CN114914596A - 电池壳和具有其的电池 - Google Patents

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CN114914596A CN202210680012.8A CN202210680012A CN114914596A CN 114914596 A CN114914596 A CN 114914596A CN 202210680012 A CN202210680012 A CN 202210680012A CN 114914596 A CN114914596 A CN 114914596A
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Abstract

本发明公开了一种电池壳和具有其的电池，所述电池壳包括：壳体，所述壳体为空心柱形；端盖，所述端盖封盖在所述壳体的轴向一端，所述端盖的边缘具有翻边，所述端盖通过所述翻边与所述壳体的内壁相连。根据本发明实施例的电池壳，通过在端盖的边缘设置翻边，使得端盖能够通过翻边与壳体的内壁相连，从而便于实现端盖与壳体的有效连接，且利于节省电池在轴向上的安装空间，提高空间利用率，进而利于电池的能量密度的提升，提升电池的散热效果。

Description

电池壳和具有其的电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池壳和具有其的电池。
背景技术
相关技术中，圆柱电池的负极端盖多通过墩封的方式实现壳体和端盖的紧密压合，但是现有的这种方式在电池的轴向上占用过大的空间，导致其空间利用率较低，不利于电池的能量密度的提升。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种电池壳，能够实现端盖与壳体的有效连接，且利于节省电池在轴向上的安装空间，提高空间利用率，进而利于电池的能量密度的提升。
根据本发明实施例的电池壳，包括：壳体，所述壳体为空心柱形；端盖，所述端盖封盖在所述壳体的轴向一端，所述端盖的边缘具有翻边，所述端盖通过所述翻边与所述壳体的内壁相连。
根据本发明实施例的电池壳，通过在端盖的边缘设置翻边，使得端盖能够通过翻边与壳体的内壁相连，从而便于实现端盖与壳体的有效连接，且利于节省电池在轴向上的安装空间，提高空间利用率，进而利于电池的能量密度的提升，提升电池的散热效果。
根据本发明一些实施例的电池壳，所述翻边相对所述端盖朝向所述壳体外部的方向延伸。
根据本发明一些实施例的电池壳，所述翻边与所述壳体焊接相连；和/或，所述翻边与所述壳体过盈配合。
根据本发明一些实施例的电池壳，所述端盖上具有凸筋。
根据本发明一些实施例的电池壳，所述凸筋形成为围绕所述壳体的中心轴线设置的闭合环形，或者包括围绕所述壳体的中心轴线间隔设置的多个子凸筋。
根据本发明一些实施例的电池壳，所述凸筋的壁面上具有减薄区。
本发明还提出了一种电池。
根据本发明实施例的电池，包括：电池壳，所述电池壳为上述任一项实施例所述的电池壳；电芯，所述电芯设于所述电池壳的内部。
根据本发明一些实施例的电池，所述电池壳为上述任一项实施例所述的电池壳，所述凸筋朝向所述壳体的外部的方向凸出，所述电池还包括：设于所述电芯与所述端盖之间的集流盘，所述集流盘上具有凸起，所述凸起朝向所述壳体的外部的方向凸出且配合于与所述凸筋内，所述凸起与所述凸筋焊接相连。
根据本发明一些实施例的电池，所述凸起与所述凸筋的形状相匹配。
根据本发明一些实施例的电池，所述端盖的中心具有第一穿孔，所述电池包括设于所述第一穿孔内的密封件，所述集流盘的中心具有第二穿孔，所述第二穿孔与所述第一穿孔相对设置，所述集流盘上具有位于所述第二穿孔的边缘的延伸部，所述延伸部朝向所述壳体的内部方向延伸。
所述电池与上述的电池壳相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明一些实施例的电池壳的剖视图；
图2是根据本发明一些实施例的端盖的截面图；
图3是根据本发明另一些实施例的端盖的截面图。
附图标记：
电池1000，
电池壳100，
壳体10，端盖20，翻边21，凸筋22，子凸筋221，减薄区222，
集流盘200，凸起201，第二穿孔202，延伸部203，
密封件300。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
下面，参照图1-图3，描述根据本发明实施例的电池壳100。
如图1所示，根据本发明实施例的电池壳100，包括：壳体10和端盖20。
