CN114628854A - 圆柱电池及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆柱电池及其制造方法，该圆柱电池包括壳体、圆柱电芯和转接件，壳体包括圆筒形侧壁和顶盖，顶盖连接至圆筒形侧壁的顶部，圆筒形侧壁靠近顶盖的位置设有朝向壳体内部凹陷的两个滚槽，且滚槽沿圆筒形侧壁周向延伸，两个滚槽沿轴向间隔设置。圆柱电芯安装于壳体内，圆柱电芯的一端设有输出极，输出极靠近顶盖的一端且位于两个滚槽的下方。转接件位于壳体内且包括相互电连接的集流片和连接件，集流片电连接至输出极，连接件位于两个滚槽之间且沿周向延伸。本发明的转接件包括集流片和转接件，集流片可用于连接圆柱电芯的输出极，且集流片覆盖较多面积的输出极，从而使得集流片具有较大的过流能力。

Description

圆柱电池及其制造方法

技术领域

本发明涉及锂电池制造领域，具体涉及一种圆柱电池及其制造方法。

背景技术

作为新能源汽车的最核心部件之一，锂离子具有能量密度高、循环寿命长、安全环保等优势，所以锂电池逐渐成为电动化时代的主流方向。

锂离子电池从形态上分为硬壳电池、软包电池和圆柱电池，其中圆柱电池具有体积能量密度高、结构简单、易于成组、便于标准化等优势。随着技术的发展，大圆柱电池逐渐成为市场的主流方向。

圆柱电池包括壳体和圆柱电芯。其中，壳体包括顶盖、底盖和圆筒形侧壁，圆柱电芯安装于壳体内，圆柱电芯的正极靠近底盖，负极靠近顶盖。另外，圆柱电芯的正极一般通过铆钉输出，铆钉设置于底盖的上且和底盖绝缘，负极通过壳体输出。

目前负极和壳体之间的电连接一般采用类似CN110311065B中的负极设计。具体来说，在CN110311065B描述的实施例中，负极引线(相当于负极转接件)的一端与负极极耳电连接，另一端通过点焊等的焊接手段而接合于壳体的圆筒形侧壁。但是，CN110311065B采用的负极引线需要连接至壳体的圆筒形侧壁上，导致负极引线只能连接至部分的负极极耳，而不能实现全极耳导电，从而使得负极引线的过流面积受限，进而造成圆柱电池运行的过程中内阻增大，使得圆柱电池的能量消耗增加，降低了圆柱电池的使用寿命短，而且使得圆柱电池的输出大电流能力减弱。

发明内容

本发明的目的是提供一种圆柱电池及其制造方法，以解决上述现有技术中存在的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种圆柱电池，包括：

壳体，所述壳体包括圆筒形侧壁和顶盖，所述顶盖连接至所述圆筒形侧壁的顶部，所述圆筒形侧壁靠近所述顶盖的位置设有朝向所述壳体内部凹陷的两个滚槽，所述滚槽沿所述圆筒形侧壁周向延伸，且两个滚槽沿轴向间隔设置；

圆柱电芯，所述圆柱电芯安装于所述壳体内，所述圆柱电芯的一端设有输出极，所述输出极靠近所述顶盖的一端且位于两个所述滚槽的下方；

转接件，所述转接件位于所述壳体内且包括相互电连接的集流片和连接件，所述集流片电连接至所述输出极，所述连接件位于两个所述滚槽之间且沿周向延伸。

在一个实施例中，所述滚槽沿周向的截面为矩形。

在一个实施例中，两个所述滚槽的形状相同。

在一个实施例中，所述集流片为圆盘状，且其外周抵靠位于靠近所述输出极的所述滚槽内壁。

在一个实施例中，所述集流片的底部和位于靠近所述输出极的所述滚槽的底部平齐。

在一个实施例中，所述连接件的底部连接至所述集流片的外周，顶部延伸至两个所述滚槽之间。

在一个实施例中，所述连接件包括相互电连接的第一部分和第二部分，所述第一部分为筒状且其底部连接至所述集流片外周，所述第二部分为环状且其内周连接至所述第一部分的顶部，所述第二部分位于两个所述滚槽之间。

在一个实施例中，所述第一部分抵靠靠近所述输出极的所述滚槽内壁，所述第二部分的顶部和底部分别抵靠两个所述滚槽。

本发明还涉及一种圆柱电池的制造方法，所述圆柱电池包括壳体、圆柱电芯和转接件，所述壳体包括圆筒形侧壁和顶盖，所述圆柱电芯安装于所述壳体内，所述圆柱电芯的一端具有输出极，所述输出极位于靠近所述圆筒形侧壁的顶部，所述转接件包括相互电连接的集流片和连接件，包括步骤：

