CN107968161A - 一种注塑式盖帽一体包覆电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种注塑式盖帽一体包覆电池，涉及电池技术领域。注塑式盖帽一体包覆电池中，钢壳为一体式结构，钢壳的中部具有向内凸起的卡接部，注塑体的上端支撑起降压电路板。电芯位于卡接部的下方。导电管贯穿注塑体，正极帽、降压电路板、导电管、正极引线和电芯的正极端依次电连接。钢壳的下端与电芯的负极端电连接，钢壳的上端通过负极引线与降压电路板电连接。该注塑式盖帽一体包覆电池的钢壳为包覆式的一体结构，结构简单紧凑，基于所述卡接部，能够使各个零部件便捷准确地安装在钢壳内，加工方便，性能更优。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种注塑式盖帽一体包覆电池。
背景技术
在电子产品非常普及的今天，电池是一个应用非常广泛的产品，电池的种类很多，有碱性锌锰电池、镉镍电池、氢镍电池、锂电池、锂离子电池等，还包括燃料电池、太阳能电池等。
其中的锂离子电池已经被人们广泛使用，锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极材料是碳材，电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出，来实现电池的充放电过程，为了区别于传统意义上的锂电池，所以人们称之为锂离子电池。
锂离子电池自问世以来，因其卓越的性能得到了迅猛的发展，并广泛地应用于社会。锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，像大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等，且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。应用表明，锂离子电池足一种理想的小型绿色电源。
目前，传统的锂离子电池一般采用两段式结构，即分为包含电路板的工作部分和包含锂电芯的部分，然后两部分焊接成一体。这种结构形式，不仅结构复杂，加工繁琐，而且电池性能较差。其结构要么密封不防爆，要么开放不防水，且工艺复杂、成本高。
现有钢壳电池由钢壳、盖帽组件将电芯直接密闭而成，根据材料特性构成镍氢电池或锂离子电池。由于锂离子电池必须具有充放电保护电路的要求，因而这类钢壳锂离子电池还只能称为电芯或者工业电池，不适宜消费用户直接操作使用。
因此，设计一种结构简单、加工方便、防爆防水且性能优良的锂离子电池，是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种注塑式盖帽一体包覆电池，其旨在至少部分解决现有的锂离子电池不仅结构复杂，加工繁琐，而且电池性能较差的技术问题。
本发明提供的第一种技术方案：
一种注塑式盖帽一体包覆电池包括外皮、钢壳以及设置在所述钢壳内部的正极帽、电路板、注塑体、导电管、正极引线、负极引线和电芯；
所述钢壳为一体式结构；所述外皮包覆在所述钢壳的外表面；所述正极帽设置在所述钢壳内部的上端，所述正极帽的下方依次设置有所述电路板、所述注塑体、所述正极引线和所述电芯；所述导电管贯穿所述注塑体，所述正极帽、所述电路板、所述导电管、所述正极引线和所述电芯的正极端依次电连接；
所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部，所述注塑体的下端支撑在所述卡接部上，所述注塑体的上端支撑起所述电路板；所述电芯位于所述卡接部的下方；
所述钢壳的下端与所述电芯的负极端电连接，所述钢壳的上端通过所述负极引线与所述电路板电连接。
进一步地，所述电路板包括电感，所述电感镶嵌在所述注塑体内。
进一步地，所述注塑式盖帽一体包覆电池还包括防爆钢珠；所述防爆钢珠可移动地安装在所述导电管的内部；所述导电管从上至下分为第一段、第二段和第三段，所述第一段、所述第二段和所述第三段的内径依次减小；所述防爆钢珠的直径等于所述第二段的内径。
进一步地，所述导电管位于所述正极帽的正下方，所述正极帽上开设有透气孔，所述透气孔与所述导电管连通。
进一步地，所述注塑式盖帽一体包覆电池还包括隔板；所述隔板安装在所述卡接部与所述电芯之间，所述隔板开设有多个通孔。
进一步地，所述正极引线为U型弹片，所述U型弹片的一端与所述导电管电连接，所述U型弹片的另一端越过所述隔板的边缘与所述电芯的正极端电连接。
进一步地，所述注塑式盖帽一体包覆电池还包括垫圈，所述垫圈采用绝缘材料制成，所述垫圈将所述负极引线抵触在所述钢壳的内表面。
进一步地，所述负极引线为环状，所述负极引线的截面为U型，所述负极引线包覆在所述垫圈的外周面上。
进一步地，所述垫圈包括相互连接的内环部和外环部，所述内环部的轴向宽度大于所述外环部的轴向宽度，所述负极引线包覆在所述外环部上，所述钢壳的上端具有向内的翻边，所述翻边与所述内环部抵触。
本发明提供的第二种技术方案：
所述注塑式盖帽一体包覆电池包括外皮、钢壳以及设置在所述钢壳内部的正极帽、电路板、注塑体、正极引线、负极引线和电芯；
所述钢壳为一体式结构；所述外皮包覆在所述钢壳的外表面；所述正极帽设置在所述钢壳内部的上端，所述正极帽的下方依次设置有所述电路板、所述注塑体、所述正极引线和所述电芯；所述正极帽、所述电路板、所述正极引线和所述电芯的正极端依次电连接；
