CN114725586B - 一种新型结构的钠离子圆柱型电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型结构的钠离子圆柱型电池，涉及钠离子电池技术领域，包括外壳，所述外壳的外壁内部设置有若干空心槽，所述外壳的内部安装有钠离子电芯，所述钠离子电芯包括隔膜，所述隔膜的两侧均设置有固态电解质层，其中一个所述固态电解质层的一侧设置有正极材料层，另一个所述固态电解质层的一侧设置有负极材料层，所述正极材料层与负极材料层通过若干个分隔绝缘垫分隔成若干组，所述外壳的上端固定安装有上密封盖，在出现碰撞的情况时，使外壳外侧壁内设置的若干空心槽吸收撞击能量，从而使空心槽外侧壁出现折断凹陷的现象进行吸能，降低撞击力避免在收到撞击时电池主体受到损坏，极大地提升了电池的安全性能。

Description

一种新型结构的钠离子圆柱型电池
技术领域
本发明涉及钠离子电池技术领域，具体为一种新型结构的钠离子圆柱型电池。
背景技术
相比较锂离子电池而言，钠离子电池具有较低的成本，碳酸钠价格仅为0.9-2.8元/公斤，钠资源地壳含量约为2.8％，而锂资源在地壳中的储量仅为0.0065％，与锂离子电池生产成本相比较钠离子电池的生产成本大大降低了，因此钠离子电池成为科学家研究的热点，如申请号为CN202120423958.7的专利所提出的一种储能型钠离子电池，电池内的卷芯包括依次设置的正极集流体层、正极材料层、电解质层、负极材料层和负极集流体层，所述正极材料层置于正极集流体层的对称两面，对称两面的正极材料层厚度和材料相同，所述负极材料层置于负极集流体层的对称两面，对称两面的负极材料层厚度和材料相同，所述电解质层为固态电解质层或由隔膜和液态电解质液膜层组成，电芯内的各层之间依次顺序卷绕或叠片组装；所述电池不仅能够提高高温性能，而且进一步增加了钠离子电池的安全性能和能量密度。
但是上述的技术方案，在使用过程中，安全性能较差，在受到撞击时极容易出现损坏，甚至导致自燃的现象，在安装时，为避免在出现震动时，使电池的正负极与连接端之间出现缝隙，导致线路接触不良的现象，需通过焊接等方式进行固定，安装较为麻烦，因此我们对此做出改进，提出一种新型结构的钠离子圆柱型电池。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型结构的钠离子圆柱型电池，解决了现如今在使用过程中，安全性能较差，在受到撞击时极容易出现损坏，甚至导致自燃的现象，在安装时，为避免在出现震动时，使电池的正负极与连接端之间出现缝隙，导致线路接触不良的现象，需通过焊接等方式进行固定，安装较为麻烦。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种新型结构的钠离子圆柱型电池，包括外壳，所述外壳的外壁内部设置有若干空心槽，所述外壳的内部安装有钠离子电芯，所述钠离子电芯包括隔膜，所述隔膜的两侧均设置有固态电解质层，其中一个所述固态电解质层的一侧设置有正极材料层，另一个所述固态电解质层的一侧设置有负极材料层，所述正极材料层与负极材料层通过若干个分隔绝缘垫分隔成若干组，所述外壳的上端固定安装有上密封盖，所述上密封盖上安装有连接机构，所述连接机构包括正极连接端，所述正极连接端的下表面固定安装有正极连接轴，所述外壳的下端安装有底座，所述底座包括底座盖，所述底座盖上设置有负极耳安装槽。
作为优选的，所述正极材料层的上端固定连接有正极集流体层，所述正极材料层的下端固定安装有正极绝缘垫，所述正极集流体层的上端表面上固定安装有支架安装座。
作为优选的，所述正极集流体层的下表面固定安装有正极连接线，所述正极连接线的下端穿过若干个分隔绝缘垫与若干组正极材料层连接。
作为优选的，所述负极材料层的上端固定安装有负极绝缘垫，所述负极材料层的下端固定连接有负极集流体层，所述负极集流体层的下端表面上固定安装有负极耳，所述负极耳安装在负极耳安装槽的内部。
作为优选的，所述负极集流体层的上表面固定里连接有负极连接线，所述负极连接线的上端穿过若干个分隔绝缘垫与若干组负极材料层连接。
作为优选的，所述正极连接轴活动连接在正极连接槽的内部，所述正极连接槽贯穿设置在上密封盖的内部，所述正极连接轴的外壁上垂直设置有若干导向槽，每个所述导向槽的内部均活动连接有导向块，每个所述导向槽的内部表面上均固定安装有复位弹簧，所述复位弹簧的上端固定安装在导向块的上表面上。
作为优选的，所述正极连接轴的下端表面外侧环形阵列设置有若干连接块安装槽，每个所述连接块安装槽的内部均安装有连接块，所述正极连接轴的下端设置有若干支架，若干所述支架与若干连接块一一对应设置。
