CN107968218A - 一种组合式盖帽一体包覆电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种组合式盖帽一体包覆电池，涉及电池技术领域。该组合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，安装托的下端支撑在卡接部上，安装托的上端支撑起工作电路板。电芯位于卡接部的下方。正极部的下方依次电连接有工作电路板、正极导电环、防爆片、正极引线和电芯的正极端。注塑元器件安装在工作电路板靠近防爆片的一侧，注塑元器件位于正极导电环的内部。该组合式盖帽一体包覆电池的整体形成了包覆式的一体结构，结构简单紧凑，加工方便，性能更优。

Description

一种组合式盖帽一体包覆电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种组合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

本发明提供一种组合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：

一种组合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部、工作电路板、注塑元器件、安装托、正极导电环、防爆片、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；所述正极部设置在所述钢壳内部的上端，所述正极部的下方依次电连接有所述工作电路板、所述正极导电环、所述防爆片、所述正极引线和所述电芯的正极端；所述注塑元器件安装在所述工作电路板靠近所述防爆片的一侧，所述注塑元器件位于所述正极导电环的内部；

所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部，所述安装托的下端支撑在所述卡接部上，所述安装托的上端支撑起所述工作电路板；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工作电路板电连接。

进一步地，所述防爆片上开设有封闭的环形凹槽，所述环形凹槽承受的压力超过预设值后，所述环形凹槽被贯穿。

进一步地，所述环形凹槽开设在所述防爆片靠近所述电芯的表面。

进一步地，所述环形凹槽的深度超过所述防爆片厚度的二分之一。

进一步地，所述安装托为环形，所述安装托设置在所述钢壳的内壁与所述正极导电环之间；

所述注塑元器件位于所述正极导电环的内部，所述注塑元器件与所述正极导电环之间具有间隙。

进一步地，所述工作电路板上对应所述间隙的位置开设有气孔，所述气孔与所述间隙连通。

进一步地，所述组合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，所述垫圈位于所述气孔的上方，所述垫圈靠近所述工作电路板的表面开设有凹槽通道，所述凹槽通道的一端与所述气孔连通，所述凹槽通道的另一端外界连通。

进一步地，所述组合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，所述隔板上开设有多个通孔，所述正极引线经过所述通孔使所述防爆片与所述电芯的正极端电连接。

本发明提供的第二种技术方案：

一种组合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部、工作电路板、注塑元器件、安装托、正极导电环、防爆片、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；所述正极部设置在所述钢壳内部的上端，所述正极部的下方依次电连接有所述工作电路板、所述正极导电环、所述防爆片、所述正极引线和所述电芯的正极端；所述注塑元器件安装在所述工作电路板靠近所述防爆片的一侧，所述注塑元器件位于所述正极导电环的内部；

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工作电路板电连接；

所述钢壳的上端具有向内的翻边，所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部；所述负极引线、所述工作电路板、所述安装托夹持在所述翻边与所述卡接部之间；所述电芯位于所述卡接部的下方。

相比现有的锂离子电池，本发明提供的组合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，正极部、工作电路板、注塑元器件、安装托、正极导电环、防爆片、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，所述安装托的下端支撑在所述卡接部上，所述安装托的上端支撑起所述工作电路板；所述电芯位于所述卡接部的下方；这样，所述安装托、所述工作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组合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组合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组合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组合式盖帽一体包覆电池的结构示意图。

图标：100-组合式盖帽一体包覆电池；110-外皮；120-钢壳；121-翻边；122-卡接部；130-正极部；140-负极引线；150-垫圈；151-凹槽通道；160-工作电路板；161-气孔；170-注塑元器件；180-安装托；190-正极导电环；200-间隙；210-防爆片；211-环形凹槽；220-正极引线；230-隔板；231-通孔；240-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组合式盖帽一体包覆电池100，组合式盖帽一体包覆电池100为锂离子电池。组合式盖帽一体包覆电池100包括外皮110、钢壳120以及设置在钢壳120内部的正极部130、工作电路板160、注塑元器件170、安装托180、正极导电环190、防爆片210、正极引线220、负极引线140、垫圈150、隔板230和电芯240。其中，电芯240为锂电芯、钠电芯等。

