CN107658395A - 一种锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种锂离子电池，包括极组、盖板、与盖板的外周密封连接的外壳以及穿过盖板与极组连接的极柱，极柱包括极柱本体和极柱托部，极柱托部的直径大于极柱本体的直径，还包括绝缘件和压紧组件，绝缘件环设在盖板与极柱之间，绝缘件具有开口朝向盖板并与盖板卡接配合的安装槽，压紧组件与绝缘件的上端抵接，极柱托部与绝缘件的下端抵接，绝缘件与压紧组件、极柱及盖板之间均为过盈配合。本发明中，绝缘件的安装槽与盖板过盈配合，压紧组件和极柱之间形成的容纳槽过盈配合，该容纳槽与绝缘件也是过盈配合，使极柱与盖板之间的密封性不会受到极柱径向偏移的影响，从而提高锂离子电池的使用寿命，降低锂离子电池的自放电率。

Description

一种锂离子电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池。
背景技术
在现有的锂离子电池中，电池盖板一般为平板，极柱穿过电池盖板进入电 池内部。由于电池盖板比较薄，极柱在轴向与电池盖板的接触长度有限，得到 的径向支撑有限，因为极柱比较容易径向晃动，极柱的径向晃动，会在极柱与 电池盖板之间产生缝隙，影响到极柱与盖板之间的密封性。同时，极柱的晃动 也影响到极柱与极耳连接的牢固性。
目前，锂离子电池的密封性问题主要采用以下方式解决，一种是将电池盖 板与电池外壳焊接在一起，另一种是在电池盖板与极柱之间设立绝缘件。现有 技术公开了一种锂电池，将电池盖板设计成中部凸起形成凸台结构，在电池盖 板的内周及下端设立绝缘件，并在绝缘件与电池盖板之间、绝缘件与极柱之间 涂绝缘胶，以实现极柱与电池盖板之间的密封效果。然而，在潮湿环境中或者 温度过高时，绝缘胶容易失去粘性，从而导致极柱与电池盖板之间密封失效， 从而影响锂离子电池的使用寿命，且该锂离子电池的充电温度范围极受限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池，具有良好的密封性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种锂离子电池，包括极组、盖板、与所述盖板的外周密封连接的外 壳以及穿过所述盖板与所述极组连接的极柱，所述极柱包括极柱本体和极柱托 部，所述极柱托部的直径大于所述极柱本体的直径，还包括绝缘件和压紧组 件，所述绝缘件环设在所述盖板与所述极柱之间，所述绝缘件具有开口朝向所 述盖板并与所述盖板卡接配合的安装槽，所述压紧组件与所述绝缘件的上端抵 接，所述极柱托部与所述绝缘件的下端抵接，所述绝缘件与所述压紧组件、所 述极柱及所述盖板之间均为过盈配合。
作为锂离子电池一种优选的技术方案，所述盖板具有朝向所述绝缘件凸设 的第一凸部，所述第一凸部与所述绝缘件抵接。
作为锂离子电池一种优选的技术方案，所述极柱具有朝向所述绝缘件凸设 的第二凸部，所述第二凸部与所述绝缘件抵接。
作为锂离子电池一种优选的技术方案，所述绝缘件具有相对的第一侧板和 第二侧板，所述第一侧板位于所述盖板与所述极柱托部之间，且所述第一侧板 远离所述极柱本体的一端延伸至凸出于所述极柱托部；所述第二侧板位于所述 压紧组件与所述盖板之间，且所述第二侧板远离所述极柱本体的一端延伸至凸 出于所述压紧组件。
作为锂离子电池一种优选的技术方案，所述压紧组件包括环设于所述极柱 本体外周的固定环和套设在所述固定环上端的扣板，所述扣板具有与所述固定 环的外周相配合的凹槽，且所述扣板完全覆盖所述极柱远离所述极组的一端面 和所述固定环远离所述极组的一端面，所述固定环与所述扣板之间以及所述扣 板与所述极柱本体之间均为面接触。
作为锂离子电池一种优选的技术方案，所述扣板与所述极柱本体之间熔融 连接，所述扣板与所述极柱本体的熔融处位于所述极柱本体的轴心处；
所述扣板与所述固定环之间熔融连接，所述扣板与所述固定环之间的熔融 处为环形结构，所述环形结构与所述极柱本体同轴。
作为锂离子电池一种优选的技术方案，所述极柱托部远离所述极柱本体的 一端通过第一导体与所述极组连接，所述第一导体呈迂曲结构。
作为锂离子电池一种优选的技术方案，还包括与所述极柱同轴的环形的支 撑件，所述支撑件位于所述盖板与所述极组之间，且所述支撑件的一端与所述 盖板接触，另一端与所述极组接触，所述支撑件的外壁邻近所述外壳。