作为优选的，每个所述支架内部均活动连接有连接板，所述连接板的上端通过转轴转动安装在支架的内部，所述连接板下端靠近支架的一侧表面上固定安装有支撑弹簧，所述支撑弹簧的一端固定安装在支架上。
作为优选的，所述底座盖的上表面一体化设置有密封环，所述密封环活动连接在密封环连接槽的内部，所述密封环连接槽设置在外壳的下端壁内部。
作为优选的，所述密封环的外壁上设置有外螺纹，所述外螺纹活动连接在螺纹槽的内部，所述螺纹槽设置在密封环连接槽的内壁上。
(一)有益效果
本发明提供了一种新型结构的钠离子圆柱型电池。具备以下有益效果：
在出现碰撞的情况时，使外壳外侧壁内设置的若干空心槽吸收撞击能量，从而使空心槽外侧壁出现折断凹陷的现象进行吸能，降低撞击力避免在收到撞击时电池主体受到损坏，极大地提升了电池的安全性能，通过向空心槽内部填充保温材料能够提升外壳整体的保温性能，提升电池的使用效果。
在安装时，首先将电池装入电池槽中，使负极耳与电池槽内的负极连接端连接，接着向下推动连接端使正极连接轴通过导向槽以导向块为路径向下移动，从而使正极连接轴下端的若干连接块与若干连接板连接，从而使连接端与正极集流体层连通并且使连接端向内部收缩，便于在电池的安装。
在出现震动的情况下，通过支撑弹簧的弹性，能够推动连接板以转轴为圆心转动，使连接板始终与连接块相连接，避免震动情况下出现接触不良的现象，通过若干复位弹簧的弹性能够推动连接端与负极耳始终与电池安装槽中的正负极连接，避免在震动的情况下出现接触不良的现象，从而避免在安装时需要通过焊接连接电池的正负极，降低了电池的安装难度，极大地提升了电池的安装效率。
在连接端不受外力的情况下，受复位弹簧的弹性拉动，使得导向槽的下端始终与导向块的下表面接近，使得连接块与连接板处于分离状态，从而避免外界物体使电池的电路闭合导致能量流失。
通过转动底座盖通过外螺纹与螺纹槽相配合，能够拆除底座盖，便于电池使用较长时间后对底座盖与外壳拆除回收利用，提升了电池的环保性，通过将密封环连接在密封环连接槽的内部，极大地提升了底座盖与外壳之间的连接面积，极大地提升了底座盖与外壳之间的密封效果。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的俯视装置结构示意图；
图3为本发明图2中的A-A处剖切结构示意图；
图4为本发明图3中的B处放大结构示意图；
图5为本发明图3中的C处放大结构示意图；
图6为本发明的底座盖结构示意图；
图7为本发明的钠离子电芯俯视结构示意图；
图8为本发明图7中的D-D剖切结构示意图。
其中，1、外壳；2、底座；201、底座盖；202、密封环；203、密封环连接槽；204、螺纹槽；205、外螺纹；206、负极耳安装槽；3、上密封盖；4、连接机构；401、连接端；402、正极连接轴；403、正极连接槽；404、导向槽；405、导向块；406、复位弹簧；407、连接块安装槽；408、连接块；409、支架；4010、连接板；4011、支撑弹簧；5、空心槽；6、钠离子电芯；601、隔膜；602、固态电解质层；603、正极材料层；604、正极集流体层；605、支架安装座；606、正极绝缘垫；607、负极材料层；608、负极集流体层；609、负极耳；6010、负极绝缘垫；6011、分隔绝缘垫；6012、负极连接线；6013、正极连接线。
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：
如图1、2、3、4、5、6、7、8所示，本发明实施例提供一种新型结构的钠离子圆柱型电池，包括外壳1，所述外壳1的外壁内部设置有若干空心槽5，所述外壳1的内部安装有钠离子电芯6，所述钠离子电芯6包括隔膜601，所述隔膜601的两侧均设置有固态电解质层602，其中一个所述固态电解质层602的一侧设置有正极材料层603，另一个所述固态电解质层602的一侧设置有负极材料层607，所述正极材料层603与负极材料层607通过若干个分隔绝缘垫6011分隔成若干组，所述外壳1的上端固定安装有上密封盖3，所述上密封盖3上安装有连接机构4，所述连接机构4包括正极连接端401，所述正极连接端401的下表面固定安装有正极连接轴402，所述外壳1的下端安装有底座2，所述底座2包括底座盖201，所述底座盖201上设置有负极耳安装槽206。
其中，所述正极材料层603的上端固定连接有正极集流体层604，所述正极材料层603的下端固定安装有正极绝缘垫606，所述正极集流体层604的上端表面上固定安装有支架安装座605，通过正极绝缘垫606能够将正极材料层603与负极集流体层608分离。
