CN106601942A - 一种柱型电池及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柱型电池及其用途，包括呈柱状且内部设置有电芯的壳体，其特征在于，在所述壳体的两端分别设置有帽盖结构，所述电芯的两电极的其中一电极与所述壳体连接，另一电极与至少一个所述帽盖结构连接。本发明所述柱型电池用于小型用电器中。本发明的壳体两端由于分别设置有帽盖结构，电芯的其中一电极与帽盖结构连接，另一电极与壳体连接，因此两帽盖结构的电极输出可分别与充电线路和放电线路连接，实现本发明装置同时进行充电和放电过程；本发明由于在外壳上设置有连接部，因此本发明装置可直接与用电器外部连接，无需在用电器中预留容纳电池的空间，可提高空间利用率，使用电器和本发明的电池均能达到小型化的要求。

Description

一种柱型电池及其用途
技术领域
本发明涉及一种柱型电池及其用途，属于电池技术领域。
背景技术
随着经济的发展和社会的进步，人们的生活越来越智能化和便捷化。各种用电器的出现减少了人们的劳动，使得事半功倍。其中，用电器的电池是电器设备续航必不可少的配置之一。
金属壳圆柱锂离子电池是市场上常用的锂离子电池，其中市面上普遍采用的是直径18mm、高度65mm的18650锂离子电池，容量可达3000mAh左右，可应用于笔记本电脑、电动车等电器设备中，另外普遍使用的还有其它直径的圆柱电池，如26650、32650等应用于电动汽车或储能领域。随着蓝牙技术的发展，对电源提出了更高的要求，要求电池微型化、寿命长以及安全性高。其中，微型化是继续解决的一个重要问题，由于现在的蓝牙设备体积较小，因此为了适应蓝牙设备电池也应微型化以满足要求，但现有的电池不仅体积达不到要求，而且蓝牙设备还要为电池留存一定的容纳空间，因此变相增大了蓝牙设备的体积。同时，现有的柱状电池圆柱电池多为一端正极一端负极，如果需要边充电边使用的话需要从柱状电池的一端通过引线引出从而完成同时充电和放电过程，这样使得蓝牙设备的内部结构变得更加复杂，降低了蓝牙设备等用电器的空间利用率。另一方面，由于现有圆柱电池的内部结构限制，电池内的导流体多采用片状结构，在进行焊接时很容易受力产生形变，进而影响电池的密封效果，同时降低了电池的使用寿命和安全性。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种体积小、可外置且壳体具有极性的柱型电池及其用途。
为实现上述目的，本发明提供一种柱型电池，包括呈柱状且内部设置有电芯的壳体，在所述壳体的两端分别设置有帽盖结构，所述电芯的两电极的其中一电极与所述壳体连接，另一电极与至少一个所述帽盖结构连接。
其中，在所述壳体外部套设有外壳，在所述外壳上设置有与用电器连接的连接部。
其中，所述连接部为螺纹结构或卡扣结构。
其中，所述帽盖结构包括设置在所述壳体端部的密封圈，所述密封圈上开设有通孔，在所述通孔内插置有导流体，在所述密封圈远离所述壳体的一侧面设置有极帽，所述导流体贯穿所述通孔并与所述极帽连接。
其中，所述导流体为柱状结构。
其中，在所述密封圈上设置有安全阀结构，用于在所述壳体内部压力过大时进行排气。
其中，所述安全阀结构包括开设在所述密封圈上的至少一个防爆孔，在所述防爆孔上密封设置有薄层，在所述极帽上开设有至少一个排气孔，用于对所述壳体内部进行排气。
其中，在所述密封圈上设置有防爆圈。
其中，在所述导流体与所述电芯之间设置有与所述壳体连接的连接片，在所述连接片与所述电芯之间设置有与所述连接片连接的绝缘垫片。
其中，所述电芯采用将正极片、隔膜以及负极片三者顺次卷绕为一体的卷绕式柱状电芯。
其中，所述正极和所述负极均采用可嵌入和脱嵌锂离子的电极材料，所述正极由钴酸锂、锰酸锂、钴镍锰酸锂、磷酸亚铁锂、镍酸锂中的任一种或多种材料制成；所述负极由石墨、硅碳、钛酸锂的任一种或多种材料制成。
一种所述的柱型电池的用途，所述柱型电池用于小型用电器中。
其中，所述用电器为蓝牙耳机或助听器。