具体地，壳体10为空心柱形，端盖20封盖在壳体10的轴向一端(如图1中所示的上下方向为轴向，此处的轴向一端可以为图中的下端)，端盖20的边缘具有翻边21，端盖20通过翻边21与壳体10的内壁相连。
根据本发明实施例的电池壳100，通过在端盖20的边缘设置翻边21，使得端盖20能够通过翻边21与壳体10的内壁相连，从而便于实现端盖20与壳体10的有效连接，且利于节省电池1000在轴向上的安装空间，提高空间利用率，进而利于电池1000的能量密度的提升，提升电池1000的散热效果。
在一些实施例中，翻边21与壳体10焊接相连，由此，通过设置翻边21，以使翻边21能够与壳体10的内壁焊接，利于增大二者的接触面积，利于后续工序的焊接，焊接后的连接可靠性好，以实现端盖20与壳体10的有效连接。相对于现有技术中通过墩封的方式实现壳体和端盖的紧密压合的方案，可以有效地提升电池1000在轴向空间的空间利用率，进而利于提升电池1000的能量密度。
其中，焊接可以为激光焊接，在实际装配过程中，端盖20通过激光焊接的加工方式与壳体10连接，实现壳体10和端盖20的有效连接。而且，采用激光焊接这种工艺，使得翻边21与壳体10的内壁之间的连接面比较多，不仅可以满足不同电池1000的过电流能量，同时，由于端盖20的底部没有其他绝缘结构，利于电池1000底部和外界空气以及水冷装置直接接触，且由于电池1000底部为金属结构，从而可以实现电池1000底部带电，有更好的传热效果。在生产制造的过程中，翻边21与壳体10的内壁激光焊接，使得传递到卷芯上的热影响会进一步降低，进而提升电芯的安全性。
在一些实施例中，翻边21与壳体10过盈配合，由此，便于翻边21与壳体10的内壁紧密贴合，提升接触面积，从而便于实现端盖20与壳体10的有效连接。
在一些实施例中，也可以是翻边21与壳体10过盈配合且焊接相连，从而可以通过过盈配合来利于后续的焊接，提高焊接连接的可靠性，提升传热效果，更加有利于实现端盖20与壳体10的有效连接。
在一些实施例中，如图1所示，翻边21相对端盖20朝向壳体10外部的方向延伸。需要说明的是，本文所述的方向“外”指的是：大体在壳体10的轴向上朝向远离壳体10的中央横截面的方向，本文所述的“内”指的是：大体在壳体10的轴向上朝向靠近壳体10的中央横截面的方向。
优选地，翻边21的延伸方向与壳体10的轴向平行，从而便于降低翻边21的加工难度，且利于翻边21与壳体10的内壁的焊接操作，同时，翻边21朝向外部延伸，从而不占用壳体10内部的安装空间，利于提高空间利用率，进而利于电池1000的能量密度的提升。
在一些实施例中，如图1-图3所示，端盖20上具有凸筋22。
例如，如图1所示，凸筋22朝向电池1000的外侧(如图1中的下侧)凸出，通过设置凸筋22能够加强端盖20可承受的压力，这样便于进一步把端盖20做薄，比如端盖20的壁厚在0.2mm-0.8mm的范围内变动，进一步提升电池1000的轴向空间的利用。
进一步地，如图2所示，凸筋22可以形成为围绕壳体10的中心轴线设置的闭合环形，以便于凸筋22与端盖20可为一体成型，且利于通过闭合环形的凸筋22加强端盖20可承受的压力、以及使得端盖20各部分的受力更加均匀，利于起到保护端盖20的作用。
或者，在另一些实施例中，如图3所示，凸筋22包括围绕壳体10的中心轴线间隔设置的多个子凸筋221。
例如，如图3所示，凸筋22构造为三个子凸筋221，三个子凸筋221均构造弧形凸起，且三个子凸筋221壳体10的轴心轴线间隔开分布，其中，三个子凸筋221与壳体10的中心轴线所对应的圆心角可相同或不同。
换言之，三个子凸筋221可构造为具有相同弧度的弧形凸起，或者三个子凸筋221可构造为具有不同弧度的弧形凸起，再或者，三个子凸筋221中的至少两个子凸筋221可构造为具有相同弧度的弧形凸起。
其中，子凸筋221的数量以及子凸筋221的弧度，可根据实际的定位需要和泄压需求进行设计，上述数量仅用于举例说明，并不代表对此的限定。
在一些实施例中，端盖20的壁厚为0.2mm-0.8mm。
可以理解的是，由于在端盖20上设置凸筋22，使得端盖20与凸筋22配合能够加强端盖20可承受的压力，从而相比于现有技术中的端盖20，本发明中的端盖20能够在保证结构强度的同时进一步做薄处理，可选地，端盖20的壁厚为0.3mm，或者端盖20的壁厚为0.5mm，再或者端盖20的壁厚为0.6mm。
由此，当端盖20的壁厚在上述取值范围内进行取值时，能够保证端盖20与凸筋22配合后能够具有足够的结构强度，从而便于端盖20的小型化和轻量化设计。
在一些实施例中，如图1所示，凸筋22的壁面上具有减薄区222。
例如，如图1所示，减薄区222可为在凸筋22的外壁面上做冲压处理，以将减薄区222构造为凹槽，且减薄区222的截面形状为梯形或三角形。
