CN109148936B - 一种高扭力动力锂电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高扭力动力锂电池，它包括外壳、电芯、正极集流体、负极集流体、负极盖帽、注液孔和密封件；所述负极盖帽包括与所述壳体另一端相配合的外板件、设置于所述外板件一侧且抵住所述负极集流体的内板件、套在所述外板件中部以使所述外板件与所述内板件相绝缘的绝缘套以及贯穿所述外板件、所述内板件和所述绝缘套以进行夹紧的卡接件，所述负极盖帽还包括固定在所述外板件外侧且套设于所述卡接件外的齿圈，所述卡接件周面上形成有与所述齿圈相啮合的卡齿。负极盖帽中利用齿圈和卡接件上的卡齿进行啮合锁定，极大地提高了锂电池负极的扭力，提高适用性。

Description

一种高扭力动力锂电池

技术领域

本发明属于能源器件领域，涉及一种电池外壳，具体涉及一种高扭力动力锂电池。

背景技术

随着科学技术的不断发展，移动电子设备（如移动电话、笔记本电脑、平板电脑、数码产品、电动汽车等）正在朝着微型化、轻质量、快速充电化、大容量化等方面发展，因此锂电池等能量存储部件的相关技术也需要进一步的提升，而降低成本是上述能量存储部件大规模应用所必须经历的过程。现有的锂电池通常结构复杂，造成组装不便且成本较高；而且在使用时可以承受的扭力较小，因此在使用过程中容易损坏。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种高容量、高扭力的动力锂电池。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高扭力动力锂电池，它包括外壳、电芯、正极集流体、负极集流体、负极盖帽、注液孔和密封件；所述外壳包括两端开口的壳体、形成在所述壳体任一端的限位板以及开设于所述限位板上的第一孔；所述电芯安装在所述壳体内；所述正极集流体包括设置于所述壳体内的正集流块以及形成在所述正集流块表面上且与所述述第一孔相配合的连接凸起，所述正集流块位于所述电芯和所述限位板之间且与所述电芯一端相接触；所述负极集流体安装在所述壳体内且与所述电芯另一端相接触；所述注液孔开设于所述正极集流体上，其内设置有所述密封件；所述负极盖帽包括与所述壳体另一端相配合的外板件、设置于所述外板件一侧且抵住所述负极集流体的内板件、套在所述外板件中部以使所述外板件与所述内板件相绝缘的绝缘套以及贯穿所述外板件、所述内板件和所述绝缘套以进行夹紧的卡接件，所述负极盖帽还包括卡在所述外板件外侧且套设于所述卡接件外的齿圈，所述卡接件周面上形成有与所述齿圈相啮合的卡齿。

优化地，所述外板件的外表面上开设有卡接凹槽，所述齿圈的内表面上形成有与所述卡接凹槽相配合的卡接凸起。

进一步地，所述负极集流体包括负集流块、形成在所述负集流块边缘处且朝背离所述电芯方向延伸的凸环体、开设于所述负集流块中心处的通孔以及开设于所述负集流块上且关于所述通孔对称的多个孔体。

进一步地，所述负极集流体包括负集流块、形成在所述负集流块边缘处且朝所述电芯方向延伸的凸环体、开设于所述负集流块中心处的通孔、设置于所述负集流块外侧的转接块、开设于所述转接块上且与所述通孔相对应的转接孔以及连接所述负集流块和所述转接块的支撑板。

更进一步地，所述卡接件还通过所述转接孔贯穿所述转接块，所述卡接件将所述内板件夹在所述绝缘套和所述转接块之间。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明高扭力动力锂电池，通过采用特定结构的负极盖帽与外壳、负极集流体等配合以进行组装，结构简单而便于装配，有利于提高生产效率并降低成本，可用于三元锂电池和磷酸铁锂锂电池等器件；并且负极盖帽中利用齿圈和卡接件上的卡齿进行啮合锁定，极大地提高了锂电池负极的扭力，提高适用性。

附图说明

图1为实施例1中高扭力动力锂电池的剖视图；

图2为实施例1中高扭力动力锂电池的爆炸图；

图3为实施例1中高扭力动力锂电池负极盖帽的剖视图；

图4为实施例1中高扭力动力锂电池负极盖帽的部分结构示意图；

图5为实施例2中高扭力动力锂电池的剖视图；

图6为实施例2中高扭力动力锂电池的爆炸图。

具体实施方式

下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明：

实施例1

如图1至图2所示的高扭力动力锂电池，主要包括外壳1、电芯2、正极集流体3、负极集流体4、负极盖帽5、注液孔6和密封件7等（本例中有关方向是按照图2中观察到的方向予以定义的）。