需要说明的是，所述正极集流体层604的下表面固定安装有正极连接线6013，所述正极连接线6013的下端穿过若干个分隔绝缘垫6011与若干组正极材料层603连接，通过设置的若干分隔绝缘垫6011，能够将正极材料层603分隔成若干组，在电池受到撞击时，降低电池受损的情况，通过正极连接线6013与若干组正极材料层603连接，在充放电时，能够使正极连接线6013连通正极集流体层604与若干组正极材料层603。
需要说明的是，所述负极材料层607的上端固定安装有负极绝缘垫6010，所述负极材料层607的下端固定连接有负极集流体层608，所述负极集流体层608的下端表面上固定安装有负极耳609，所述负极耳609安装在负极耳安装槽206的内部，通过负极材料层607的上端安装有的负极绝缘垫6010，能够将负极材料层607与正极集流体层604分离。
需要说明的是，所述负极集流体层608的上表面固定里连接有负极连接线6012，所述负极连接线6012的上端穿过若干个分隔绝缘垫6011与若干组负极材料层607连接，通过负极连接线6012，能够使负极集流体层608与若干组负极材料层607连接。
需要说明的是，所述正极连接轴402活动连接在正极连接槽403的内部，所述正极连接槽403贯穿设置在上密封盖3的内部，所述正极连接轴402的外壁上垂直设置有若干导向槽404，每个所述导向槽404的内部均活动连接有导向块405，每个所述导向槽404的内部表面上均固定安装有复位弹簧406，所述复位弹簧406的上端固定安装在导向块405的上表面上，通过导向槽404内部安装的复位弹簧406能够带动正极连接轴402移动。
需要说明的是，所述正极连接轴402的下端表面外侧环形阵列设置有若干连接块安装槽407，每个所述连接块安装槽407的内部均安装有连接块408，所述正极连接轴402的下端设置有若干支架409，若干所述支架409与若干连接块408一一对应设置，在正极连接轴402受外力向下移动时，能够使若干连接块408与若干连接板4010连接。
需要说明的是，每个所述支架409内部均活动连接有连接板4010，所述连接板4010的上端通过转轴转动安装在支架409的内部，所述连接板4010下端靠近支架409的一侧表面上固定安装有支撑弹簧4011，所述支撑弹簧4011的一端固定安装在支架409上，通过支撑弹簧4011的弹性能够推动连接板4010以转轴为圆心转动提升连接块408与连接板4010的连接效果。
需要说明的是，所述底座盖201的上表面一体化设置有密封环202，所述密封环202活动连接在密封环连接槽203的内部，所述密封环连接槽203设置在外壳1的下端壁内部，通过密封环202连接在密封环连接槽203内部，从而提升底座盖201与外壳1之间的连接效果，从而提升底座盖201与外壳1之间的密封性。
需要说明的是，所述密封环202的外壁上设置有外螺纹205，所述外螺纹205活动连接在螺纹槽204的内部，所述螺纹槽204设置在密封环连接槽203的内壁上，通过密封环202外壁上设置的外螺纹205与密封环连接槽203内壁上设置的螺纹槽204想配合，从而便于对底座盖201进行安装拆除。
工作原理：
在出现碰撞的情况时，使外壳1外侧壁内设置的若干空心槽5吸收撞击能量，从而使空心槽5外侧壁出现折断凹陷的现象进行吸能，降低撞击力避免在收到撞击时电池主体受到损坏，极大地提升了电池的安全性能，通过向空心槽5内部填充保温材料能够提升外壳1整体的保温性能，提升电池的使用效果。
在安装时，首先将电池装入电池槽中，使负极耳609与电池槽内的负极连接端连接，接着向下推动连接端401使正极连接轴402通过导向槽404以导向块405为路径向下移动，从而使正极连接轴402下端的若干连接块408与若干连接板4010连接，从而使连接端401与正极集流体层604连通并且使连接端401向内部收缩，便于在电池的安装，在出现震动的情况下，通过支撑弹簧4011的弹性，能够推动连接板4010以转轴为圆心转动，使连接板4010始终与连接块408相连接，避免震动情况下出现接触不良的现象，通过若干复位弹簧406的弹性能够推动连接端401与负极耳609始终与电池安装槽中的正负极连接，避免在震动的情况下出现接触不良的现象，从而避免在安装时需要通过焊接连接电池的正负极，降低了电池的安装难度，极大地提升了电池的安装效率。
在连接端401不受外力的情况下，受复位弹簧406的弹性拉动，使得导向槽404的下端始终与导向块405的下表面接近，使得连接块408与连接板4010处于分离状态，从而避免外界物体使电池的电路闭合导致能量流失。