需要说明的是，通过将减薄区222的截面形状构造为梯形或三角形，是在生产上比较快捷、高效、成本低的做法，同时，利于保证减薄区222的良率，利于降低生产成本。
优选地，本发明中将减薄区222的截面形状构造为梯形，从而便于在内外方向上，凸筋22在与减薄区222对应的位置形成泄压结构，换言之，由于减薄区222为冲压成型的凹槽，使得凸筋22在与减薄区222对应的位置的壁厚小于凸筋22的其它区域的壁厚，即凸筋22在与减薄区222对应的位置的壁厚较小。
由此，凸筋22在与减薄区222对应的位置与凸筋22的其它区域的承压能力不一样，且凸筋22在与减薄区222对应的位置的承压能力小于凸筋22的其它区域的承压能力。从而当电池1000内压力过大时，凸筋22在与减薄区222对应的位置就会在压力达到的时候提前爆破，从而起到泄压的作用。
本发明中，将减薄区222的截面形状构造为梯形或三角形，能够在泄压的过程中保证泄压的稳定性。
进一步地，凸筋22在减薄区222处的壁厚为0.02mm-0.1mm。
例如，凸筋22在减薄区222处的壁厚为0.04mm，或者凸筋22在减薄区222处的壁厚为0.06mm，再或者凸筋22在减薄区222处的壁厚为0.08mm。
由此，当凸筋22在减薄区222处的壁厚满足上述取值范围时，一方面能够满足凸筋22所需的结构强度，同时，能够保证凸筋22在减薄区222处具有最优的泄压作用。
需要说明的是，凸筋22在减薄区222处的壁厚可根据实际的泄压需求进行适应性调整，在此不做限定。
本发明还提出了一种电池1000。
根据本发明实施例的电池1000，包括：电池壳100和电芯。
具体地，电池壳100为前述任一种实施例中的电池壳100，电芯设于电池壳100的内部。
换言之，电池壳100的内形成有安装空间，电芯适于安装于安装空间处，以通过电池壳100对电芯起到保护的作用。
举例而言，电池1000为圆柱电池，优选地，圆柱电池的尺寸为：直径尺寸在40mm以上，高度尺寸在110mm-130mm之间的大圆柱电池。
可以理解的是，电池1000为圆柱电池，则电池壳100为柱形结构，即壳体10为柱状，且端盖20为圆形板，可选地，端盖20的直径尺寸在40mm-60mm之间，且端盖20的优选尺寸在44mm-46mm之间可变。壳体10的直径尺寸在40mm-60mm之间可变，高度在110mm-130mm之间可变，优选地，壳体10的高度尺寸在115mm。
根据本发明实施例的电池1000，其通过在端盖20的边缘设置翻边21，使得端盖20能够通过翻边21与壳体10的内壁紧密贴合，且翻边21与壳体10的内壁相连，从而便于实现端盖20与壳体10的有效连接，且利于节省电池1000在轴向上的安装空间，提高空间利用率，进而利于电池1000的能量密度的提升。
在一些实施例中，电池壳100为前述实施例中的电池壳100，且如图1所示，凸筋22朝向壳体10的外部(如图1中的下侧)的方向凸出，电池1000还包括：设于电芯与端盖20之间的集流盘200，集流盘200上具有凸起201，凸起201朝向壳体10的外部的方向凸出且配合于与凸筋22内，凸起201与凸筋22焊接相连。
例如，如图1所示，集流盘200位于端盖20朝向壳体10的内部(如图1中的上厕)的一侧，以便于集流盘200能够与极耳进行焊接。其中，集流盘200的直径在40mm-43mm之间可变，其壁厚在0.1mm-0.6mm之间可变，具体尺寸根据电芯能量密度要求做设计。
进一步地，集流盘200设有凸起201，在实际装配时，凸起201伸至凸筋22内，接着，采用激光焊接连接凸起201与凸筋22，以使二者相连。
可选地，凸起201与凸筋22卡接配合或过盈配合，由此，便于通过凸筋22对凸起201起到固定、限位的作用，且凸起201与凸筋22激光焊接。在集流盘200与极耳进行焊接时，集流盘200能够通过凸起201实现其与端盖20的定位，以增强集流盘200的结构稳定性，另一方面，端盖20与集流盘200焊接在一起，有利于进行热传导，利于提升电芯的散热效率。
进一步地，凸起201与凸筋22的形状可以相匹配。
例如，凸筋22形成为围绕壳体10的中心轴线设置的闭合环形时，凸起201可形成为围绕壳体10的中心轴线设置的闭合环形，或者又例如，凸筋22包括围绕壳体10的中心轴线间隔设置的多个子凸筋221时，凸起201包括围绕壳体10的中心轴线间隔设置的多个子凸起。由此，可以实现凸起201与凸筋22的适配安装。
由此，便于凸起201能够伸至凸筋22内以与凸筋22紧密贴合，进而便于在二者的贴合处进行后续焊接，利于实现集流盘200与端盖20的有效连接。