其中，外壳1包括壳体11、限位板12和第一孔13；壳体11通常呈柱形结构（可以是圆柱形或者规则的方形柱，在本实施例中，壳体11为圆柱形），它的两端开口使得壳体11呈管状结构；限位板12一体形成在壳体11的任一端（一体成型的方式通常是焊接等常规方式），而与壳体11的轴心线相垂直；第一孔13开设在限位板12上（通常是中心处）；亦可以将外壳1的结构描述为：壳体11的一端开口而另一端的中心处开设第一孔13。电芯2安装在壳体11内。正极集流体3包括设置在壳体11内的正集流块31以及形成在正集流块31表面上且与第一孔13相配合的连接凸起32；因此在组装后，正集流块31通常位于电芯2和限位板12之间并使得正集流块31与电芯2的一端相接触且连接凸起32卡入第一孔13中。负极集流体4安装在外壳1（即壳体11内）内，而与电芯2的另一端相接触。负极盖帽5密封安装在壳体11的另一端，通过是采用焊接的方式实现的，它延伸至抵住负极集流体4以确保负极盖帽5和负极集流体4之间能够进行导电。注液孔6开设在连接凸起32上并延伸至贯穿正集流块31，其内设置有密封件7（如钢珠或者密封钉等）；当注液孔6内未设置密封件7时，利用注液孔6可以实现壳体11与外部的连通。

在本实施例中，壳体11的外壁上开设有至少一道防爆槽14（通常是偶数道，本例中为两道，它们所处的平面经过壳体11的轴心线；即偶数道防爆槽14关于壳体11的轴心线对称），而防爆槽14由壳体11的一端（即限位板12所处的一端）延伸至壳体11的中部；防爆槽14的具体结构通常包括中间槽道以及形成在中间槽道两侧的边槽道，中间槽道的深度大于边槽道的深度。正极集流体3还包括形成在连接凸起32外表面上且与注液孔6相连通的容置槽（如图5所示），这样便于将密封件7放入注液孔6并进行焊接密封。而负极集流体4包括负集流块41、形成在负集流块41边缘处且与其相垂直的凸环体42（即凸环体42朝垂直于负集流块41的方向延伸，并背离电芯2）、开设在负集流块41中心处的通孔43以及开设在负集流块41上且关于通孔43对称的多个孔体44（即图2中的腰型孔，通常是起到减重的作用）；多个孔体44位于通孔43和凸环体42之间。

在本实施例中，负极盖帽5包括外板件51、内板件52、绝缘套53、卡接件54和齿圈55等。内板件52包括第一支撑板521、第二支撑板522和第一连接环523，第一支撑板521的中心处开设有第一通孔，第二支撑板522的中心处开设有第二通孔，第一连接环523一体连接第一通孔边缘和第二支撑板522边缘（即第一连接环523连接在第一通孔边缘和第二支撑板522边缘之间），由于第二支撑板522位于第一支撑板521的一侧且与其同心设置，第二支撑板522的直径小于第一通孔的直径，因此第一连接环523整体上呈圆台形结构，第一通孔、第二通孔和第一连接环523中心连通而形成中空结构。而外板件51包括第三支撑板511、开设于第三支撑板511中心处的第三通孔以及开设在三支撑板511外表面的卡接凹槽513（卡接凹槽513围在第三通孔的四周，并使得第三支撑板511的中部形成凹槽部512）；第三支撑板511与第二支撑板522相邻设置。第三支撑板511的边缘处开设有与壳体11相配合的第一台阶部510，第一支撑板521的边缘处开设有与负极集流体4相配合的第二台阶部520，以保证负极盖帽5能够盖在壳体11另一端的同时第一支撑板521能与负极集流体4相接触。绝缘套53的周面上开设有与其轴心线相垂直的第一环槽，该绝缘套53通过第一环槽套接在凹槽部512边缘处，并使绝缘套53的端面与第二支撑板522的表面相接触（即绝缘套53经由第三通孔套接在第三支撑板511中心处）。卡接件54包括卡接本体以及开设在卡接本体周面上且与其轴心线相垂直的第二环槽543，卡接本体通过第二环槽543卡住绝缘套53和第二支撑板522，从而借助于卡接本体将内板件52、外板件51和绝缘套53组装在一起；结构简单、便于组装而有利于降低成本；卡接件54是金属材质的，它与负极集流体4相接触以能用于电流流通。在本实施例中，卡接本体具有被第二环槽543分隔的第一凸部541和第二凸部542（即套本体被第二环槽543分隔形成第一凸部541和第二凸部542），第一凸部541直径大于第二凸部542直径，第二凸部542与绝缘套53将第二支撑板522夹在中间。齿圈55包括圈本体551、形成在圈本体551内表面上且与卡接凹槽513相配合的卡接凸起552（从而将齿圈55限位或者固定在外板件51上）、形成在所述圈本体551内周面上的凸环体553以及形成在所述圈本体551内周面上且位于凸环体553外侧的多个卡齿554（多个卡齿554排列成一圈），使得齿圈55卡在外板件51外侧且套设在卡接件54外；此时，卡接件54的周面上（即第一凸部541的周面上）形成有与齿圈55相啮合的卡齿544，以实现卡接件54与齿圈55的啮合锁定（如图3和图4所示）。