作为锂离子电池一种优选的技术方案，所述支撑件靠近所述盖板的一端的 面积小于所述支撑件靠近所述极组的一端的面积。
作为锂离子电池一种优选的技术方案，所述支撑件上沿其长度方向开设有 若干通孔。
作为锂离子电池一种优选的技术方案，所述支撑件包括支撑本体和环设在 所述支撑本体内周的底板，所述底板位于所述支撑本体远离所述盖板的一端， 且所述底板沿其厚度方向间隔设置有若干通孔。
作为锂离子电池一种优选的技术方案，所述盖板的外侧环设有限位凹槽， 所述外壳的内侧环设有所述限位凹槽卡接配合的凸台；
所述极组还通过第二导体与所述外壳连接，所述第二导体远离所述极组的 一端固定于所述限位凹槽与所述凸台之间。
作为锂离子电池一种优选的技术方案，所述外壳的底部与所述极组之间设 置有隔离件，所述外壳上设置有安全泄槽，所述安全泄槽的开口背离所述极 组。
本发明的有益效果：本发明的锂离子电池在绝缘件的外周设置一圈安装 槽，盖板安装于该安装槽内并与安装槽过盈配合，从而将该绝缘件紧紧压在极 柱的外周；压紧组件与极柱之间形成具有容纳绝缘件的容纳槽，该容纳槽与绝 缘件也是过盈配合，从而使极柱与盖板之间具有良好的密封性，且该密封性不 会受到极柱径向偏移的影响，从而提高锂离子电池的使用寿命，降低锂离子电 池的自放电率。
附图说明
图1为本发明一实施例的锂离子电池的剖视图。
图2为本发明一实施例的支撑件的俯视图。
图3为图2的A-A向剖视图。
图4为图1的仰视图。
图5为本发明另一实施例的锂离子电池的剖视图。
图中：
1、极组；11、第一导体；12、第二导体；2、盖板；21、第一凸部；3、 外壳；31、安全泄槽；4、极柱；41、极柱本体；42、极柱托部；43、第二凸 部；5、绝缘件；6、压紧组件；61、固定环；62、扣板；7、支撑件；71、支 撑本体；72、底板；73、通孔；8、隔离件；9、注液孔；10、固定板。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”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和简化 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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗 示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第 一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”应做广 义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机 械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技 术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上” 或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不 是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征 之“上”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或紧紧表示第一特征水平 高度高于第二特征。第一特征在第二特征之“下”包括第一特征在第二特征正 下方和斜下方，或紧紧表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示，本发明一实施例所述的锂离子电池，包括极组1、盖板2、与 所述盖板2的外周密封连接的外壳3以及穿过所述盖板2与所述极组1连接的 极柱4，所述极柱4包括直径依次增大的极柱本体41和极柱托部42，极柱托部 42的直径大于极柱本体41的直径，还包括绝缘件5和压紧组件6，所述绝缘件 5环设在所述盖板2与所述极柱4之间，所述绝缘件5具有开口朝向所述盖板2 并与所述盖板2卡接配合的安装槽，所述压紧组件6与所述绝缘件5的上端抵 接，所述极柱托部42与所述绝缘件5的下端抵接，所述绝缘件5与所述压紧组 件6、所述极柱4及所述盖板2之间均为过盈配合。本实施例在绝缘件5的外周 设置一圈安装槽，盖板2安装于该安装槽内并与安装槽过盈配合，从而将该绝 缘件5紧紧压在极柱4的外周；压紧组件6与极柱4之间形成具有容纳绝缘件5 的容纳槽，该容纳槽与绝缘件5也是过盈配合，从而使极柱4与盖板2之间具 有良好的密封性，且该密封性不会受到极柱4径向偏移的影响，从而提高锂离 子电池的使用寿命，降低锂离子电池的自放电率。
