CN108428922A - 一种柱型电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种柱型电池，包括电池壳体，所述电池壳体内的中部设有电芯，所述电池壳体的端部设有盖帽结构，所述电芯的负极耳与所述电池壳体的内侧壁相焊接，所述电芯的正极耳与所述盖帽结构相焊接；与传统电池相比，该柱型电池，电池高度方向会占用少量空间，但内部电芯中孔可以做到很小，占用的直径空间比例很小，大大提高超细直径电池的能量密度，而且负极焊接不用焊接到外壳的底部，加工性更好。

Description

一种柱型电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种柱型电池。
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，如图1所示，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。
上述圆柱锂离子电池，如图1，分别外壳100带负电，帽盖20带正电，其内部极片如图2、3所示，负极片30的负极耳40焊接于负极片30的侧边空白箔50处；正极片60的极耳70，焊接于正极片60的侧边方空箔80处；再通过圆柱形卷针将正负极极片和隔膜卷绕成圆柱形电芯，如图4示，该电芯中间有一直径2～3mm的中孔90，上下分别输出正负极耳70和40；再将上述负极耳40弯折90度，盖住电芯的下部中孔90，如图5示；再入壳100，通过电芯中孔90，用焊针将上述负极耳40与外壳100的底部点焊，实现负极的焊接导通；电芯的正极极耳70，与帽盖20的底部110点焊，实现正极的焊接。这样，外壳带负电，帽盖带正电。再通过外壳100上的向内滚槽140，与帽盖外的塑料密封圈120压迫，外壳100的口部130通过模具成型实现电池的密封，如图6示。
此种设计技术，较适用于较大直径的圆柱电池，电芯内部2～3mm直径的中孔，占用的体积比例有限。
但对于较小直径的圆柱电池，要充分利用直径方向的空间，上述技术则有明显的不足。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种柱型电池，能充分利用直径空间，大大提高电池的能量密度。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供了一种柱型电池，包括电池壳体，所述电池壳体内的中部设有电芯，所述电池壳体的端部设有盖帽结构，所述电芯的负极耳与所述电池壳体的内侧壁相焊接，所述电芯的正极耳与所述盖帽结构相焊接；
所述盖帽结构包括钢帽和平板状的铝片，所述铝片焊接在所述钢帽的开口端，所述铝片和所述钢帽之间设有容置空间，所述容置空间的一侧设有开孔，所述铝片上与所述开孔相对的一侧间隔设有一圈安全阀。
进一步，所述铝片的一侧为薄状，所述铝片的另一侧为厚状，所述薄状的一侧设有上述一圈安全阀，所述厚状一侧的厚度填充整个所述容置空间。
进一步，所述电芯包括正极片和负极片，所述正极片和所述负极片之间设有隔膜，所述正极片、所述隔膜和所述负极片螺旋卷绕成所述电芯。
进一步，所述正极片包括集流体铝箔，所述集流体铝箔上涂有正极活性物质，所述集流体铝箔顶端的一侧处为正极空铝箔，所述正极耳焊接于所述正极空铝箔上。
进一步，所述空铝箔的宽度为1～5mm，所述空铝箔的长度为介于所述正极耳的宽度和所述正极片的总长度之间。
进一步，所述正极活性物质包括：钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂、钴镍锰酸锂、钴镍酸锂、镍酸锂一种或多种的混合物。
进一步，所述负极片包括集流体铜箔，所述集流体铜箔上涂有负极活性物质，所述集流体铜箔的一侧处为负极空铜箔，所述负极耳焊接于所述负极空铜箔上。
进一步，所述负极活性物质包括：石墨、中间相碳微球、钛酸锂、硅碳材料的一种或多种的混合物。
本发明的有益效果为：与传统电池相比，该柱型电池，电池高度方向会占用少量空间，但内部电芯中孔可以做到很小，占用的直径空间比例很小，大大提高超细直径电池的能量密度，而且负极焊接不用焊接到外壳的底部，加工性更好。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图之一；
图2为现有技术的结构示意图之二；
图3为现有技术的结构示意图之三；
图4为现有技术的结构示意图之四；
图5为现有技术的结构示意图之五；
图6为现有技术的结构示意图之六；
图7为正极片的结构示意图；
图8为负极片的结构示意图；
图9为柱型电池的结构示意图之一；
图10为柱型电池的结构示意图之二；
图11为盖帽结构的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图9和图10，一种柱型电池，包括电池壳体24，所述电池壳体24内的中部设有电芯22，所述电池壳体24的端部设有盖帽结构23，所述电芯22的负极耳20与所述电池壳体24的内侧壁相焊接，即外壳带负电。
所述电芯22的正极耳17与所述盖帽结构23下面的铝片232相焊接，即帽盖带正电。
请参阅图11，所述盖帽结构23包括钢帽231和平板状的铝片232，所述铝片232焊接在所述钢帽231的开口端，所述铝片232和所述钢帽231之间设有容置空间，所述容置空间的一侧设有开孔233，所述铝片232上与所述开孔233相对的一侧间隔设有一圈安全阀234。
所述铝片232的一侧为薄状，所述铝片232的另一侧为厚状，所述薄状的一侧设有一圈安全阀234，所述厚状一侧的厚度填充整个所述容置空间。
其中，该安全阀234处的铝片232厚度为0.02～0.1mm，当电池滥用时，内压大时，会压迫安全阀234，使之变形，冲破，内部气压从帽盖结构23的开孔233处释放，完成泄压。
该铝片232的厚度呈现台阶状，即一边的厚度大于另一边。安全阀234处的铝片232厚度较小，且与盖帽结构23间有间隔，保证泄气的作用，而安全阀234之外的铝片232厚度较大，与盖帽结构23间无间隙，在焊接正极耳17时，起到支撑的作用，从而保证该铝片232与正极耳17焊接时，受力强度大、不变形，不会破坏安全阀234的结构。
此外，上述描述表述了，外壳带负极、盖帽结构带正电的详细结构，对于相反的带点结构，即盖帽结构带负电，外壳带正电的情形，结构相似，只是将上述正、负极片的结构互换，也在本发明的保护范围内。
所述电芯22包括正极片15和负极片18，所述正极片15和所述负极片18之间设有隔膜，所述正极片15、所述隔膜和所述负极片18螺旋卷绕成所述电芯22。电芯22的中孔21可以很小，2mm以下，输出端是正极耳17和负极耳20，其中，负极耳20在电芯圆周的外围。
请参阅图7，所述正极片15包括集流体铝箔，所述集流体铝箔上涂有正极活性物质，所述集流体铝箔顶端的一侧处为正极空铝箔16，所述正极耳17焊接于所述正极空铝箔16上。
所述空铝箔16的宽度为1～5mm，所述空铝箔16的长度为介于所述正极耳17的宽度和所述正极片15的总长度之间。
所述正极活性物质包括：钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂、钴镍锰酸锂、钴镍酸锂、镍酸锂一种或多种的混合物。
请参阅图8，所述负极片18包括集流体铜箔，所述集流体铜箔上涂有负极活性物质，所述集流体铜箔的一侧处为负极空铜箔19，所述负极耳20焊接于所述负极空铜箔19上。
所述负极活性物质包括：石墨、中间相碳微球、钛酸锂、硅碳材料的一种或多种的混合物。
其中，正极空铝箔16沿着正极片15的长度方向设置，负极空铜箔19沿着负极片的宽度方向设置。
实施例一：
直径4mm,高度25mm的圆柱电池，电芯中孔1.5mm，直径方向，中孔的面积占比为10％；如果采用传统技术，中孔2.5mm，则中孔面积占比达到39％。本发明的技术，提高了径向利用率29个百分点；而高度方向，本发明技术外壳侧壁焊接占用2mm高度，高度利用率降低约10％，综合电池的能量密度提高19％。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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 (8)