在组装时，先将正极集流体3放入外壳1使得连接凸起32对应卡入第一孔13，依次放入电芯2、负极集流体4，最后在外壳1的端部装上负极盖帽5使其抵住负极集流体4；将连接凸起32和限位板12进行焊接，负极盖帽5焊接在外壳1端部，随后在注液孔6中放入密封件7进行焊接即可。

本实施例高扭力动力锂电池，通过采用特定结构的负极盖帽与外壳、负极集流体等配合以进行组装，结构简单而便于装配，而且装配后的电池结构加固，不易变形。可用于三元锂电池和磷酸铁锂锂电池等器件；电池壳体具有防爆开关和防爆阀，起到了双重防爆的效果；并且负极盖帽中利用齿圈和卡接件上的卡齿进行啮合锁定，极大地提高了锂电池负极的扭力，提高适用性。

实施例2

如图5至图6所示的高扭力动力锂电池，其结构与实施例1中的基本一致，也主要包括外壳1’、电芯2’、正极集流体3’、负极集流体4’、负极盖帽5’、注液孔6’和密封件7’等，外壳1’也包括壳体11’、限位板12’、第一孔13’和防爆槽14’。

不同的首先在于负极集流体4’的结构。该负极集流体4’包括负集流块41’、形成在负集流块41’边缘处且朝电芯2’方向延伸的凸环体42’（利用凸环体42’抵住电芯2’）、开设在负集流块41’中心处的通孔43’、设置在负集流块41’外侧的转接块45’、开设在转接块45’上且与通孔43’相对应的转接孔44’以及连接负集流块41’和转接块45’的支撑板46’（支撑板46’通常与负集流块41’、转接块45’一体连接）。不同的还在于负极盖帽5’ 的结构。尽管负极盖帽5’也包括外板件51’、内板件52'、绝缘套53’、卡接套件54’和齿圈55等，且外板件51’的结构与实施例1中的相同，包括第三支撑板511’、开设于第三支撑板511’中心处的第三通孔512’以及开设在三支撑板511’外表面的卡接凹槽513’（卡接凹槽513’围在第三通孔512’的四周，以使第三支撑板511’的中部形成凹槽部）；但是内板件52'结构非常简单，呈片状，类似于垫片的结构；并且卡接件54’还通过转接孔44’贯穿转接块45’，以将内板件52’夹在绝缘套53’和转接块45’之间。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高扭力动力锂电池，它包括外壳（1）、电芯（2）、正极集流体（3）、负极集流体（4）、负极盖帽（5）、注液孔（6）和密封件（7）；所述外壳（1）包括两端开口的壳体（11）、形成在所述壳体（11）任一端的限位板（12）以及开设于所述限位板（12）上的第一孔（13）；所述电芯（2）安装在所述壳体（11）内；所述正极集流体（3）包括设置于所述壳体（11）内的正集流块（31）以及形成在所述正集流块（31）表面上且与所述第一孔（13）相配合的连接凸起（32），所述正集流块（31）位于所述电芯（2）和所述限位板（12）之间且与所述电芯（2）一端相接触；所述负极集流体（4）安装在所述壳体（11）内且与所述电芯（2）另一端相接触；所述注液孔（6）开设于所述正极集流体（3）上，其内设置有所述密封件（7）；所述负极盖帽（5）包括与所述壳体（11）另一端相配合的外板件（51）、设置于所述外板件（51）一侧且抵住所述负极集流体（4）的内板件（52）、套在所述外板件（51）中部以使所述外板件（51）与所述内板件（52）相绝缘的绝缘套（53）以及贯穿所述外板件（51）、所述内板件（52）和所述绝缘套（53）以进行夹紧的卡接件（54），其特征在于：所述负极盖帽（5）还包括卡在所述外板件（51）外侧且套设于所述卡接件（54）外的齿圈（55），所述卡接件（54）周面上形成有与所述齿圈（55）相啮合的卡齿（544）；所述外板件（51）的外表面上开设有卡接凹槽（513），所述齿圈（55）的内表面上形成有与所述卡接凹槽（513）相配合的卡接凸起（552），所述负极集流体（4）包括负集流块（41）、形成在所述负集流块（41）边缘处且朝背离所述电芯（2）方向延伸的凸环体（42）、开设于所述负集流块（41）中心处的通孔（43）以及开设于所述负集流块上（41）且关于所述通孔（43）对称的多个孔体（44），所述负极集流体（4’）包括负集流块（41’）、形成在所述负集流块（41’）边缘处且朝所述电芯（2）方向延伸的凸环体（42’）、开设于所述负集流块（41’）中心处的通孔（43’）、设置于所述负集流块（41’）外侧的转接块（45’）、开设于所述转接块（45’）上且与所述通孔（43’）相对应的转接孔（44’）以及连接所述负集流块（41’）和所述转接块（45’）的支撑板（46’），所述卡接件（54’）还通过所述转接孔（44’）贯穿所述转接块（45’），所述卡接件（54’）将所述内板件（52’）夹在所述绝缘套（53’）和所述转接块（45’）之间。