本实施例中的外壳3为金属导电材料制成。本实施例中，绝缘件5具有很 好的绝燃性和疏水性，其与盖板2、压紧组件6及极柱4之间均不需要涂密封胶 或者绝缘胶，即能使锂离子电池具有良好的密封性。
本实施例中的绝缘件5的材料属于现有技术，在此不再赘述。
本实施例中的绝缘件5具有一定的弹性变形能力。
本实施例中，盖板2的外周环形设置有凹槽(图中未示出)，该凹槽的开 口朝向与其相接触的外壳3，对应地，外壳3具有与该凹槽相配合的凸起，该凹 槽与凸起之间填充没有密封胶，从而使盖板2与外壳3之间具有良好的密封 性，防止发生漏液现象。
在本发明一优选的实施方案中，为提高盖板2与极柱4之间的密封效果， 所述盖板2具有朝向所述绝缘件5凸设的第一凸部21，所述第一凸部21与所述 绝缘件5抵接。具体地，第一凸部21邻近盖板2的内周并位于盖板2朝向极组 1的一侧，第一凸部21嵌入至绝缘件5中，以防止盖板2与绝缘件5之间发生 相对位移而影响密封效果。在其他实施例中，第一凸部21也可以设置在盖板2 远离极组1的一侧。为进一步提高密封效果，本实施方案可以建个设置多个第 一凸部21。
所述极柱4具有朝向所述绝缘件5凸设的第二凸部43，所述第二凸部43与 所述绝缘件5抵接。具体地，第一凸部21和第二凸部43错开设置，即第二凸 部43与极柱4轴心之间的距离大于第一凸部21与极柱4轴心之间的距离，其 中，第一凸部21和第二凸部43位于盖板2的两侧，也可以位于盖板2的同侧。 优选地，第一凸部21和第二凸部43位于盖板2的同侧，两者对绝缘件5具有 卡紧作用，从而进一步提高盖板2与极柱4之间的密封性。
在其他的实施例中，压紧组件6靠近绝缘件5的一侧也可以设置凸部，以 进一步提高盖板2与极柱4之间的密封性。
绝缘件5具有相对的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板位于所述盖板2 与所述极柱托部42之间，且所述第一侧板远离所述极柱本体41的一端延伸至 凸出于所述极柱托部42；所述第二侧板52位于所述压紧组件6与所述盖板2之 间，且所述第二侧板远离所述极柱本体41的一端延伸至凸出于所述压紧组件 6。本实施例中，第一侧板的长度设计可以增加绝缘件5与压紧组件6之间的接 触面积，使绝缘件5与压紧组件6的接触面延伸至压紧组件的外侧壁上，第二 侧板52的长度设计可以增加绝缘件5与极柱托部42之间的接触面积，使绝缘 件5与极柱托部42的接触面延伸至极柱托部42的外侧壁上，从而提高盖板2 与极柱4之间的密封性。
所述压紧组件6包括环设于所述极柱本体41外周的固定环61和套设在所 述固定环61上端的扣板62，所述扣板62具有与所述固定环61的外周相配合的 凹槽，且所述扣板62完全覆盖所述极柱4远离所述极组1的一端面和所述固定 环61远离所述极组1的一端面，所述固定环61与所述扣板62之间以及所述扣 板62与所述极柱本体41之间均为面接触。本实施例中的固定环61和扣板62 均为采用金属材料制成。扣板62完全覆盖固定环61的上端面和极柱4的上端 面，由于锂离子电池在使用时，极柱4通过扣板62与外部充电设备导通充电， 扣板62的设置可以间接增加极柱4与外部充电设备的接触面积，从而提升锂离 子电池的导电性能。
为提高扣板62与极柱4之间的连接强度，使扣板62与极柱4之间始终保 持面接触，所述扣板62与所述极柱本体41之间熔融连接，所述扣板62与所述 极柱本体41的熔融处位于所述极柱本体41的轴心处。
为提高压紧组件6与绝缘件5之间的密封效果，使押金组件6始终压紧在 绝缘件5的上方，所述扣板62与所述固定环61之间熔融连接，所述扣板62与 所述固定环61之间的熔融处为环形结构，所述环形结构与所述极柱本体41同 轴。
本实施例中，极柱本体41的侧壁且邻近扣板62设置有环形限位凸部，对 应地，固定环61具有与该环形限位凸部相配合的台阶孔，从而方便固定环61 的安装定位。该环形限位凸部与扣板62组合，可以提高盖板2与极柱4之间的 密封性。
