CN114122574A - 一种硬壳电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硬壳电池及其制备方法，涉及硬壳电池技术领域，包括：外壳、内芯、电解液；所述外壳为空腔结构；所述内芯为卷绕或堆叠结构；所述密封外壳内填充有电解液；所述外壳包括极柱、绝缘垫片，所述内芯上设置极耳；所述极柱为凸台结构，其中伸长端贯穿所述外壳，扁平端与所述极耳固定连接；所述扁平端与所述外壳之间安装绝缘垫片，所述极柱通过热熔或胶水粘结的方式与外壳连接。本发明公开的硬壳电池，充分利用腔体空间，可大幅度提升电池能量密度，硬壳激光焊接工艺密封性可靠，解决了软包电池的密封性问题，降低了腐蚀漏液的风险；同时设置泄压阀，当内压过大时，可冲破阀门泄压，提升电池的安全性。

Description

一种硬壳电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及硬壳电池技术领域，更具体的说是涉及一种硬壳电池及其制备方法。
背景技术
随着穿戴类产品需求的爆发，用户对产品的能量密度诉求提高，传统的软包电池已无法突破空间的限制，而且软包电池也难以避免会存在腐蚀漏液等密封性问题。传统的硬壳电池虽然比软包电池更坚固结实，但是依然难以满足用户对产品的能量密度的需求。因此，如何提升电池能量密度，降低腐蚀漏液的风险，提升电池的安全性是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种硬壳电池及其制备方法，充分利用腔体空间，可大幅度提升电池能量密度，硬壳激光焊接工艺密封性可靠，解决了软包电池的密封性问题，降低了腐蚀漏液的风险；同时设置泄压阀，当内压过大时，可冲破阀门泄压，提升电池的安全性。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种硬壳电池，包括：外壳、内芯、电解液；
所述外壳为空腔结构；
所述内芯为卷绕结构或堆叠结构；
所述密封外壳内填充有电解液；
所述外壳包括极柱、绝缘垫片，所述内芯上设置极耳；
所述极柱为凸台结构，其中伸长端贯穿所述外壳，扁平端与所述极耳固定连接；所述扁平端与所述外壳之间安装绝缘垫片，所述极柱通过热熔或胶水粘结的方式与外壳连接。
上述的技术方案公开了本发明中硬壳电池的具体结构设置，基于空腔结构，可大幅度提升电池能量密度，满足用户对产品的能量密度的需求。
可选的，所述外壳还包括：壳体、面板，所述壳体和面板之间固定连接形成封闭腔。
可选的，所述壳体和面板之间通过激光焊接密封，且所述壳体或面板上设有台阶，便于焊接。
可选的，所述极柱包括正极柱、负极柱，所述正极柱、负极柱均与所述外壳绝缘连接，外壳不带电。
可选的，所述内芯的一端极耳连接极柱，极柱通过热熔或胶水粘结的方式复合到所述外壳上，所述内芯的另一端极耳与所述外壳连接，外壳带电。
可选的，所述内芯为卷芯，所述卷芯包括正极片、隔膜、负极片；所述正极片与所述负极片螺旋卷绕，所述正极片与所述负极片之间有隔膜。
可选的，所述内芯为极组，所述极组为隔膜、正极片、隔膜、负极片依次堆叠组成。
可选的，所述外壳上开设有注液口，所述电解液通过注液口注入密封外壳内，可以通过激光焊接钢壳圆片封口。
可选的，所述外壳上开设有泄压阀，当内压过大时，可冲破阀门泄压，提升电池的安全性。
本发明还公开了一种硬壳电池的制备方法，包括以下步骤：
将内芯的极耳与极柱固定连接；
将凸台结构的极柱的伸长端贯穿外壳，扁平端与极耳固定连接；
在极柱扁平端与外壳之间安装绝缘垫片，通过热熔或胶水粘结的方式连接极柱与外壳；
将壳体与面板固定连接，密封外壳；
通过外壳上设置的注液口，向密封外壳内部注入电解液。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种硬壳电池及其制备方法，通过对腔体空间的充分利用，可大幅度提升电池能量密度，硬壳激光焊接工艺密封性可靠，解决了软包电池的密封性问题，降低了腐蚀漏液的风险，可满足用户对产品的能量密度的需求；同时设置泄压阀，当内压过大时，可冲破阀门泄压，提升电池的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为硬壳电池的俯视图；
图2为极柱设置在面板上时硬壳电池的侧面剖视图；
图3为极柱设置在壳体上时硬壳电池的侧面剖视图；
附图标记：1内芯、2极柱、3绝缘垫片、4极耳、5壳体、6面板、7正极柱、8负极柱、9注液口、10泄压阀。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1
本发明实施例公开了一种硬壳电池，如图1所示为硬壳电池的俯视图，图2、图3均是硬壳电池的侧面剖视图，该硬壳电池的具体结构包括：外壳、内芯1、电解液；
其中：外壳为空腔结构，外壳的材质为钢或铝，外壳的形状为方形、扣式、圆柱、曲面或其它异形结构；
内芯1为卷绕结构或堆叠结构；
密封外壳内填充有电解液；
外壳包括极柱2、绝缘垫片3；内芯1上设置极耳4，极耳4包括极耳金属带和极耳胶；
极柱2为凸台结构，其中伸长端贯穿外壳，扁平端与极耳4固定连接；扁平端与外壳之间安装绝缘垫片3，使极柱2与外壳保持绝缘连接，即绝缘垫片3环绕在极柱2的凸台结构上；
