CN108199091A - 锂电池及其电池壳体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂电池及其电池壳体，电池壳体包括同心设置的内壳及外壳、两个盖板及两个电极组件。内壳收容于外壳内，两个盖板分别与外壳两端开口的边缘密封连接，以密封外壳两端的开口，且内壳夹持于两个盖板之间。锂电池的电芯为环状结构并套设于内壳上，而锂电池工作时，中空的电芯内部的发热量将显著较少。而且，内壳与电芯的内部接触，故还可起到导热作用。因此，电芯工作时产生的热量还可通过内壳快速传导至两端的盖板上并进一步散发。上述锂电池一方面能降低电芯内部的发热量，另一方面还能加快电芯内部的热量散发。可见，上述锂电池及其电池壳体的散热性得到有效地改善。

Description

锂电池及其电池壳体

技术领域

本发明涉及储能设备技术领域，特别涉及一种锂电池及其电池壳体。

背景技术

锂电池在工作和生活中应用非常广泛，锂电池储电性能和放电性能较好，受到大多数人们的欢迎。随着锂电池技术的快速发展，以及电动汽车等新能源应用领域对锂电池的要求越来越高，锂电池的容量、功率也越来越大。

而随着电池容量、功率的增大，锂电池在工作状态时的发热量也增加。热量如不及时散去，将导致电池内部温度升高，并最终导致电池变形、影响电池充放电质量甚至造成爆炸。

然而，常见的锂电池一般采用的是方形或圆形实心结构，该结构的散热性较差。而电池容量增大后，电芯的体积也随之增加。此时，电芯内部的热量则难以快速散发出来。因此，热量逐渐积累会导致热失控，继而产生爆炸起火等安全事故，存在极大的安全隐患。

发明内容

基于此，有必要针对现有锂电池散热性较差的问题，提供一种散热性较好的锂电池及其电池壳体。

一种电池壳体，包括：

外壳，呈两端开口的中空柱状结构；

两个盖板，分别与所述外壳两端开口的边缘密封连接，以密封所述外壳两端的开口；

呈柱状结构的内壳，收容于所述外壳内并与所述外壳同心设置，以在所述外壳的内壁与所述内壳的外壁之间形成收容腔，所述内壳夹持于所述两个盖板之间；及

两个电极组件，所述电极组件包括电极柱及集流体，所述集流体收容并固定于所述外壳内，所述电极柱穿设于所述盖板并与所述集流体电连接。

在其中一个实施例中，所述两个盖板可拆卸地与所述外壳两端开口的边缘密封连接。

在其中一个实施例中，还包括密封圈及螺纹紧固件，所述盖板的边缘及所述外壳开口的端面对应的位置开设有螺孔，所述螺纹紧固件与所述螺孔螺合，以将所述密封圈夹持于所述盖板与所述外壳开口的端面之间。

在其中一个实施例中，还包括防爆阀，至少一个所述盖板上开设有与所述收容腔连通的注液口，所述防爆阀可拆卸地安装于所述注液口的边缘并覆盖所述注液口。

在其中一个实施例中，所述两个电极组件分别位于所述外壳的两端，且所述两个电极组件中的所述电极柱分别设置于所述两个盖板上。

在其中一个实施例中，每个电极组件中的所述电极柱均为两个，且两个所述电极柱间隔设置于所述盖板上。

在其中一个实施例中，所述电极柱位于所述外壳内的一端设置有外螺纹，所述集流体设置有具有内螺纹的套筒，所述电极柱与所述套筒螺合。

在其中一个实施例中，所述电极柱位于所述盖板外侧的一端设置有外螺纹，位于所述盖板内侧的一端设置有环形的限位部，所述盖板上开设有安装孔，所述正极组件还包括紧固螺母，所述紧固螺母与所述电极柱设置有所述外螺纹的一端螺合，以使所述限位部与盖板的内壁抵持。

在其中一个实施例中，所述外壳及所述内壳的外壁套均套设有绝缘套。

一种锂电池，包括：

如上述优选实施例中任一项所述的电池壳体，所述收容腔内容纳有电解液；及

环形的电芯，收容于所述外壳内并套设于所述外壳，所述集流体与所述电芯电连接。

上述锂电池及其电池壳体，电芯为环状结构并套设于内壳上，而锂电池工作时，中空的电芯内部的发热量将显著较少。而且，内壳与电芯的内部接触，故还可起到导热作用。因此，电芯工作时产生的热量还可通过内壳快速传导至两端的盖板上并进一步散发。上述锂电池一方面能降低电芯内部的发热量，另一方面还能加快电芯内部的热量散发。可见，上述锂电池及其电池壳体的散热性得到有效地改善。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中电池壳体的结构示意图；