所述极柱托部42远离所述极柱本体41的一端通过第一导体11与所述极组 1连接，所述第一导体11呈迂曲结构，其对极柱4的轴向运动具有缓冲作用， 可减小极柱4的振幅，间接提高密封效果。
本实施例中，第一导体11为正极导体，其与极组1的正极连接。
优选地，第一导体11包括第一段和第二段，第一段呈迂曲结构且平行于极 柱托部42远离所述极柱本体41的一端面，第一段完全粘附在极柱托部42上； 沿极柱4的长度方向，第二段呈迂曲结构，第一段的一端与极柱托部42导通， 另一端通过第二段与极组1导通。
在其他的实施例中，第一导体11还可以设置为弹簧型结构，对应地在极柱 托部42远离极柱本体41的一端设置导向柱(图中未示出)，第一导体11套设 在导向柱上并分别极柱托部42和极组1导通。极柱4发生轴向运动时，第一导 体11的弹簧型结构可沿导向柱的长度方向发生弹性变形而对极柱4具有缓冲作 用，避免极柱4发生摆动。
在本方另一优选的实施方案中，如图1至3所示，锂离子电池还包括与所 述极柱4同轴的环形的支撑件7，所述支撑件7位于所述盖板2与所述极组1之 间，且所述支撑件7的一端与所述盖板2接触，另一端与所述极组1接触，所 述支撑件7的外壁邻近所述外壳3。本实施例的支撑件7可以提高盖板2的稳定 性，防止盖板2沿其径向发生位移而影响密封性。
支撑件7上沿其长度方向开设有若干通孔73，从而使锂离子电池内部形成 空腔，增加气蚀空间，提高锂离子电池的充电效果。
进一步地，所述支撑件7靠近所述盖板2的一端的面积小于所述支撑件7 靠近所述极组1的一端的面积。本实施例的支撑件7采用所述设计结构，可以 进一步提高其对盖板2的支撑稳定性。
具体地，所述支撑件7包括支撑本体71和环设在所述支撑本体71内周的 底板72，所述底板72位于所述支撑本体71远离所述盖板2的一端，且所述底 板72沿其厚度方向间隔设置有若干通孔73。
本实施例中的支撑件7还能防止极组1与极柱4之间的第一导体11在锂离 子电池振动过程中受到挤压而造成第一导体11断裂和产生不良变形。
本实施例中的支撑件7可以防止极组1发生移动。
本实施例中，极组1通过第二导体12与外壳3连接，第二导体12位于支 撑件7的外周，而第一导体11位于支撑件7的内周，从而使第一导体11与第 二导体12通过支撑件7隔开，防止第一导体11与第二导体12相接触而发生短 路。
本实施例中，所述盖板2的外侧环设有限位凹槽，所述外壳3的内侧环设 有所述限位凹槽卡接配合的凸台(图中未示出)；所述极组1还通过第二导体 12与所述外壳3连接，所述第二导体12远离所述极组1的一端固定于所述限位 凹槽与所述凸台之间。具体地，将第二导体12远离所述极组1的一端放置在限 位凹槽与凸台之间，通过限位凹槽与凸台的卡接配合固定。
本实施例中，第二导体12为负极导体，其一端固定于限位凹槽与凸台之 间，另一端与极组1的负极连接。
如图1和4所示，外壳3的底部与所述极组1之间设置有隔离件8，所述外 壳3上设置有安全泄槽31，所述安全泄槽31的开口背离所述极组1。安全泄槽 31为间隔的环形槽，即安全泄槽31包括两段长度为圆弧型的槽。隔离件8为采 用耐电解液、耐高温的高分子材料制成，例如聚四氟乙烯、PP、PE等。安全泄 槽31为环形结构，其与极柱4同轴。在锂离子电池内部的压力超过一定值时， 通过该安全泄槽31进行泄压，提升了锂离子电池的安全性能。
如图1所示，本实施例中，盖板2上设置有注液孔9，电解液通过该注液孔 9注入。在本发明的另一实施例中，如图5所示，本实施例与上述实施例基本相 同，区别在于注液孔9可以设置在外壳3的底部，并在外壳3的底部背离极组1 的一侧设置固定板10，以固定用于封堵注液孔8的封堵件(图中未示出)。
本实施例的锂离子电池的电压小于LIB电池电压，年自放电率小于10％， 且小于LIB电池的1/2，毫秒级输出功率在10W以上，透气率小于10-9 pa.m3/s(He)，使用寿命10年以上，可在-40～85℃温度范围内进行充电，安全可 靠。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等方位或位置关系为基 于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”，紧紧用于在描述上 加以区分，并没有特殊的含义。