此外，绝缘垫片3的材质为PP、PE或其他塑胶及其改性材质，且极柱2通过热熔或胶水粘结的方式与外壳连接。
进一步地，外壳还包括：壳体5、面板6，壳体5和面板6之间固定连接形成封闭腔。具体地，壳体5和面板6之间可以通过激光焊接密封，且壳体5或面板6上设有台阶，便于焊接。
如图1所示，极柱2包括正极柱7、负极柱8，正极柱7、负极柱8均与外壳绝缘连接，电池外壳不带电。
此外，还存在另外一种情况，内芯1的一端极耳连接极柱2，极柱2通过热熔或胶水粘结的方式复合到外壳上，内芯1的另一端极耳与外壳连接，电池外壳带电。
此外，极耳包括正极耳和负极耳，正极耳和负极耳分别连接外壳的正极柱和负极柱。
进一步地，内芯1为卷芯，卷芯包括正极片、隔膜、负极片；其中，正极片与负极片螺旋卷绕，正极片与负极片之间有隔膜。
进一步地，内芯1为极组，极组为隔膜、正极片、隔膜、负极片依次堆叠组成。
进一步地，外壳上开设有注液口9，电解液通过注液口9注入密封外壳内，并通过激光焊接钢壳圆片封口；具体地，注液口9可以设置在壳体5顶边，也可以设置在面板6上。
进一步地，外壳上开设有泄压阀10，当内压过大时，可冲破阀门泄压，提升电池的安全性；具体地，泄压阀10可以设置在壳体5顶边，也可以设置在面板6上。
极柱的位置设置具有以下情况：
(1)极柱2设置在面板6上
如图2所示为极柱2设置在面板6上时硬壳电池的侧面剖视图，极柱2与绝缘垫片3和面板6复合，复合的方式是热熔或胶水粘结，卷芯或极组的正负极耳分别焊接到极柱上，卷芯或极组置于壳体5中，盖上面板6，进行激光焊接；从壳体5顶边的注液口9注入电解液，盖上圆片，进行激光焊接封口。
(2)极柱2设置在壳体5顶边上
如图3所示为极柱2设置在壳体5顶边上时硬壳电池的侧面剖视图，极柱2与绝缘垫片3和壳体5顶边复合，复合的方式是热熔或胶水粘结，卷芯或极组的正负极耳分别焊接到极柱上，卷芯或极组置于壳体5中，盖上面板6，进行激光焊接；从壳体5顶边的注液口注入电解液，盖上圆片，进行激光焊接封口。
实施例2
本发明实施例公开了一种硬壳电池的制备方法，包括以下步骤：
将内芯1的极耳与极柱2固定连接；
将极耳4一端与内芯1固定连接；
将凸台结构的极柱2的伸长端贯穿外壳，扁平端与极耳4固定连接；
在极柱2扁平端与外壳之间安装绝缘垫片3，通过热熔或胶水粘结的方式连接极柱2与外壳；
将壳体5与面板6固定连接，密封外壳；
通过外壳上设置的注液口9，向密封外壳内部注入电解液。
进一步地，当内压过大时，可通过面板6上设置的泄压阀10泄压，提升电池的安全性。
基于以上方案可了解到，本发明的硬壳电池基于对腔体空间的充分利用，可大幅度提升电池能量密度，硬壳激光焊接工艺密封性可靠，解决了软包电池的密封性问题，降低了腐蚀漏液的风险；同时设置泄压阀，当内压过大时，可冲破阀门泄压，提升电池的安全性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种硬壳电池，其特征在于，包括：外壳、内芯、电解液；
所述外壳为空腔结构；
所述内芯为卷绕结构或堆叠结构；
所述密封外壳内填充有电解液；
所述外壳包括极柱、绝缘垫片，所述内芯上设置极耳；
所述极柱为凸台结构，其中伸长端贯穿所述外壳，扁平端与所述极耳固定连接；所述扁平端与所述外壳之间安装绝缘垫片，所述极柱通过热熔或胶水粘结的方式与外壳连接。
2.根据权利要求1所述的一种硬壳电池，其特征在于，所述外壳还包括：壳体、面板，所述壳体和面板之间固定连接形成封闭腔。
3.根据权利要求2所述的一种硬壳电池，其特征在于，所述壳体和面板之间通过激光焊接密封，且所述壳体或面板上设有台阶。
4.根据权利要求1所述的一种硬壳电池，其特征在于，所述极柱包括正极柱、负极柱，所述正极柱、负极柱均与所述外壳绝缘连接。
5.根据权利要求1所述的一种硬壳电池，其特征在于，所述内芯的一端极耳连接极柱，极柱通过热熔或胶水粘结的方式复合到所述外壳上，所述内芯的另一端极耳与所述外壳连接。
6.根据权利要求1所述的一种硬壳电池，其特征在于，所述内芯为卷芯，所述卷芯包括正极片、隔膜、负极片；所述正极片与所述负极片螺旋卷绕，所述正极片与所述负极片之间有隔膜。
7.根据权利要求1所述的一种硬壳电池，其特征在于，所述内芯为极组，所述极组为隔膜、正极片、隔膜、负极片依次堆叠组成。
8.根据权利要求1所述的一种硬壳电池，其特征在于，所述外壳上开设有注液口，所述电解液通过注液口注入密封外壳内。
9.根据权利要求1所述的一种硬壳电池，其特征在于，所述外壳上开设有泄压阀。
10.一种硬壳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将内芯的极耳与极柱固定连接；
将凸台结构的极柱的伸长端贯穿外壳，扁平端与极耳固定连接；
在极柱扁平端与外壳之间安装绝缘垫片，通过热熔或胶水粘结的方式连接极柱与外壳；
将壳体与面板固定连接，密封外壳；
通过外壳上设置的注液口，向密封外壳内部注入电解液。
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CN115513578A (zh) * 2022-11-04 2022-12-23 宁德新能源科技有限公司 电化学装置及用电设备

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