CN113488728A - 一种圆柱形电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆柱形电池，属于电池组装技术领域。正极集流盘与卷芯的正极极耳连接，正极集流盘上设置有第一定位结构；盖帽组件上设置有第二定位结构，第一定位结构与第二定位结构连接，以限制正极集流盘相对卷芯转动；负极集流盘与卷芯的负极极耳连接，负极集流盘上设置有第三定位结构；底壳组件上设置有第四定位结构，第三定位结构与第四定位结构连接，以限制负极集流盘相对卷芯转动；外壳包裹于卷芯外，盖帽组件和底壳组件连接于外壳的两端；第一定位结构、第二定位结构、第三定位结构和第四定位结构均为导电材质。该圆柱形电池能够有效防止焊点脱落，避免圆柱形电池发生断路，保证圆柱形电池的正常使用。

Description

一种圆柱形电池
技术领域
本发明涉及电池组装技术领域，尤其涉及一种圆柱形电池。
背景技术
目前，卷芯上的正极极耳和负极极耳在与盖帽组件和钢壳焊接后，并进行封装后形成圆柱形电池。圆柱形电池在实际使用的过程中，会遇到各种各样的状况，其中一种状况是圆柱形电池在震动较为剧烈的情况下使用，会导致正极极耳和负极极耳与盖帽组件和钢壳的焊点脱落，使得圆柱形电池发生断路，导致圆柱形电池无法正常使用；。
因此，亟需一种有效防止焊点脱落的圆柱形电池，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种圆柱形电池，该圆柱形电池能够有效防止焊点脱落，避免圆柱形电池发生断路，保证圆柱形电池的正常使用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种圆柱形电池，包括：
卷芯；
正极集流盘，所述正极集流盘与所述卷芯的正极极耳连接，所述正极集流盘上设置有第一定位结构；
盖帽组件，所述盖帽组件上设置有第二定位结构，所述第一定位结构与所述第二定位结构连接，以限制所述正极集流盘相对所述卷芯转动，同时；
负极集流盘，所述负极集流盘与所述卷芯的负极极耳连接，所述负极集流盘上设置有第三定位结构；
底壳组件，所述底壳组件上设置有第四定位结构，所述第三定位结构与所述第四定位结构连接，以限制所述负极集流盘相对所述卷芯转动，同时；
外壳，包裹于所述卷芯外，所述盖帽组件和所述底壳组件连接于所述外壳的两端；
所述第一定位结构、所述第二定位结构、所述第三定位结构和所述第四定位结构均为导电材质。
作为一种圆柱形电池的优选技术方案，所述第一定位结构和所述第二定位结构中的一个为定位块，所述定位块上开设有定位槽，另一个为定位柱，所述定位柱插接于所述定位块上的定位槽内。
作为一种圆柱形电池的优选技术方案，所述定位块为横截面为半圆形的结构，所述定位槽为横截面为半圆形结构，所述定位柱为横截面为半圆形结构，所述定位柱插接于所述定位槽内与所述定位块形成圆柱形结构。
作为一种圆柱形电池的优选技术方案，所述定位块上开设有两个定位槽，所述定位柱的数量为两个，两个所述定位柱分别插接于两个所述定位槽内。
作为一种圆柱形电池的优选技术方案，所述第三定位结构与所述第一定位结构相同，所述第四定位结构与所述第二定位结构相同；或，所述第三定位结构与所述第二定位结构相同，所述第四定位结构与所述第一定位结构相同。
作为一种圆柱形电池的优选技术方案，所述正极集流盘上设置有第一卡扣，所述盖帽组件上设置有第二卡扣，所述第一卡扣和所述第二卡扣扣合连接；
所述负极集流盘上设置有第三卡扣，所述底壳组件上设置有第四卡扣，所述第三卡扣和所述第四卡扣扣合连接。
作为一种圆柱形电池的优选技术方案，所述第一卡扣、所述第二卡扣、所述第三卡扣和所述第四卡扣均为导电材质。
作为一种圆柱形电池的优选技术方案，所述第一卡扣、所述第二卡扣、所述第三卡扣和所述第四卡扣均为磁吸式卡扣。
作为一种圆柱形电池的优选技术方案，所述盖帽组件与所述外壳一体成型；或，所述底壳组件与所述外壳一体成型。
作为一种圆柱形电池的优选技术方案，所述正极极耳为正极集流体箔材；所述负极极耳为负极集流体箔材。