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施 方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式紧紧是为清楚器件， 本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适 当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本 发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的 解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具 体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池，包括极组、盖板、与所述盖板的外周密封连接的外壳以及穿过所述盖板与所述极组连接的极柱，所述极柱包括极柱本体和极柱托部，所述极柱托部的直径大于所述极柱本体的直径，其特征在于，还包括绝缘件和压紧组件，所述绝缘件环设在所述盖板与所述极柱之间，所述绝缘件具有开口朝向所述盖板并与所述盖板卡接配合的安装槽，所述压紧组件与所述绝缘件的上端抵接，所述极柱托部与所述绝缘件的下端抵接，所述绝缘件与所述压紧组件、所述极柱及所述盖板之间均为过盈配合。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述盖板具有朝向所述绝缘件凸设的第一凸部，所述第一凸部与所述绝缘件抵接。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述绝缘件具有相对的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板位于所述盖板与所述极柱托部之间，且所述第一侧板远离所述极柱本体的一端延伸至凸出于所述极柱托部；所述第二侧板位于所述压紧组件与所述盖板之间，且所述第二侧板远离所述极柱本体的一端延伸至凸出于所述压紧组件。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述压紧组件包括环设于所述极柱本体外周的固定环和套设在所述固定环上端的扣板，所述扣板具有与所述固定环的外周相配合的凹槽，且所述扣板完全覆盖所述极柱远离所述极组的一端面和所述固定环远离所述极组的一端面，所述固定环与所述扣板之间以及所述扣板与所述极柱本体之间均为面接触。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，所述扣板与所述极柱本体之间熔融连接，所述扣板与所述极柱本体的熔融处位于所述极柱本体的轴心处；
所述扣板与所述固定环之间熔融连接，所述扣板与所述固定环之间的熔融处为环形结构，所述环形结构与所述极柱本体同轴。
6.根据权利要求1至5任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述极柱托部远离所述极柱本体的一端通过第一导体与所述极组连接，所述第一导体呈迂曲结构。
7.根据权利要求1至5任一项所述的锂离子电池，其特征在于，还包括与所述极柱同轴的环形的支撑件，所述支撑件位于所述盖板与所述极组之间，且所述支撑件的一端与所述盖板接触，另一端与所述极组接触，所述支撑件的外壁邻近所述外壳。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述支撑件上沿其长度方向开设有若干通孔。
9.根据权利要求1至5任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述盖板的外侧环设有限位凹槽，所述外壳的内侧环设有所述限位凹槽卡接配合的凸台；
所述极组还通过第二导体与所述外壳连接，所述第二导体远离所述极组的一端固定于所述限位凹槽与所述凸台之间。
10.根据权利要求1至5任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述外壳的底部与所述极组之间设置有隔离件，所述外壳上设置有安全泄槽，所述安全泄槽的开口背离所述极组。
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