本发明由于采用以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的壳体两端由于分别设置有帽盖结构，电芯的其中一电极与帽盖结构连接，另一电极与壳体连接，因此两帽盖结构的电极输出可分别与充电线路和放电线路连接，实现本发明装置的同时进行充电和放电过程，避免了一端正极一端为负极时，需要从一电极引线连接充电和放电，使本发明装置更加小型化，同时节省用电器空间。2、本发明的导流体由于采用柱状结构，因此在进行导流体安装时不易产生形变，能够很好的与密封圈接合，实现壳体内部的完全密封，同时与极帽完全接触提高电池的使用寿命即安全性。3、本发明由于在密封圈上设置有安全阀，因此当本发明装置不正当使用造成电池内部压力过大时，可通过安全阀进行排气泄压。4、本发明由于在外壳上设置有连接部，因此本发明装置可直接与用电器外部连接，无需在用电器中预留容纳电池的空间，可提高用电器空间利用率，使用电器和本发明的电池均能达到小型化的要求。
上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的帽盖结构的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为本发明装置的安装示意图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上、下、左、右、内、外、前端、后端、头部、尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明装置包括中空的柱状壳体1，在壳体1内插置有电芯2，在壳体1的两端分别紧固连接一帽盖结构3，电芯2具有两电极(即正、负电极)，其中一电极与壳体1连接，另一电极与至少一个帽盖结构3连接，使本发明装置的帽盖结构3与壳体1具有不同的极性。
需要说明的是，当壳体1为镀镍钢壳或不锈钢外壳时，优选壳体1带负电极；当外壳1是铝壳时，优选壳体1带正电极。
在更优选的实施例中，两帽盖结构3均带正电，壳体1带负电，在用电器需要边使用边充电时，两帽盖结构3可分别连接于充电线路和放电线路，这样虽然电池的能量密度降低了，但应用于用电器上之后，整体结构更合理，更便于用电器的设计，提高了空间利用率。
为了更进一步的优化用电器的空间结构，本发明的柱型电池可在壳体1的外部套设有外壳4，外壳4沿壳体1的长度方向设置且长度小于壳体1长度，使壳体1的两端能够露出；在外壳4上设置有与用电器连接的连接部(图中未示出)，通过连接部可使本发明装置直接与用电器外部预留的电池连接部位连接，即本发明的柱型电池裸露在用电器外部，不再需要使用电器预留出容纳电池的空间，进而使用电器更加便于小型化、便捷化。
进一步的，所述连接部可采用螺纹结构或卡扣结构，螺纹或卡扣可以与外壳4一体设置或紧固连接。
需要说明的是，连接部并不限于上述结构，只要能够实现与用电器的合理连接，可根据工作需要采用现有技术中的任何机构进行连接，如通过销轴、焊接或胶粘等连接方式。
如图1、图2所示，帽盖结构3包括设置在壳体1端部内侧的密封圈31，密封圈31上开设有通孔32，在通孔32内插置有导流体33，在密封圈31远离壳体1的一侧面设置有极帽34，导流体33贯穿通孔32并与极帽34连接。
需要说明的是，通孔32优选地设置在密封圈31的中部，导流体33优选为与通孔32形状相匹配的柱状结构，进一步的，为了使柱状的导流体33与通孔32连接定位更精确，可在导流体33靠近壳体1的一端设置有定位台阶35；极帽34为了更好地固定可将极帽34的外缘嵌入密封圈31中。
如图2、图3所示，为了防止不正确操作导致电池内部压力增大，可在密封圈31上设置安全阀结构，用于在壳体1内部的压力过大时，通过安全阀进行电池内部的排气泄压。
进一步的，安全阀结构包括开设在密封圈上的至少一个防爆孔5，在防爆孔5上密封有薄层6，在极帽34上开设有至少一个排气孔7，当壳体1内部压力过大时，将冲破防爆孔5处的薄层6并从排气孔7处排除压力，完成电池的泄压工作。