本发明提供了一种圆柱形电池，该圆柱形电池包括卷芯、正极集流盘、盖帽组件、负极集流盘、底壳组件和外壳，其中，正极集流盘上设置有第一定位结构，盖帽组件上设置有第二定位结构，第一定位结构和第二定位结构连接以限制正极集流盘相对卷芯的转动，从而有效防止正极集流盘与正极极耳的连接焊点脱落；负极集流盘上设置有第三定位结构，底壳组件上设置有第四定位结构，第三定位结构和第四定位结构连接以限制负极集流盘相对卷芯的转动，从而有效防止负极集流盘与负极极耳的连接焊点脱落，从而避免圆柱形电池发生断路，保证圆柱形电池的正常使用。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种圆柱形电池的爆炸图；
图2是本发明具体实施方式提供的图1中正极集流盘的部分结构示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的第二种圆柱形电池的正极集流盘和盖帽组件的爆炸图；
图4是本发明具体实施方式提供的图3中正极集流盘的部分结构示意图；
图5是本发明具体实施方式提供的第三种圆柱形电池的正极集流盘和盖帽组件的爆炸图；
图6是本发明具体实施方式提供的图5中盖帽组件的部分结构示意图。
附图标记：
1、卷芯；11、正极极耳；12、负极极耳；
2、正极集流盘；21、第一定位结构；22、第一卡扣；
3、盖帽组件；31、第二定位结构；32、第二卡扣；
4、负极集流盘；41、第三定位结构；42、第三卡扣；
5、底壳组件；51、第四定位结构；52、第四卡扣；
6、外壳。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1和图2所示，本实施例提供了一种圆柱形电池，该圆柱形电池包括卷芯1、正极集流盘2、盖帽组件3、负极集流盘4、底壳组件5和外壳6，其中，正极集流盘2与卷芯1的正极极耳11连接，在本实施例中，正极集流盘2与正极极耳11采用焊接的方式连接。正极集流盘2上设置有第一定位结构21；盖帽组件3上设置有第二定位结构31，第一定位结构21与第二定位结构31连接，以限制正极集流盘2相对卷芯1转动。负极集流盘4与卷芯1的负极极耳12连接，在本实施例中，负极集流盘4与负极极耳12采用焊接的方式连接。负极集流盘4上设置有第三定位结构41；底壳组件5上设置有第四定位结构51，第三定位结构41与第四定位结构51连接，以限制负极集流盘4相对卷芯1转动。外壳6包裹于卷芯1外，盖帽组件3和底壳组件5连接于外壳6的两端。第一定位结构21、第二定位结构31、第三定位结构41和第四定位结构51均为导电材质，以将正极极耳11和负极极耳12通过定位结构导出至盖帽组件3和底壳组件5，导电材质可选择成本较低和导电性能较好的铜材质或者铝材质。
正极集流盘2上设置有第一定位结构21，盖帽组件3上设置有第二定位结构31，第一定位结构21和第二定位结构31连接以限制正极集流盘2相对卷芯1的转动，从而有效防止正极集流盘2与正极极耳11的连接焊点脱落；负极集流盘4上设置有第三定位结构41，底壳组件5上设置有第四定位结构51，第三定位结构41和第四定位结构51连接以限制负极集流盘4相对卷芯1的转动，从而有效防止负极集流盘4与负极极耳12的连接焊点脱落，从而避免圆柱形电池发生断路，保证圆柱形电池的正常使用。
优选地，第一定位结构21位于正极集流盘2的中心位置，第三定位结构41位于负极集流盘4的中心位置。
在本实施例中，第一定位结构21和第二定位结构31中的一个为定位块，定位块上开设有定位槽，另一个为定位柱，定位柱插接于定位块上的定位槽内。具体地，如图3和图4所示，定位块为横截面为半圆形的结构，定位槽为横截面为半圆形结构，定位柱为横截面为半圆形结构，定位柱插接于定位槽内与定位块形成圆柱形结构，从而实现定位功能。如图1和图2所示，定位块为圆柱形，且圆柱形上开设有缺口，定位柱设置成与该缺口相匹配的形状，定位柱插接于该缺口内，定位块和定位柱能够形成完整的圆柱形。
可选地，定位块上可开设多个定位槽，定位柱的数量和位置与定位槽的数量和位置相对应，提高了定位块和定位柱的导电面积，减少了电池的内阻，提高了电池的输出能量，提高电池能量密度。优选地，定位块上开设有两个定位槽，定位柱的数量为两个，两个定位柱分别插接于两个定位槽内。在本实施例中，如图5和图6所示，定位块设置于盖帽组件3或底壳组件5上，定位柱设置于正极集流盘2或负极集流盘4上，定位块上开设有两个平行的条形槽，定位柱为两个平行的平板形结构，具体为正极集流盘2或负极集流盘4翻折形成两个平行的平板形结构。