图2为图1所示电池壳体的爆炸图；

图3为图1所示电池壳体的剖视图；

图4为图1所示电池壳体中电极柱的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供了一种锂电池及其电池壳体。其中，锂电池包括上述电池壳体及收容于上述电池壳体内的电芯。电芯由正极材料、隔膜及负极材料形成。具体的，正极材料可以为二氧化锰、锂合金金属氧化物，负极材料可以为金属锂、石墨等。

请参阅图1及图2，本发明较佳实施例中的电池壳体100包括外壳110、盖板120、内壳130及电极组件140。

外壳110呈两端开口的中空柱状结构。具体的，其形状可根据锂电池的所需的外部轮廓进行调整，可以为圆柱形、方形等其他形状。外壳110一般由金属材料制成。而且，为了防止发生短路，本实施例中的外壳110的外壁套设有绝缘套(图未标)。

盖板120主要用于密封外壳110的开口，其材质可以为金属、塑料或其他强度符合要求的材料。其中，盖板120为两个，且分别与外壳110两端开口的边缘密封连接，以密封外壳110两端的开口。盖板120可通过焊接的方式与外壳110连接，也可通过其他可拆卸地方式实现连接。

在本实施例中，两个盖板120可拆卸地与外壳110两端开口的边缘密封连接。具体的，可通过螺纹紧固、卡合等方式实现可拆卸地密封。因此，外壳110可重复打开或关闭。当锂电池内的电芯或其他元件损坏后，可打开外壳110进行更换，从而可实现电池壳体100的重复利用。

而且，由于在外壳110的密封过程中无需进行焊接，故可有利于节省成本并提高锂电池的组装效率。

进一步的，在本实施例中，电池壳体100还包括密封圈150及螺纹紧固件160。盖板120的边缘及外壳110开口的端面对应的位置开设有螺孔(图未示)，螺纹紧固件160与螺孔螺合，以将密封圈150夹持于盖板120与外壳110开口的端面之间。

螺纹紧固的方式能使盖板120与外壳110连接牢固，而密封圈150可实现有效地密封。而且，为了获得更好的固定效果，多个螺孔及多个螺纹紧固件160沿盖板120的周向间隔分布。

请一并参阅图3，内壳130呈柱状结构。具体的，内壳130的材质及形状与外壳110均相似。但是，内壳130的径向尺寸小于外壳110，且内壳130既可为中空，也可为实心结构。而且，为了防止发生短路，本实施例中的内壳130的外壁也套设有绝缘套(图未标)。其中，内壳130收容于外壳110内并与外壳110同心设置，以在外壳110的内壁与内壳130的外壁之间形成收容腔101。而且，内壳130夹持于两个盖板120之间。

在上述锂电池中，收容腔101容纳有电解液。而且，电芯呈环状，并套设于内壳130上。由于内壳130与电芯的内部接触，故内壳130还可起到导热作用。因此，电芯工作时产生的热量可通过内壳130快速传导至两端的盖板120上并进一步散发，故能提高电芯内部热量的散发效率。

具体在本实施例中，内壳130为中空结构，且两个盖板120上分别开设有与内壳130连通的通风孔(图未示)。电芯内部产生的热量首先可传导至内壳130内。进一步的，两端的通风孔有利于在中空的内壳130内形成空气对流，从而快速地将热量带走。因此，电池壳体100的散热性能进一步提升。

在本实施例中，电池壳体100还包括防爆阀170，至少一个盖板120上开设有与收容腔101连通的注液口121。防爆阀170可拆卸地安装于注液口121的边缘并覆盖注液口121。

具体的，防爆阀170可通过螺纹紧固的方式安装于注液口121的边缘。其中，防爆阀170上的防爆片(图未示)通过焊接的方式安装于防爆阀170上。当收容腔101内电解液温度过高、压力过大时，防爆片可被冲开，从而起到泄压的作用，以防止锂电池爆炸。此外，将防爆阀170拆卸后可使注液口121暴露出来，且通过注液口121可对收容腔101内的补电解液进行补充。

电极组件140为两个，分别用于作为锂电池的正极及负极。其中，两个电极组件140既可设置于锂电池的同一端，也可分别设置于锂电池的两端。电极组件140包括电极柱141及集流体143。集流体143收容并固定于外壳110内，电极柱141穿设于盖板120并与集流体143电连接。

具体的，电极柱141一部分位于外壳110的外部，用于使锂电池与用电器或其他电源进行能量交流。而且，电极柱141与盖板120之间经过密封及绝缘处理。

在本实施例中，电极柱141位于外壳110内的一端设置有外螺纹，集流体143设置有具有内螺纹的套筒1432。电极柱141与套筒1432螺合，以使电极柱141与集流体143实现电连接。

