电芯42，内电芯41与一个或多个外电芯42从内到外依次同轴套设，从而形成圆柱状的全极耳卷芯4。
24.当外电芯42的数量为多个时，多个外电芯42从内到外依次嵌套，从而形成同轴的多个圆筒状结构，最内侧的外电芯42内侧嵌入一个内电芯41，每个电芯均为全极耳结构，且全极耳分别位于沿轴线方向的两端部，所述内电芯41和外电芯42均由极片卷绕形成，极片表面附着有电极材料，通过涂布、烘干压实形成，内电芯41的极片在卷绕的过程中弯曲的曲率更大，因此，其更容易发生断裂问题，为了避免该技术问题的出现，内电芯41表面涂布的电极材料可以更少，或者其压实密度更低，从而避免卷绕过程中电极材料撑破极片，依此类推，越靠近内侧的外电芯42，其卷绕曲率越大，对应的电极材料的压实密度可以比外圈的外电芯42表面电极材料更低；其次，由于至少一个内电芯41和一个外电芯42组成，对应的，卷绕的极片至少包括两段，相比一段极片卷绕成型而言，当极片总长度相同，若出现一个瑕疵
点，本实施方式的技术方案只需要报废其中一段极片即可，相比现有技术的一段极片而言，报废率更低，当极片分段数更大时，极片报废概率更小。
25.在具体实施方式中，所述内电芯41的直径为14-16mm。
26.以上实施方式中，内电芯41的直径超过15cm后，其卷绕的曲率变化不大，因此后面极片出现损伤大概率基本相同，而极片分段数量太多时，生产工艺和组装工艺更复杂，因此为了尽可能降低去率较大部分的极片卷绕生产的难度，同时降低报废率，内电芯41可以一次卷绕成型，且直径在14-16cm之间，后续的外电芯42对应的卷绕曲率趋向于不变，则对应卷绕难度降低，因此，可以单独或者分段卷绕。
27.在具体实施方式中，内电芯41与相邻的外电芯42的之间的间距为0.1-0.5mm。
28.为了尽可能保证电芯支架组装的便利，同时提高电芯的能量密度，经过验证，将其间隙设置为0.1-0.5mm更加合理。
29.在具体实施方式中，相邻两个外电芯42之间的间距为0.1-0.5mm。
30.在具体实施方式中，内电芯41的正极材料为磷酸铁锂，正极片的压实密度为2.0-2.3g/cm3。
31.以上实施方式是以内电芯的正极材料为磷酸亚铁锂为例，采用该压实密度下，内电芯41的卷绕报废率较低。
32.在具体实施方式中，外电芯42的数量为三个。
33.以上实施方式中，外电芯42的数量太多时，电芯的组装过程更加繁琐，电芯的种类更多对于生产成本的降低不利，而电芯数量太少时，卷绕电芯的极片的报废率难以控制，优选的，外电芯42的数量为三个时，既能够降低报废率，又能够保持比较良好的生产成本控制。
34.如图3所示，在具体实施方式中，所述正极盖板2靠近全极耳卷芯4的一面沿径向方向形成多个第一凸起21，多个第一凸起21绕正极盖板2的圆心呈圆周阵列排布。
35.以上实施方式中，利用第一凸起21可以加强正极盖板2与全极耳卷芯4的极耳之间的连接效果。
36.如图2所示，在具体实施方式中，所述负极盖板3靠近全极耳卷芯4的一面沿径向方向形成多个第二凸起31，多个第二凸起31绕负极盖板3的圆心呈圆周阵列排布。
37.以上实施方式中，利用第二凸起31则可以加强负极盖板3与全极耳卷芯4的极耳之间的连接效果。
38.以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。