第一定位结构21和第二定位结构31，与第三定位结构41和第四定位结构51可以相同，也可以不同，只要能够实现定位功能即可。可选地，第三定位结构41与第一定位结构21相同，第四定位结构51与第二定位结构31相同；或，第三定位结构41与第二定位结构31相同，第四定位结构51与第一定位结构21相同，通过对定位结构的统一，便于后期的生产加工，以便于提高生产效率。
优选地，如图1和图3所示，正极集流盘2上设置有第一卡扣22，盖帽组件3上设置有第二卡扣32，第一卡扣22和第二卡扣32扣合连接；负极集流盘4上设置有第三卡扣42，底壳组件5上设置有第四卡扣52，第三卡扣42和第四卡扣52扣合连接，使得正极集流盘2与盖帽组件3连接更加紧固，以及负极集流盘4和底壳组件5连接更加紧固。
优选地，第一卡扣22、第二卡扣32、第三卡扣42和第四卡扣52均为导电材质，卡扣和定位结构均采用导电材质，提高了导电面积，减少了电池的内阻，提高了电池的输出能量，提高电池能量密度。
第一卡扣22、第二卡扣32、第三卡扣42和第四卡扣52均为磁吸式卡扣，采用磁吸式卡扣，可更精准快速的使正极集流盘2和盖帽组件3的对接，以及负极集流盘4和底壳组件5的对接，利于快速机械化生产。当采用磁吸式卡扣的形式时，可选用既具备磁吸功能，又具备导电功能的材质，例如软磁材质中的锰锌铁氧体或者镍锌铁氧体。如图1所示，第一卡扣22和第二卡扣32可采用卡凸和卡槽的配合形式，同样地，第三卡扣42和第四卡扣52也可采用卡凸和卡槽的配合形式。
优选地，盖帽组件3与外壳6一体成型；或，底壳组件5与外壳6一体成型，可减少一次封口焊接，节约制造成本，可快速组装，组装效率大大提升，更利于机械化批量生产。如图1所示，在本实施例中，盖帽组件3包括正极极柱、盖帽金属外壳、正极绝缘层和正极卡扣定位件，绝缘层设置于盖帽金属外壳和卡扣定位件之间，正极极柱与卡扣定位件连接以实现导电，正极卡扣定位件上设置有第二定位结构31和第二卡扣32；底壳组件5包括负极极柱、底壳金属外壳、负极绝缘层和负极卡扣定位件，底壳金属外壳和外壳6一体成型，负极绝缘层设置于负极卡扣件和底壳金属外壳之间，负极极柱与负极卡扣件连接，负极卡扣定位件上设置有第四定位结构51和第四卡扣52。
优选地，如图1所示，正极极耳11为正极集流体箔材；负极极耳12为负极集流体箔材，单独设置的正极极耳11和负极极耳12在与正极集流体和负极集流体连接时，需要进行焊接，并且导致电池内阻大，使得输出能量降低，采用正极集流体箔材和负极集流体箔材作为正极极耳11和负极极耳12，省去焊接工序，提高电池制造效率，并且减少了电池的内阻，提高了电池的输出能量，提高电池能量密度。
本实施例中涉及的焊接连接方式均采用激光焊接的方式，由于超声波焊接振动大，会导致正极集流体和负极集流体掉粉料，粉料在电池内部无法清除，脱落的粉料会留在电池内部，使用过程中有造成短路的风险，采用激光焊接的方式，能够避免正极集流体和负极集流体掉粉料，避免电池在使用过程中发生短路。
为便于快速组装对位，本实施例中的卡扣以及定位结构可设置的稍大些，同时也便于机械化自动生产。
在另一实施例中，盖帽组件3和正极集流盘2的连接，以及负极集流盘4与底壳组件5的连接可采用螺纹连接的方式，不仅实现了连接固定，而且还实现了定位，避免正极集流盘2和负极集流盘4相对卷芯1转动。优选地，盖帽组件3和正极集流盘2的螺纹连接的旋动方向，与负极集流盘4与底壳组件5的螺纹连接的旋动方向一致，可以提高连接的牢固性，并且导电性能更好。
本实施例中的需要设置为导电材质的结构，可以整体结构均为导电材质，还可以在非导电的材质的外层的导电接触部位涂覆导电层，以保证导电通畅。
本实施例的圆柱形电池的加工步骤为：
1)外漏的正极集流体箔材和外漏的负极集流体箔材分别形成正极极耳11和负极极耳12；
2)整形卷绕成卷芯1；
3)正极集流盘2与正极极耳11焊接，负极集流盘4和负极极耳12焊接；
4)放入一体成型的外壳6和底壳组件5的内腔中；负极集流盘4上的第三定位结构41与底壳组件5上的第四定位结构51连接，实现负极集流盘4的定位；
在此步骤中，若负极集流盘4上设置有第三卡扣42，底壳组件5上设置有第四卡扣52，则第三定位结构41与第四定位结构51连接的同时，第三卡扣42与第四卡扣52扣合连接。
5)盖帽组件3的第二定位结构31与正极集流盘2上的第一定位结构21连接，实现正极集流盘2的定位；