所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部，所述注塑体的下端支撑在所述卡接部上，所述注塑体的上端支撑起所述电路板；所述电芯位于所述卡接部的下方；
所述钢壳的下端与所述电芯的负极端电连接，所述钢壳的上端通过所述负极引线与所述电路板电连接；
所述注塑体内开设有通道，所述通道内设置有防爆钢珠。
相比现有的锂离子电池，本发明提供的注塑式盖帽一体包覆电池的有益效果是：
首先，钢壳为一体式结构，正极帽、电路板、注塑体、导电管、正极引线、负极引线和电芯均设置在所述钢壳内部，从而形成了包覆式的一体结构，结构简单紧凑。
其次，所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部，所述注塑体的下端支撑在所述卡接部上，所述注塑体的上端支撑起所述电路板；所述电芯位于所述卡接部的下方；这样，所述电路板和所述电芯在钢壳的内部位置稳固，而且，基于所述卡接部，能够使各个零部件便捷准确地安装在钢壳内，加工方便，性能更优。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的注塑式盖帽一体包覆电池的结构示意图。
图2为本发明第一实施例提供的注塑式盖帽一体包覆电池去除外皮的结构示意图。
图3为本发明第一实施例提供的注塑式盖帽一体包覆电池的全剖结构示意图。
图4为图3中上端部分的放大结构示意图。
图5为本发明第二实施例提供的注塑式盖帽一体包覆电池的上端部分的放大结构示意图。
图标：100-注塑式盖帽一体包覆电池；1-外皮；2-钢壳；21-翻边；22-卡接部；3-正极帽；31-透气孔；4-负极引线；5-垫圈；51-内环部；52-外环部；6-电路板；7-注塑体；8-导电管；81-第一段；82-第二段；83-第三段；9-防爆钢珠；10-正极引线；11-隔板；111-通孔；12-电芯。
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中的附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。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。
第一实施例
请参阅图1至图4，本实施例提供了一种注塑式盖帽一体包覆电池100，注塑式盖帽一体包覆电池100为锂离子电池。注塑式盖帽一体包覆电池100包括外皮1、钢壳2以及设置在钢壳2内部的正极帽3、电路板6、注塑体7、导电管8、防爆钢珠9、隔板11、正极引线10、负极引线4、垫圈5和电芯12。其中，电芯12可以是锂电芯或钠电芯。
外皮1采用绝缘材料制成。钢壳2为一体式结构。外皮1包覆在钢壳2的外表面。钢壳2的上端具有向内的翻边21，钢壳2的中部具有向内凸起的卡接部22。负极引线4、垫圈5、电路板6、注塑体7、导电管8、防爆钢珠9设置在翻边21与卡接部22之间。隔板11和电芯12设置在卡接部22与钢壳2的底部之间。
正极帽3设置在钢壳2内部的上端，正极帽3的下方依次设置有电路板6、注塑体7、正极引线10和电芯12。隔板11安装在卡接部22与电芯12之间。注塑体7的下端支撑在卡接部22上，注塑体7的上端支撑起电路板6。
导电管8贯穿注塑体7，正极帽3、电路板6、导电管8、正极引线10和电芯12的正极端依次电连接。电路板6包括电感等元器件，电感等元器件镶嵌在注塑体7内。
钢壳2的下端与电芯12的负极端电连接，钢壳2的上端通过负极引线4与电路板6电连接。垫圈5采用绝缘材料制成，垫圈5将负极引线4抵触在钢壳2的内表面。
具体的，负极引线4为环状，负极引线4的截面为U型，负极引线4包覆在垫圈5的外周面上。垫圈5包括相互连接的内环部51和外环部52，内环部51的轴向宽度大于外环部52的轴向宽度，负极引线4包覆在外环部52上，钢壳2的上端具有向内的翻边21，翻边21与内环部51抵触。
正极引线10为U型弹片，U型弹片的一端与导电管8电连接，U型弹片的另一端越过隔板11的边缘与电芯12的正极端电连接。
导电管8位于正极帽3的正下方，防爆钢珠9可移动地安装在导电管8的内部。导电管8从上至下分为第一段81、第二段82和第三段83，第一段81、第二段82和第三段83的内径依次减小。
防爆钢珠9的直径等于第二段82的内径。正极帽3上开设有透气孔31，透气孔31与导电管8连通。隔板11开设有多个通孔111。
在其他实施例中，导电管8可以不设置第三段83，简化导电管8的结构。
电芯12在工作过程中会产生气体，气体经过隔板11上的通孔111进入导电管8的第三段83内，当气体的压力到达一定后，气体将防爆钢珠9向上顶起，使防爆钢珠9进入导电管8的第一段81或脱离导电管8，使气体通过导电管8进入正极帽3，最终通过正极帽3上的透气孔31排出到外界，从而避免钢壳2内部气压过大、造成爆炸，提高安全性。
导电管8的外周面上开设有凹槽，注塑体7对应凹槽的位置具有凸起，凹槽与凸起相配合，从而使注塑体7与导电管8配合紧密、牢固，使注塑体7下方的零部件位置固定，性能稳定。
本实施例提供的注塑式盖帽一体包覆电池100的有益效果是：
首先，钢壳2为一体式结构，正极帽3、电路板6、注塑体7、导电管8、正极引线10、负极引线4和电芯12均设置在钢壳2内部，从而形成了包覆式的一体结构，结构简单紧凑。