将所述集流片连接至所述输出极，并使得所述连接件的外周抵靠所述圆筒形侧壁；

通过滚压的方式将所述圆筒形侧壁的部分外周朝向壳体内部径向滚压两次，形成两个滚槽，并使得所述连接件位于两个所述滚槽之间，通过焊接的方式将所述连接件焊接至两个所述滚槽的侧壁；

在一个实施例中，所述圆柱电池还包括密封件，所述密封件包括密封圈和密封环，所述密封圈的底部连接所述密封环的外周；

所述圆柱电池的制造方法还包括步骤：将所述密封件放置于所述圆筒形侧壁的内部，且使得所述密封圈抵靠所述圆筒形侧壁，所述密封环位于靠近所述圆筒形侧壁顶部的所述滚槽的顶部，再将所述顶盖放置于所述圆筒形侧壁内，并使其外周抵靠所述密封圈；

将所述圆筒形侧壁的顶端沿径向向内弯折，形成环状的环状连接部，并将所述环状连接部覆盖至所述顶盖的部分顶部，通过焊接的方式将所述环状连接部连接至所述顶盖。

本发明的转接件包括集流片和转接件，集流片可用于连接圆柱电芯的输出极，且集流片覆盖较多面积的输出极，从而使得集流片具有较大的过流能力。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的圆柱电池的示意图。

图2是图1所示实施例中顶盖焊接至所述圆筒形侧壁后的示意图。

附图标记：100、圆柱电池，1、壳体；11、圆筒形侧壁；12、顶盖；121、环状连接部；13、滚槽；131、第一滚槽；132、第二滚槽；133、滚槽侧壁；134、滚槽内壁；2、转接件；21、集流片；22、连接件；221、第一部分；222、第二部分；3、圆柱电芯；31、输出极；4、密封件；41、密封圈；42、密封环。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

本发明涉及一种圆柱电池100，该圆柱电池100包括壳体1、圆柱电芯3和转接件2，其中，壳体1用于容纳圆柱电芯3和转接件2，转接件2可连接圆柱电芯3的输出极31，用于传输电流。具体来说，壳体1包括圆筒形侧壁11和顶盖12，顶盖12连接至圆筒形侧壁11的顶部，圆筒形侧壁11靠近顶盖12的位置设有朝向壳体1内部凹陷的两个滚槽13，且滚槽13沿圆筒形侧壁11周向延伸，两个滚槽13沿轴向间隔设置。圆柱电芯3安装于壳体1内，圆柱电芯3的一端设有输出极31，输出极31靠近顶盖12的一端且位于两个滚槽13的下方。转接件2位于壳体1内且包括相互电连接的集流片21和连接件22，集流片21电连接至输出极31，而且集流片21为片状可以覆盖大部分的输出极31，连接件22位于两个滚槽13之间且沿周向延伸。本发明的转接件2包括集流片21和转接件2，集流片21可用于连接圆柱电芯3的输出极31，且集流片21覆盖较大面积的输出极31，从而使得集流片21具有较大的过流能力，减少内阻和消耗，延长圆柱电池100的寿命。另外，本发明的转接件2位于两个滚槽13之间，可以通过外部焊接的方式将连接件22同时电连接至两个滚槽13的侧壁，使得连接件22和两个滚槽13的侧壁具有较高的连接强度，同时具有较大的过流能力，减少了连接件22和壳体1之间的内阻。另外，在使用焊接设备对两个滚槽13侧壁和连接件22焊接时，可以选择激光焊接或电阻焊，设备选择比较灵活，并可降低焊接的成本，以及提高圆柱电池100的安全性能。

可选地，滚槽13沿周向的截面为矩形，两个滚槽13之间的缝隙可以容纳片状的连接件22，并可使得片状的连接件22接触两个滚槽侧壁133。需要注意的是，滚槽13为圆筒形内壁朝向内部凹陷形成，类似于颈缩部，而滚槽13侧壁133是指滚槽13沿轴向方向的顶部和底部，滚槽内壁134是滚槽13沿径向的底部，即靠近壳体1轴线的部分。定义位于靠近圆筒形侧壁11顶部的一个滚槽13为第一滚槽131，另一个为第二滚槽132，连接件22安装于两个滚槽13之间，可以连接至第一滚槽131位于底部的滚槽侧壁133和第二滚槽132位于顶部的滚槽侧壁133。应理解，本领域技术人员也可以将滚槽13设置成其他形状，只要能够配合连接件22的形状即可，还需保证两个滚槽13的滚槽侧壁133和连接件22足够大的接触面积，从而使得连接件22和滚槽13的侧壁之间具有较大的过流能力。例如，本领域技术人员可以将连接件22设计成弯曲的形状，并使得连接件22的一部分连接第一滚槽131的滚槽侧壁133，另一部分连接第二滚槽132的滚槽侧壁133，在此并不限制连接件22和两个滚槽13的形状。