在此步骤中，若正极集流盘2上设置有第一卡扣22，盖帽组件3上设置有第二卡扣32，则第一定位结构21和第二定位结构31连接的同时，第一卡扣22和第二卡扣32扣合连接。
6)通过激光焊接或者机械压边等方法将盖帽组件3完成封装。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种圆柱形电池，其特征在于，包括：
卷芯(1)；
正极集流盘(2)，所述正极集流盘(2)与所述卷芯(1)的正极极耳(11)连接，所述正极集流盘(2)上设置有第一定位结构(21)；
盖帽组件(3)，所述盖帽组件(3)上设置有第二定位结构(31)，所述第一定位结构(21)与所述第二定位结构(31)连接，以限制所述正极集流盘(2)相对所述卷芯(1)转动；
负极集流盘(4)，所述负极集流盘(4)与所述卷芯(1)的负极极耳(12)连接，所述负极集流盘(4)上设置有第三定位结构(41)；
底壳组件(5)，所述底壳组件(5)上设置有第四定位结构(51)，所述第三定位结构(41)与所述第四定位结构(51)连接，以限制所述负极集流盘(4)相对所述卷芯(1)转动；
外壳(6)，包裹于所述卷芯(1)外，所述盖帽组件(3)和所述底壳组件(5)连接于所述外壳(6)的两端；
所述第一定位结构(21)、所述第二定位结构(31)、所述第三定位结构(41)和所述第四定位结构(51)均为导电材质。
2.如权利要求1所述的圆柱形电池，其特征在于，所述第一定位结构(21)和所述第二定位结构(31)中的一个为定位块，所述定位块上开设有定位槽，另一个为定位柱，所述定位柱插接于所述定位块上的定位槽内。
3.如权利要求2所述的圆柱形电池，其特征在于，所述定位块为横截面为半圆形的结构，所述定位槽为横截面为半圆形结构，所述定位柱为横截面为半圆形结构，所述定位柱插接于所述定位槽内与所述定位块形成圆柱形结构。
4.如权利要求2所述的圆柱形电池，其特征在于，所述定位块上开设有两个定位槽，所述定位柱的数量为两个，两个所述定位柱分别插接于两个所述定位槽内。
5.如权利要求1～4任一项所述的圆柱形电池，其特征在于，所述第三定位结构(41)与所述第一定位结构(21)相同，所述第四定位结构(51)与所述第二定位结构(31)相同；或，所述第三定位结构(41)与所述第二定位结构(31)相同，所述第四定位结构(51)与所述第一定位结构(21)相同。
6.如权利要求1～4任一项所述的圆柱形电池，其特征在于，所述正极集流盘(2)上设置有第一卡扣(22)，所述盖帽组件(3)上设置有第二卡扣(32)，所述第一卡扣(22)和所述第二卡扣(32)扣合连接；
所述负极集流盘(4)上设置有第三卡扣(42)，所述底壳组件(5)上设置有第四卡扣(52)，所述第三卡扣(42)和所述第四卡扣(52)扣合连接。
7.如权利要求6所述的圆柱形电池，其特征在于，所述第一卡扣(22)、所述第二卡扣(32)、所述第三卡扣(42)和所述第四卡扣(52)均为导电材质。
8.如权利要求6所述的圆柱形电池，其特征在于，所述第一卡扣(22)、所述第二卡扣(32)、所述第三卡扣(42)和所述第四卡扣(52)均为磁吸式卡扣。
9.如权利要求1～4任一项所述的圆柱形电池，其特征在于，所述盖帽组件(3)与所述外壳(6)一体成型；或，所述底壳组件(5)与所述外壳(6)一体成型。
10.如权利要求1～4任一项所述的圆柱形电池，其特征在于，所述正极极耳(11)为正极集流体箔材；所述负极极耳(12)为负极集流体箔材。
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GR01 Patent grant
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Denomination of invention: A cylindrical battery

Granted publication date: 20220628

Pledgee: Dongyang Branch of China Construction Bank Co.,Ltd.

Pledgor: HENGDIAN GROUP DMEGC MAGNETICS Co.,Ltd.

Registration number: Y2024330000516