在一些实施例中，如图1所示，端盖20的中心具有第一穿孔，电池1000包括设于第一穿孔内的密封件300，集流盘200的中心具有第二穿孔202，第二穿孔202与第一穿孔相对设置，
可以理解的是，密封件300适于贯穿第一穿孔，且密封件300的至少部分适于伸至第二穿孔202内，密封件300在第一穿孔处通过激光焊接的方式与端盖20焊接相连。
例如，密封件300构造为密封钉、或者密封螺栓等，在此不做限定。
由此，密封件300与第一穿孔相适配，且通过激光焊接与端盖20焊接在一起，从而通过密封件300实现对第一穿孔的密封功能。
进一步地，如图1所示，集流盘200上具有位于第二穿孔202的边缘的延伸部203，延伸部203朝向壳体10的内部方向延伸。
例如，延伸部203构造为环形凸环，且环形凸环在内外方向上的长度在2mm-10mm之间可变，其作用有两个：一方面可以，通过环形凸环能够起到支撑第二穿孔202的作用，保证第二穿孔202的圆度完整，其中，圆度利于保证电芯极片的受力均匀，提升电芯在使用过程中的稳定性，以方便后续工序，诸如正极方向集流盘200与极柱焊接时，焊针插入或拔出时会导致第二穿孔202的圆度破坏。
而本发明中，通过在集流盘200上设置延伸部203，一方面，可以在第二穿孔202的边缘起到支撑第二穿孔202的作用，在焊针插入或拔出时保证第二穿孔202的圆度不受破坏；另一方面，环形凸环的内端(如图1中的上端)的壁厚较小，利于环形凸环能够插入卷芯中间，可以更加精准地的实现集流盘200与卷芯的定位，方便集流盘200与极耳的有效焊接。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，还可以是通信；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，可以根据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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池壳，其特征在于，包括：
壳体(10)，所述壳体(10)为空心柱形；
端盖(20)，所述端盖(20)封盖在所述壳体(10)的轴向一端，所述端盖(20)的边缘具有翻边(21)，所述端盖(20)通过所述翻边(21)与所述壳体(10)的内壁相连。
2.根据权利要求1所述的电池壳，其特征在于，所述翻边(21)相对所述端盖(20)朝向所述壳体(10)外部的方向延伸。
3.根据权利要求1所述的电池壳，其特征在于，所述翻边(21)与所述壳体(10)焊接相连；和/或，所述翻边(21)与所述壳体(10)过盈配合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电池壳，其特征在于，所述端盖(20)上具有凸筋(22)。
5.根据权利要求4所述的电池壳，其特征在于，所述凸筋(22)形成为围绕所述壳体(10)的中心轴线设置的闭合环形，或者包括围绕所述壳体(10)的中心轴线间隔设置的多个子凸筋(221)。
6.根据权利要求4所述的电池壳，其特征在于，所述凸筋(22)的壁面上具有减薄区(222)。
7.一种电池，其特征在于，包括：
电池壳(100)，所述电池壳(100)为根据权利要求1-8中任一项所述的电池壳；
电芯，所述电芯设于所述电池壳(100)的内部。
8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述电池壳(100)为根据权利要求4-6中任一项所述的电池壳(100)，所述凸筋(22)朝向所述壳体(10)的外部的方向凸出，所述电池(1000)还包括：设于所述电芯与所述端盖(20)之间的集流盘(200)，所述集流盘(200)上具有凸起(201)，所述凸起(201)朝向所述壳体(10)的外部的方向凸出且配合于与所述凸筋(22)内，所述凸起(201)与所述凸筋(22)焊接相连。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述凸起(201)与所述凸筋(22)的形状相匹配。
10.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述端盖(20)的中心具有第一穿孔，所述电池(1000)包括设于所述第一穿孔内的密封件(300)，所述集流盘(200)的中心具有第二穿孔(202)，所述第二穿孔(202)与所述第一穿孔相对设置，所述集流盘(200)上具有位于所述第二穿孔(202)的边缘的延伸部(203)，所述延伸部(203)朝向所述壳体(10)的内部方向延伸。
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