可选地，如图1所示，两个滚槽13的形状相同。应理解，本领域技术人员也可以将两个滚槽13设计成不同的形状，比如可以将第一滚槽131的深度设计成大于第二滚槽132的深度，由于第一滚槽131位于顶部，加大第一滚槽131的深度可以增大第一滚槽131的滚槽侧壁133和连接件22之间的焊接面积，方便焊接操作。再例如，还可以将第二滚槽132沿轴向的截面设计成弧形，第一滚槽131的形状如图1所述，也可以使得连接件22连接两个滚槽13的滚槽侧壁133。

可选地，集流片21为圆盘状，且其外周抵靠位于靠近输出极31的一个滚槽13的内壁，即集流片21的外周抵靠第二滚槽132的内壁。使用激光焊接的时候，可以将第二滚槽132的内壁焊接至集流片21的外周，可进一步增加转接件2和壳体1之间的过流面积，进而提高转接件2的过流能力。

可选地，集流片21的底部和位于靠近输出极31的滚槽13的底部平齐，即集流片21的底部和第二滚槽132位于底部的侧壁平齐，可以减小集流片21和第二滚槽132位于底部的侧壁之间的缝隙，提高圆柱电池100的能量密度。

可选地，连接件22的底部连接至集流片21的外周，顶部延伸至两个滚槽13之间。连接件22从集流片21的外周延伸至两个滚槽13之间。优选地，连接件22和集流片21一体成型，可以增大连接件22和集流片21之间的过流能力。

进一步地，如图1所示，连接件22包括相互电连接的第一部分221和第二部分222，第一部分221为筒状且其底部连接至集流片21外周，而第二部分222为环状且其内周连接至第一部分221的顶部，第二部分222位于两个滚槽13之间。本领域技术人员可以将第一部分221设计成锥形侧壁，锥形侧壁的底部直径较小，且连接于集流片21，锥形侧壁的顶部连接第二部分222，在此并不限制第一部分221和第二部分222的形状。优选地，第一部分221和第二部分222一体成型，以减少第一部分221和第一部分221之间的内阻。

作为优选方案，如图1所示，第一部分221抵靠靠近输出极31的滚槽13内壁，即第一部分221抵靠第二滚槽132的内壁，而第二部分222的顶部和底部分别抵靠两个滚槽13的滚槽侧壁133。在将连接件22连接至两个滚槽13的滚槽侧壁133时，还可以同时将第一部分221焊接至第二滚槽132的滚槽内壁134上，不需要多余的焊接步骤，即可增加连接件22和滚槽侧壁133之间的焊接面积，提高连接件22的过流能力。

本发明还涉及一种圆柱电池100的制造方法，该圆柱电池100包括壳体1、圆柱电芯3和转接件2，壳体1包括圆筒形侧壁11和顶盖12，圆柱电芯3安装于壳体1内，圆柱电芯3的一端具有输出极31，输出极31位于靠近圆筒形侧壁11的顶部，转接件2包括相互电连接的集流片21和连接件22，具体步骤包括：

将集流片21连接至输出极31，并使得连接件22的外周抵靠圆筒形侧壁11；

通过滚压的方式将圆筒形侧壁11的部分外周朝向壳体1内部径向滚压两次，形成两个滚槽13，并使得连接件22位于两个滚槽13之间，通过焊接的方式将连接件22焊接至两个滚槽13的侧壁。

应理解，集流片21和输出极31之间的焊接一般选用激光焊接。另外，滚压方式是指滚压机构的滚压头将圆筒形侧壁11向内挤压形成，在此并不限制滚压机构的型号或规格。

可选地，将转接件2的集流片21连接至输出极31之前，也可以先在圆筒形侧壁11上形成一个滚槽13，即上述的第二滚槽132，再将集流片21焊接至输出极31上，同时使得连接件22搭接在第二滚槽132上，再通过滚压方式将将圆筒形侧壁11滚压出第一滚槽131，并使得第一滚槽131位于底部的滚槽侧壁133贴合连接件22，最后通过激光焊接的方式将连接件22连接至两个滚槽13的滚槽侧壁133。