其次，钢壳2的中部具有向内凸起的卡接部22，注塑体7的下端支撑在卡接部22上，注塑体7的上端支撑起电路板6。电芯12位于卡接部22的下方。这样，电路板6和电芯12在钢壳2的内部位置稳固，而且，基于卡接部22，能够使各个零部件便捷准确地安装在钢壳2内，加工方便，性能更优。
最后，导电管8、防爆钢珠9等部件组成的泄压防爆系统，能够避免钢壳2内部气压过大、造成爆炸，提高安全性。
第二实施例
请参阅图5，本实施例提供了一种注塑式盖帽一体包覆电池100，其与第一实施例提供的注塑式盖帽一体包覆电池100结构相近，不同之处在于，本实施例的注塑式盖帽一体包覆电池100中未设置导电管8。
注塑体7内开设有通道，通道从上至下分为第一段81、第二段82和第三段83，第一段81、第二段82和第三段83的内径依次减小。防爆钢珠9的直径等于第二段82的内径。
电芯12在工作过程中会产生气体，当气体的压力到达一定后，气体将防爆钢珠9向上顶起，使防爆钢珠9进入第一段81或脱离通道，从而起到泄压的作用。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种注塑式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述注塑式盖帽一体包覆电池包括外皮、钢壳以及设置在所述钢壳内部的正极帽、电路板、注塑体、导电管、正极引线、负极引线和电芯；
所述钢壳为一体式结构；所述外皮包覆在所述钢壳的外表面；所述正极帽设置在所述钢壳内部的上端，所述正极帽的下方依次设置有所述电路板、所述注塑体、所述正极引线和所述电芯；所述导电管贯穿所述注塑体，所述正极帽、所述电路板、所述导电管、所述正极引线和所述电芯的正极端依次电连接；
所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部，所述注塑体的下端支撑在所述卡接部上，所述注塑体的上端支撑起所述电路板；所述电芯位于所述卡接部的下方；
所述钢壳的下端与所述电芯的负极端电连接，所述钢壳的上端通过所述负极引线与所述电路板电连接。
2.根据权利要求1所述的注塑式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述电路板包括电感，所述电感镶嵌在所述注塑体内。
3.根据权利要求1所述的注塑式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述注塑式盖帽一体包覆电池还包括防爆钢珠；所述防爆钢珠可移动地安装在所述导电管的内部；所述导电管从上至下分为第一段、第二段和第三段，所述第一段、所述第二段和所述第三段的内径依次减小；所述防爆钢珠的直径等于所述第二段的内径。
4.根据权利要求3所述的注塑式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述导电管位于所述正极帽的正下方，所述正极帽上开设有透气孔，所述透气孔与所述导电管连通。
5.根据权利要求1所述的注塑式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述注塑式盖帽一体包覆电池还包括隔板；所述隔板安装在所述卡接部与所述电芯之间，所述隔板开设有多个通孔。
6.根据权利要求5所述的注塑式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述正极引线为U型弹片，所述U型弹片的一端与所述导电管电连接，所述U型弹片的另一端越过所述隔板的边缘与所述电芯的正极端电连接。
7.根据权利要求1所述的注塑式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述注塑式盖帽一体包覆电池还包括垫圈，所述垫圈采用绝缘材料制成，所述垫圈将所述负极引线抵触在所述钢壳的内表面。
8.根据权利要求7所述的注塑式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述负极引线为环状，所述负极引线的截面为U型，所述负极引线包覆在所述垫圈的外周面上。
9.根据权利要求8所述的注塑式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述垫圈包括相互连接的内环部和外环部，所述内环部的轴向宽度大于所述外环部的轴向宽度，所述负极引线包覆在所述外环部上，所述钢壳的上端具有向内的翻边，所述翻边与所述内环部抵触。
10.一种注塑式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述注塑式盖帽一体包覆电池包括外皮、钢壳以及设置在所述钢壳内部的正极帽、电路板、注塑体、正极引线、负极引线和电芯；
所述钢壳为一体式结构；所述外皮包覆在所述钢壳的外表面；所述正极帽设置在所述钢壳内部的上端，所述正极帽的下方依次设置有所述电路板、所述注塑体、所述正极引线和所述电芯；所述正极帽、所述电路板、所述正极引线和所述电芯的正极端依次电连接；
所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部，所述注塑体的下端支撑在所述卡接部上，所述注塑体的上端支撑起所述电路板；所述电芯位于所述卡接部的下方；
所述钢壳的下端与所述电芯的负极端电连接，所述钢壳的上端通过所述负极引线与所述电路板电连接；
所述注塑体内开设有通道，所述通道内设置有防爆钢珠。
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