1.一种柱型电池，其特征在于：包括电池壳体(24)，所述电池壳体(24)内的中部设有电芯(22)，所述电池壳体(24)的端部设有盖帽结构(23)，所述电芯(22)的负极耳(20)与所述电池壳体(24)的内侧壁相焊接，所述电芯(22)的正极耳(17)与所述盖帽结构(23)上的铝片(232)相焊接；
所述盖帽结构(23)包括钢帽(231)和平板状的铝片(232)，所述铝片(232)焊接在所述钢帽(231)的开口端，所述铝片(232)和所述钢帽(231)之间设有容置空间，所述容置空间的一侧设有开孔(233)，所述铝片(232)上与所述开孔(233)相对的一侧设有一圈安全阀(234)。
2.根据权利要求1所述的一种柱型电池，其特征在于：所述铝片(232)的一侧为薄状，所述铝片(232)的另一侧为厚状，所述薄状的一侧设有一圈安全阀(234)，所述厚状一侧的厚度填充整个所述容置空间。
3.根据权利要求1所述的一种柱型电池，其特征在于：所述电芯(22)包括正极片(15)和负极片(18)，所述正极片(15)和所述负极片(18)之间设有隔膜，所述正极片(15)、所述隔膜和所述负极片(18)螺旋卷绕成所述电芯(22)，所述电芯(22)的中心处设有中孔(21)，所述中孔(21)的直径小于2mm。
4.根据权利要求1所述的一种柱型电池，其特征在于：所述正极片(15)包括集流体铝箔，所述集流体铝箔上涂有正极活性物质，所述集流体铝箔顶端的一侧处为正极空铝箔(16)，所述正极耳(17)焊接于所述正极空铝箔(16)上。
5.根据权利要求4所述的一种柱型电池，其特征在于：所述空铝箔(16)的宽度为1～5mm，所述空铝箔(16)的长度为介于所述正极耳(17)的宽度和所述正极片(15)的总长度之间。
6.根据权利要求4所述的一种柱型电池，其特征在于：所述正极活性物质包括：钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂、钴镍锰酸锂、钴镍酸锂、镍酸锂一种或多种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种柱型电池，其特征在于：所述负极片(18)包括集流体铜箔，所述集流体铜箔上涂有负极活性物质，所述集流体铜箔的一侧处为负极空铝箔(19)，所述负极耳(20)焊接于所述负极空铝箔(19)上。
8.根据权利要求7所述的一种柱型电池，其特征在于：所述负极活性物质包括：石墨、中间相碳微球、钛酸锂、硅碳材料的一种或多种的混合物。
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