通过转动底座盖201通过外螺纹205与螺纹槽204相配合，能够拆除底座盖201，便于电池使用较长时间后对底座盖201与外壳1拆除回收利用，提升了电池的环保性，通过将密封环202连接在密封环连接槽203的内部，极大地提升了底座盖201与外壳1之间的连接面积，极大地提升了底座盖201与外壳1之间的密封效果。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所做的举例，而并非是对本发明实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种新型结构的钠离子圆柱型电池，包括外壳(1)，其特征在于：所述外壳(1)的外壁内部设置有若干空心槽(5)，所述外壳(1)的内部安装有钠离子电芯(6)，所述钠离子电芯(6)包括隔膜(601)，所述隔膜(601)的两侧均设置有固态电解质层(602)，其中一个所述固态电解质层(602)的一侧设置有正极材料层(603)，另一个所述固态电解质层(602)的一侧设置有负极材料层(607)，所述正极材料层(603)与负极材料层(607)通过若干个分隔绝缘垫(6011)分隔成若干组，所述外壳(1)的上端固定安装有上密封盖(3)，所述上密封盖(3)上安装有连接机构(4)，所述连接机构(4)包括正极连接端(401)，所述正极连接端(401)的下表面固定安装有正极连接轴(402)，所述外壳(1)的下端安装有底座(2)，所述底座(2)包括底座盖(201)，所述底座盖(201)上设置有负极耳安装槽(206)；
所述正极连接轴(402)活动连接在正极连接槽(403)的内部，所述正极连接槽(403)贯穿设置在上密封盖(3)的内部，所述正极连接轴(402)的外壁上垂直设置有若干导向槽(404)，每个所述导向槽(404)的内部均活动连接有导向块(405)，每个所述导向槽(404)的内部表面上均固定安装有复位弹簧(406)，所述复位弹簧(406)的上端固定安装在导向块(405)的上表面上；
所述正极连接轴(402)的下端表面外侧环形阵列设置有若干连接块安装槽(407)，每个所述连接块安装槽(407)的内部均安装有连接块(408)，所述正极连接轴(402)的下端设置有若干支架(409)，若干所述支架(409)与若干连接块(408)一一对应设置；
每个所述支架(409)内部均活动连接有连接板(4010)，所述连接板(4010)的上端通过转轴转动安装在支架(409)的内部，所述连接板(4010)下端靠近支架(409)的一侧表面上固定安装有支撑弹簧(4011)，所述支撑弹簧(4011)的一端固定安装在支架(409)上。
2.根据权利要求1所述的一种新型结构的钠离子圆柱型电池，其特征在于：所述正极材料层(603)的上端固定连接有正极集流体层(604)，所述正极材料层(603)的下端固定安装有正极绝缘垫(606)，所述正极集流体层(604)的上端表面上固定安装有支架安装座(605)。
3.根据权利要求2所述的一种新型结构的钠离子圆柱型电池，其特征在于：所述正极集流体层(604)的下表面固定安装有正极连接线(6013)，所述正极连接线(6013)的下端穿过若干个分隔绝缘垫(6011)与若干组正极材料层(603)连接。
4.根据权利要求1所述的一种新型结构的钠离子圆柱型电池，其特征在于：所述负极材料层(607)的上端固定安装有负极绝缘垫(6010)，所述负极材料层(607)的下端固定连接有负极集流体层(608)，所述负极集流体层(608)的下端表面上固定安装有负极耳(609)，所述负极耳(609)安装在负极耳安装槽(206)的内部。
5.根据权利要求4所述的一种新型结构的钠离子圆柱型电池，其特征在于：所述负极集流体层(608)的上表面固定里连接有负极连接线(6012)，所述负极连接线(6012)的上端穿过若干个分隔绝缘垫(6011)与若干组负极材料层(607)连接。
6.根据权利要求1所述的一种新型结构的钠离子圆柱型电池，其特征在于：所述底座盖(201)的上表面一体化设置有密封环(202)，所述密封环(202)活动连接在密封环连接槽(203)的内部，所述密封环连接槽(203)设置在外壳(1)的下端壁内部。
7.根据权利要求6所述的一种新型结构的钠离子圆柱型电池，其特征在于：所述密封环(202)的外壁上设置有外螺纹(205)，所述外螺纹(205)活动连接在螺纹槽(204)的内部，所述螺纹槽(204)设置在密封环连接槽(203)的内壁上。
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