因此，电极柱141与集流体143之间无需通过焊接，从而可避免出现虚焊并减少接触电阻，可在一定程度内提高锂电池内部的导流效率。

在上述锂电池中，集流体143与电芯电连接，用于汇集电流。具体的，作为电池正极的电极组件140中的集流体143与电芯中的正极材料电连接；而作为电池负极的电极组件140中的集流体143则与电芯中的负极材料电连接。而且，为了增大与电芯的接触面积，本实施例中的集流体143采用全极耳的方式与电芯进行激光焊接。

在本实施例中，两个电极组件140分别位于外壳110的两端，且两个电极组件140中的电极柱141分别设置于两个盖板120上。

也就是说，锂电池的正、负极分别从两端引出。一方面，正负极对应的集流体143可分别设置于外壳110的两端，从而有利于外壳110内部集流体143布局。另一方面，电池的正负极位于两端，可方便锂电池的使用。

在本实施例中，每个电极组件140中的电极柱141均为两个，且两个电极柱141间隔设置于盖板120上。

具体的，当锂电池的电池容量提升时，其工作时的输出电流也会提升。因此，通过设置两个电极柱141，可有效地增大过流面积，从而可保证测试和使用过程中的安全。此外，两个电极柱141中可任意选取一个用于电能输出。因此，在用于将锂电池组装成电池包时，便于打包及引线。

请一并参阅图4，在本实施例中，电极柱141位于盖板120外侧的一端设置有外螺纹，位于盖板120内侧的一端设置有环形的限位部1412，盖板120上开设有安装孔(图未示。电极组件140还包括紧固螺母145，紧固螺母145与电极柱141位于盖板120外侧的一端螺合，以使限位部1412与盖板120的内壁抵持。

具体的，盖板120的外侧及内侧分别指的是盖板120背向收容腔101及朝向收容腔101的一侧。其中，电极柱141通过限位部1412与紧固螺母145配合与盖板120夹紧实现安装。因此，电极柱141也可拆卸，便于锂电池的组装及电池壳体100的重复利用。

上述锂电池及其电池壳体100，电芯为环状结构并套设于内壳130上，而锂电池工作时，中空的电芯内部的发热量将显著较少。而且，内壳130与电芯的内部接触，故还可起到导热作用。因此，电芯工作时产生的热量还可通过内壳130快速传导至两端的盖板120上并进一步散发。上述锂电池一方面能降低电芯内部的发热量，另一方面还能通过设置的内壳130加快电芯内部的热量散发。可见，上述锂电池及其电池壳体100的散热性得到有效地改善。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池壳体，其特征在于，包括：

外壳，呈两端开口的中空柱状结构；

两个盖板，分别与所述外壳两端开口的边缘密封连接，以密封所述外壳两端的开口；

呈柱状结构的内壳，收容于所述外壳内并与所述外壳同心设置，以在所述外壳的内壁与所述内壳的外壁之间形成收容腔，所述内壳夹持于所述两个盖板之间；及

两个电极组件，所述电极组件包括电极柱及集流体，所述集流体收容并固定于所述外壳内，所述电极柱穿设于所述盖板并与所述集流体电连接。

2.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述两个盖板可拆卸地与所述外壳两端开口的边缘密封连接。

3.根据权利要求2所述的电池壳体，其特征在于，还包括密封圈及螺纹紧固件，所述盖板的边缘及所述外壳开口的端面对应的位置开设有螺孔，所述螺纹紧固件与所述螺孔螺合，以将所述密封圈夹持于所述盖板与所述外壳开口的端面之间。

4.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，还包括防爆阀，至少一个所述盖板上开设有与所述收容腔连通的注液口，所述防爆阀可拆卸地安装于所述注液口的边缘并覆盖所述注液口。

5.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述两个电极组件分别位于所述外壳的两端，且所述两个电极组件中的所述电极柱分别设置于所述两个盖板上。

6.根据权利要求5所述的电池壳体，其特征在于，每个电极组件中的所述电极柱均为两个，且两个所述电极柱间隔设置于所述盖板上。

7.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述电极柱位于所述外壳内的一端设置有外螺纹，所述集流体设置有具有内螺纹的套筒，所述电极柱与所述套筒螺合。

8.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述电极柱位于所述盖板外侧的一端设置有外螺纹，位于所述盖板内侧的一端设置有环形的限位部，所述盖板上开设有安装孔，所述正极组件还包括紧固螺母，所述紧固螺母与所述电极柱设置有所述外螺纹的一端螺合，以使所述限位部与盖板的内壁抵持。

9.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述外壳及所述内壳的外壁套均套设有绝缘套。

10.一种锂电池，其特征在于，包括：

如上述权利要求1至9任一项所述的电池壳体，所述收容腔内容纳有电解液；及

环形的电芯，收容于所述外壳内并套设于所述外壳，所述集流体与所述电芯电连接。