外皮110采用绝缘材料制成。钢壳120为一体式结构。外皮110包覆在钢壳120的外表面。钢壳120的上端具有向内的翻边121，钢壳120的中部具有向内凸起的卡接部122。负极引线140、垫圈150、工作电路板160、注塑元器件170、安装托180、正极导电环190、防爆片210设置在翻边121与卡接部122之间。隔板230和电芯240设置在卡接部122与钢壳120的底部之间。这样，整体形成了包覆式的一体结构，结构简单紧凑，而且，基于卡接部122，能够使各个零部件便捷准确地安装在钢壳120内，加工方便，性能更优。

正极部130设置在钢壳120内部的上端，正极部130的下方依次电连接有工作电路板160、正极导电环190、防爆片210、正极引线220和电芯240的正极端。注塑元器件170安装在工作电路板160靠近防爆片210的一侧，注塑元器件170位于正极导电环190的内部。钢壳120的下端与电芯240的负极端电连接，钢壳120的上端通过负极引线140与工作电路板160电连接。

安装托180的下端支撑在卡接部122上，安装托180的上端支撑起工作电路板160。隔板230和电芯240位于卡接部122的下方。隔板230安装在卡接部122与电芯240之间，隔板230上开设有多个通孔231，正极引线220经过通孔231使防爆片210与电芯240的正极端电连接。

防爆片210上开设有封闭的环形凹槽211，环形凹槽211开设在防爆片210靠近电芯240的表面。环形凹槽211的深度超过防爆片210厚度的二分之一。环形凹槽211承受的压力超过预设值后，环形凹槽211被贯穿。

安装托180为环形，安装托180设置在钢壳120的内壁与正极导电环190之间。注塑元器件170位于正极导电环190的内部，注塑元器件170与正极导电环190之间具有间隙200。工作电路板160上对应间隙200的位置开设有气孔161，气孔161与间隙200连通。

垫圈150采用绝缘材料制成，垫圈150将负极引线140抵触在钢壳120的内表面。垫圈150位于气孔161的上方，垫圈150靠近工作电路板160的表面开设有凹槽通道151，凹槽通道151的一端与气孔161连通，凹槽通道151的另一端外界连通。

电芯240在工作过程中会产生气体，气体经过隔板230上的通孔231靠近防爆片210，当气体的压力超过预设值后，气体将撑断防爆片210上的环形凹槽211，使气体穿过防爆片210进入到注塑元器件170与正极导电环190之间的间隙200，最后，气体依次通过工作电路板160上的气孔161和垫圈150上的凹槽通道151释放到外界，从而避免钢壳120内部气压过大、造成爆炸，提高安全性。

本实施例提供的组合式盖帽一体包覆电池100的有益效果是：

首先，钢壳120为一体式结构，正极部130、工作电路板160、注塑元器件170、安装托180、正极导电环190、防爆片210、正极引线220、负极引线140和电芯240均设置在钢壳120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120的中部具有向内凸起的卡接部122，安装托180的下端支撑在卡接部122上，安装托180的上端支撑起工作电路板160。电芯240位于卡接部122的下方。这样，安装托180、工作电路板160和电芯240在钢壳120的内部位置稳固，而且，基于卡接部122，能够使各个零部件便捷准确地安装在钢壳120内，加工方便，性能更优。

最后，防爆片210、间隙200、气孔161、凹槽通道151等组成的泄压防爆系统，能够避免钢壳120内部气压过大、造成爆炸，提高安全性。

第二实施例

本实施例提供了一种组合式盖帽一体包覆电池100，其与第一实施例提供的组合式盖帽一体包覆电池100结构相近，不同之处在于：上端部分的结构不同。

请参阅图5，组合式盖帽一体包覆电池100包括外皮110、钢壳120以及设置在钢壳120内部的正极部130、工作电路板160、注塑元器件170、安装托180、正极导电环190、防爆片210、正极引线220、垫圈150、隔板230和电芯240。