进一步地，圆柱电池100还包括密封件4，如图2所示，密封件4包括密封圈41和密封环42，密封圈41的底部连接密封环42的外周。而圆柱电池100的制造方法还包括步骤：将密封件4放置于圆筒形侧壁11的内部，且使得密封圈41抵靠圆筒形侧壁11，而密封环42位于靠近圆筒形侧壁11顶部的滚槽13的顶部，即密封环42位于第一滚槽131的顶部，再将顶盖12放置于圆筒形侧壁11内，并使其外周抵靠密封圈41。将圆筒形侧壁11的顶端沿径向向内弯折，形成环状的环状连接部121，并将环状连接部121覆盖至顶盖12的部分顶部，通过焊接的方式将环状连接部121连接至顶盖12。密封件4的密封圈41设置于顶盖12和圆筒形侧壁11之间，可以使得顶盖12和圆筒形侧壁11之间密封连接，而密封环42设置于顶盖12和第一滚槽131之间，可以进一步加强顶盖12和圆筒形侧壁11之间的密封性，防止圆柱电池100内部的电解液泄露。

本发明通过改进圆筒形侧壁11以及转接件2的形状，可以增加转接件2的连接件22和圆筒形侧壁11以及集流片21和输出极31之间的接触面积，从而提高转接件2的过流能力，延长圆柱电池100的使用寿命。而且还可以通过多种方式将转接件2电连接至圆筒形侧壁11上，选用设备灵活，可以降低圆柱电池100的制造成本。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种圆柱电池，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括圆筒形侧壁和顶盖，所述顶盖连接至所述圆筒形侧壁的顶部，所述圆筒形侧壁靠近所述顶盖的位置设有朝向所述壳体内部凹陷的两个滚槽，所述滚槽沿所述圆筒形侧壁周向延伸，且两个滚槽沿轴向间隔设置；

圆柱电芯，所述圆柱电芯安装于所述壳体内，所述圆柱电芯的一端设有输出极，所述输出极靠近所述顶盖的一端且位于两个所述滚槽的下方；

转接件，所述转接件位于所述壳体内且包括相互电连接的集流片和连接件，所述集流片电连接至所述输出极，所述连接件位于两个所述滚槽之间且沿周向延伸。

2.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述滚槽沿周向的截面为矩形。

3.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，两个所述滚槽的形状相同。

4.根据权利要求2所述的圆柱电池，其特征在于，所述集流片为圆盘状，且其外周抵靠位于靠近所述输出极的所述滚槽内壁。

5.根据权利要求4所述的圆柱电池，其特征在于，所述集流片的底部和位于靠近所述输出极的所述滚槽的底部平齐。

6.根据权利要求4所述的圆柱电池，其特征在于，所述连接件的底部连接至所述集流片的外周，顶部延伸至两个所述滚槽之间。

7.根据权利要求5所述的圆柱电池，其特征在于，所述连接件包括相互电连接的第一部分和第二部分，所述第一部分为筒状且其底部连接至所述集流片外周，所述第二部分为环状且其内周连接至所述第一部分的顶部，所述第二部分位于两个所述滚槽之间。

8.根据权利要求5所述的圆柱电池，其特征在于，所述第一部分抵靠靠近所述输出极的所述滚槽内壁，所述第二部分的顶部和底部分别抵靠两个所述滚槽。

9.一种圆柱电池的制造方法，所述圆柱电池包括壳体、圆柱电芯和转接件，所述壳体包括圆筒形侧壁和顶盖，所述圆柱电芯安装于所述壳体内，所述圆柱电芯的一端具有输出极，所述输出极位于靠近所述圆筒形侧壁的顶部，所述转接件包括相互电连接的集流片和连接件，其特征在于，包括步骤：

将所述集流片连接至所述输出极，并使得所述连接件的外周抵靠所述圆筒形侧壁；

通过滚压的方式将所述圆筒形侧壁的部分外周朝向壳体内部径向滚压两次，形成两个滚槽，并使得所述连接件位于两个所述滚槽之间，通过焊接的方式将所述连接件焊接至两个所述滚槽的侧壁。

10.根据权利要求9所述的圆柱电池的制造方法，其特征在于，所述圆柱电池还包括密封件，所述密封件包括密封圈和密封环，所述密封圈的底部连接所述密封环的外周；

所述圆柱电池的制造方法还包括步骤：将所述密封件放置于所述圆筒形侧壁的内部，且使得所述密封圈抵靠所述圆筒形侧壁，所述密封环位于靠近所述圆筒形侧壁顶部的所述滚槽的顶部，再将所述顶盖放置于所述圆筒形侧壁内，并使其外周抵靠所述密封圈；

将所述圆筒形侧壁的顶端沿径向向内弯折，形成环状的环状连接部，并将所述环状连接部覆盖至所述顶盖的部分顶部，通过焊接的方式将所述环状连接部连接至所述顶盖。

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