上述实施例中，电芯2可采用卷绕式柱状电芯，包括正极片、负极片以及夹在两者之间的隔膜和电解质，三者卷绕形成柱状电芯。其中，正极片可与壳体1或导流体33连接，负极片可与壳体1或导流体33连接，且壳体1与导流体33极性不同。
需要说明的是，本发明装置为可充电的锂电池，因此正极和负极均采用可嵌入和脱嵌锂离子的电极材料，其中，正极由钴酸锂、锰酸锂、钴镍锰酸锂、磷酸亚铁锂、镍酸锂中的任一种或多种材料制成，负极由石墨、硅碳、钛酸锂的任一种或多种材料制成。
上述实施例中，柱状壳体1可为圆柱形或棱柱，其形状可根据用电器进行改变。
上述实施例中，如图1所示，在导流体33与电芯2之间设置有与壳体1连接的连接片8，在连接片8与电芯2之间设置有与连接片连接的绝缘垫片9。
上述实施例中，如图2所示，为了提高本发明装置的安全性，可在密封圈31上设置有防爆圈36。
上述实施例中，壳体1的长度为10-50mm，直径为3-10mm，容量范围20-1000mAh。
下面通过具体实施例说明本发明的技术效果。
实施例
如图4所示，本发明装置的壳体1为负极，两帽盖结构3为正极，在工作时，首先将本发明装置安装于蓝牙耳机100中，即通过螺纹结构将壳体1的一端拧入蓝牙耳机100的接收端口中固定(或通过卡扣结构将壳体1的一端插入到蓝牙耳机的接收端口卡槽中固定)，帽盖结构3的极帽34(正极)与蓝牙耳机100的放电线路连接，壳体1(负极)与接收端口的内侧壁接触，通过电芯2的正极片负极片在电解质中的作用，进而通过极帽34和壳体1的共同作用完成为蓝牙耳机100的供电。
当本发明的电池电量不足时，可将壳体1暴露在蓝牙耳机100外的一端与充电线路连接，从而实现本发明装置边充电边工作，或单独进行充电工作。本发明装置结构小巧轻便，适用于小型用电设备。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种柱型电池，包括呈柱状且内部设置有电芯的壳体，其特征在于，在所述壳体的两端分别设置有帽盖结构，所述电芯的两电极的其中一电极与所述壳体连接，另一电极与至少一个所述帽盖结构连接。
2.如权利要求1所述的柱型电池，其特征在于，在所述壳体外部套设有外壳，在所述外壳上设置有与用电器连接的连接部。
3.如权利要求2所述的柱型电池，其特征在于，所述连接部为螺纹结构或卡扣结构。
4.如权利要求1所述的柱型电池，其特征在于，所述帽盖结构包括设置在所述壳体端部的密封圈，所述密封圈上开设有通孔，在所述通孔内插置有导流体，在所述密封圈远离所述壳体的一侧面设置有极帽，所述导流体贯穿所述通孔并与所述极帽连接。
5.如权利要求4所述的柱型电池，其特征在于，所述导流体为柱状结构。
6.如权利要求4所述的柱型电池，其特征在于，在所述密封圈上设置有安全阀结构，用于在所述壳体内部压力过大时进行排气。
7.如权利要求6所述的柱型电池，其特征在于，所述安全阀结构包括开设在所述密封圈上的至少一个防爆孔，在所述防爆孔上密封设置有薄层，在所述极帽上开设有至少一个排气孔，用于对所述壳体内部进行排气。
8.如权利要求4所述的柱型电池，其特征在于，在所述密封圈上设置有防爆圈。
9.如权利要求4所述的柱型电池，其特征在于，在所述导流体与所述电芯之间设置有与所述壳体连接的连接片，在所述连接片与所述电芯之间设置有与所述连接片连接的绝缘垫片。
10.如权利要求1-9任一项所述的柱型电池，其特征在于，所述电芯采用将正极片、隔膜以及负极片三者顺次卷绕为一体的卷绕式柱状电芯。
11.如权利要求10所述的柱型电池，其特征在于，所述正极和所述负极均采用可嵌入和脱嵌锂离子的电极材料，所述正极由钴酸锂、锰酸锂、钴镍锰酸锂、磷酸亚铁锂、镍酸锂中的任一种或多种材料制成；所述负极由石墨、硅碳、钛酸锂的任一种或多种材料制成。
12.一种基于权利要求1-11任一项所述的柱型电池的用途，其特征在于，所述柱型电池用于小型用电器中。
13.如权利要求12所述的柱型电池的用途，其特征在于，所述用电器为蓝牙耳机或助听器。
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