钢壳120为一体式结构。外皮110包覆在钢壳120的外表面。钢壳120的上端具有向内的翻边121，钢壳120的中部具有向内凸起的卡接部122。正极部130设置在钢壳120内部的上端，正极部130的下方依次电连接有工作电路板160、正极导电环190、防爆片210、正极引线220和电芯240的正极端。

安装托180的下端支撑在卡接部122上，安装托180的上端支撑起工作电路板160。隔板230和电芯240位于卡接部122的下方。隔板230安装在卡接部122与电芯240之间，隔板230上开设有多个通孔231，正极引线220经过通孔231使防爆片210与电芯240的正极端电连接。

防爆片210上具有球形薄片，电芯240在工作过程中会产生气体，气体经过隔板230上的通孔231靠近防爆片210，当气体的压力超过预设值后，气体将撑断防爆片210上的球形薄片，使气体穿过防爆片210进入到注塑元器件170与正极导电环190之间的间隙200，最后，气体依次通过工作电路板160上的气孔161释放到外界，从而避免钢壳120内部气压过大、造成爆炸，提高安全性。

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)

1.一种组合式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述组合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部、工作电路板、注塑元器件、安装托、正极导电环、防爆片、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；所述正极部设置在所述钢壳内部的上端，所述正极部的下方依次电连接有所述工作电路板、所述正极导电环、所述防爆片、所述正极引线和所述电芯的正极端；所述注塑元器件安装在所述工作电路板靠近所述防爆片的一侧，所述注塑元器件位于所述正极导电环的内部；

所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部，所述安装托的下端支撑在所述卡接部上，所述安装托的上端支撑起所述工作电路板；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工作电路板电连接。

2.根据权利要求1所述的组合式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述防爆片上开设有封闭的环形凹槽，所述环形凹槽承受的压力超过预设值后，所述环形凹槽被贯穿。

3.根据权利要求2所述的组合式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述环形凹槽开设在所述防爆片靠近所述电芯的表面。

4.根据权利要求2所述的组合式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述环形凹槽的深度超过所述防爆片厚度的二分之一。

5.根据权利要求2所述的组合式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述安装托为环形，所述安装托设置在所述钢壳的内壁与所述正极导电环之间；

所述注塑元器件位于所述正极导电环的内部，所述注塑元器件与所述正极导电环之间具有间隙。

6.根据权利要求5所述的组合式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述工作电路板上对应所述间隙的位置开设有气孔，所述气孔与所述间隙连通。

7.根据权利要求6所述的组合式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述组合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所述的组合式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述垫圈位于所述气孔的上方，所述垫圈靠近所述工作电路板的表面开设有凹槽通道，所述凹槽通道的一端与所述气孔连通，所述凹槽通道的另一端外界连通。

9.根据权利要求1所述的组合式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述组合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，所述隔板上开设有多个通孔，所述正极引线经过所述通孔使所述防爆片与所述电芯的正极端电连接。

10.一种组合式盖帽一体包覆电池，其特征在于，所述组合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部、工作电路板、注塑元器件、安装托、正极导电环、防爆片、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；所述正极部设置在所述钢壳内部的上端，所述正极部的下方依次电连接有所述工作电路板、所述正极导电环、所述防爆片、所述正极引线和所述电芯的正极端；所述注塑元器件安装在所述工作电路板靠近所述防爆片的一侧，所述注塑元器件位于所述正极导电环的内部；

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工作电路板电连接；

所述钢壳的上端具有向内的翻边，所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部；所述负极引线、所述工作电路板、所述安装托夹持在所述翻边与所述卡接部之间；所述电芯位于所述卡接部的下方。