[实用新型]一种圆柱形导针非对称引出的圆柱形锂离子电池

说明书

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种圆柱形导针非对称引出的圆柱形锂离子电池。

背景技术

现有圆柱形导针同向引出束腰封口的锂离子电池，通常采用圆柱形不锈钢等硬质外壳包装材料进行包装，然后采用正极导针和负极导针引出，而正极导针和负极导针以密封件中心点为中心对称，如图（1）和图（2）所示，此结构的锂离子电池要求正极导针和负极导针具有与胶塞导出孔相同固定的中心距，卷绕时导针位置不好准确把握，其中心距不易控制。即使设计定位准确，所得正负极片涂布间 隙位宽且多，涂布要求设备精度高。制作出的电池体积能量密度小，并且卷绕时正负极导针易错位，会造成与胶塞引出孔不匹配，而对电池极片形成内压高，制造出来的电池低压率高，电池制作过程复杂，生产效率低。

授权公告号为CN 101847756 B的中国发明专利中公开了一种圆柱形铝壳束腰封口正负极同向引出的锂离子电池，以及授权公告号为CN 2024704046 U的中国实用新型专利中公开了一种圆柱形导针同向引出束腰封口的锂离子动力电池；这两件专利文件中均公开了一种束腰封口的锂离子电池，该电池的引出的两根导针均与密封壳体的胶塞的中心点对称。这种设计在生产中对卷绕机以及电极材料的涂布精度要求较高，因为电极的涂布厚度将导致电极导针的位置发生了偏差，而电极导针的位置发生了偏差将导致导针与密封胶塞上的导针孔位置不匹配，增加了不良品率，加大了生产成本，而且对电极片的卷绕要求较高，增加了生产技术难度，降低了生产效率，导致电极片的储能密度小，制约了锂离子电池的容量。同时由于导针中心距与胶塞导出孔的不匹配，会导致导针压迫极片，容易引起内部短路的现象，严重时甚至引起爆炸，存在安全隐患。

因此，如何降低对电极片的涂布要求，方便组装，提高生产效率，降低不良品率且使用安全成为圆柱形锂离子电池亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是一种防止胶塞孔与导针不匹配、降低涂布机对电极涂布精度的要求，生产过程中组装方便，提高生产效率，简化生产工艺以及安全性能高的圆柱形导针非对称引出的圆柱形锂离子电池。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下方案实现：一种圆柱形导针非对称引出的圆柱形锂离子电池，包括上端开口的圆柱形金属外壳、封装于金属外壳内的卷芯以及设有导针孔的密封胶塞，所述的卷芯包括正极片和负极片；卷芯的中心设有一卷芯中心孔；卷芯上设有分别与各自电极片相连接的正极导针和负极导针，正极导针和负极导针由导针孔引出，卷芯通过滚动成型的束腰封口槽和密封胶塞封装于圆柱形金属外壳内，所述的正极片上设有焊接正极导针的正极空箔位，正极空箔位位于正极片的中部；所述的负极片的端部设有用于焊接负极导针的负极空箔位；所述的负极导针位于卷芯的中心位置。

作为本实用新型的改进，所述的正极空箔位的宽度与正极导针的宽度相匹配；所述的负极空箔位的宽度与负极导针的宽度相匹配。

作为本实用新型的改进，所述的导针孔包括与正极导针相匹配的正极导针孔和与负极导针相匹配的负极导针孔，负极导针孔设置在密封胶塞相对卷芯中心孔直径范围的中心位置，正极导针孔设置在密封胶塞相对卷芯中心孔与密封胶塞外边缘之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述的金属外壳为铝壳,正极片的长度大于负极片的长度。

作为本实用新型的进一步改进，所述的金属外壳为钢壳；正极片的长度小于负极片的长度。

作为本实用新型的更进一步改进，所述的金属外壳上端开口与密封胶塞之间设有一层密封胶。

与现有技术相比，本实用新型将负极导针焊接在负极片的端部，将正极片焊导针焊在正极片的中部位置，使得电极片在卷绕成卷芯时，负极导针位于中心位置，正极导针位于卷芯中心以外部分，负极导针可以在卷芯中心孔中自由移动，适应正极导针之间的中心距，提高了密封胶塞对孔效率，方便组装，简化生产工艺，提高了生产速度，避免了电极片在涂布过程中由于涂布不精度导致的电极导针引出时存在偏差，避免了密封胶塞孔与导针不匹配，导致返工或不良品的产生，导致的降低生产效率以及增加生产投入，降低了对涂布机的要求；密封胶塞的导针孔负极设置在中心位置，这种极片结构可以增加卷芯对空间的利用率，提高电芯的储能密度，提高电池容量；同时采用铝壳时正极片长度大于负极片的长度，由铝箔包尾，卷绕时由正极片的铝箔对卷芯进行包裹；采用钢壳时正极片长度小于负极片的长度，卷绕时由负极片的铜箔或负极的材质对卷芯包裹，可以防止电极与金属外壳发生化学反应，产生腐蚀，造成电池失效。

附图说明

图1 为现有技术中的电极导针引出俯视图。