CN114927811A - 一种圆柱电池盖板结构及圆柱电池 - Google Patents

一种圆柱电池盖板结构及圆柱电池 Download PDF

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Abstract

本发明属于电池技术领域，公开了一种圆柱电池盖板结构及圆柱电池。该圆柱电池盖板结构，包括极柱。极柱的底部连接有集流盘，极柱上套设有密封圈，密封圈外沿竖直方向依次套设有第一绝缘件和盖片，第一绝缘件将集流盘和盖片绝缘隔离。该圆柱电池盖板结构的集流盘直接连接在极柱的底部，增加了极柱和集流盘的接触面积，降低了电池的过流内阻。第一绝缘件和盖片套设在密封圈外，密封性更好，不容易发生漏液的风险。第一绝缘件平整地设置在集流盘和盖片之间，保证集流盘和盖片绝缘隔离。无需将集流盘套设在极柱上，因此，可以适当降低极柱的高度，从而节约极柱的原材料，降低生产成本。

Description

一种圆柱电池盖板结构及圆柱电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电池盖板结构及圆柱电池。
背景技术
圆柱电池制造工艺成熟，通用性高，因此，在电动工具及电动轻型车等领域应用广泛。随着使用性能要求的提高，传统的圆柱电池的能量已无法满足需求，而提高电池能量密度的方式除了增加电池大小和提升材料体系克容量以外，对电池正负盖片的结构也需要作出新的改变，从而满足电池更高的倍率需求。
现有技术中的电池盖片，通常包括极柱、集流盘、下绝缘片和顶盖片，极柱依次穿出集流盘、下绝缘盘和顶盖片，顶盖片开设有供极柱穿出的沉头孔，沉头孔由里到外依次设有绝缘片和密封层，集流盘与卷芯固定连接，下绝缘片与集流盘卡持连接，下绝缘片与顶盖片固定连接，密封层与顶盖片固定连接。采用这种结构的电池盖片，集流盘开设较大的通孔才能套设在极柱上，极柱和集流盘的接触面积小，导致电池的过流内阻大；由于较多的部件套设在极柱上，因此，极柱的高度较高，导致材料的浪费，生产成本较高；另外，由于极柱和集流盘焊接区域存在焊印，导致焊接区域表面不平整，因此集流盘和下绝缘片之间装配不紧密，密封性差，有漏液风险。
因此亟需提出一种圆柱电池盖板结构来解决上述问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种圆柱电池盖板结构，该圆柱电池盖板结构密封性好，不易漏液，集流盘与极柱接触面积大，过流内阻小，极柱高度小，生产升本低。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种圆柱电池盖板结构，包括极柱，所述极柱的底部连接有集流盘，所述极柱上套设有密封圈，所述密封圈外沿竖直方向依次套设有第一绝缘件和盖片，所述第一绝缘件将所述集流盘和所述盖片绝缘隔离。
可选地，所述极柱包括互相连接的底座和立柱，所述集流盘连接于所述底座未与所述立柱连接的一侧，所述密封圈套设在所述立柱上，所述密封圈的底部与所述第一绝缘件的底部均与所述底座的端面接触设置。
可选地，所述第一绝缘件底部设置有凹槽，所述集流盘的一端设置在所述凹槽内。
可选地，所述第一绝缘件上设置有装配孔，所述装配孔为阶梯孔，所述阶梯孔具有台阶面，所述立柱穿过所述装配孔，所述底座的端面与所述台阶面接触设置。
可选地，所述密封圈包括大直径段和小直径段，所述第一绝缘件套设于所述大直径段，所述盖片套设于所述小直径段。
可选地，所述集流盘与所述极柱之间为焊接连接。
可选地，所述盖片上设置有端子，所述端子与所述盖片之间通过第二绝缘件绝缘隔离。
可选地，所述端子设置有安装孔，所述安装孔为阶梯孔，所述极柱的端面设置有凸缘，所述极柱穿入所述安装孔，所述凸缘卡设于所述安装孔内。
可选地，所述第二绝缘件上设置有第一定位凸起，所述端子上设置有第一定位槽，所述第一定位槽与所述第一定位凸起配合设置，
或，所述第二绝缘件上设置有所述第一定位槽，所述端子上设置有所述第一定位凸起，所述第一定位槽与所述第一定位凸起配合设置。
可选地，所述盖片上设置有第二定位槽，所述第二绝缘件上设置有第二定位凸起，所述第二定位槽和所述第二定位凸起配合设置。
可选地，所述第二定位槽为十字型，所述第二定位凸起为十字型，或，所述第二定位槽为多边形，所述第二定位凸起为多边形，或，所述第二定位槽为椭圆形，所述第二定位凸起为椭圆形。
可选地，所述集流盘上设置有熔断部。
本发明的另一个目的在于提供一种电池，该圆柱电池的密封性能好，不易漏液，集流盘与极柱接触面积大，电池的过流内阻小，极柱高度小，生产成本低，盖板结构结构紧凑，电池能量密度大。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种圆柱电池，包括壳体和上述的圆柱电池盖板结构，所述壳体与所述圆柱电池盖板结构固定连接。
有益效果：
本发明提供的圆柱电池盖板结构，区别于现有技术，集流盘无需穿过极柱，而是直接连接在极柱的底部，从而增加了极柱和集流盘的接触面积，降低了电池的过流内阻。由于第一绝缘件和极柱接触设置，两者之间没有集流盘隔开，集流盘与极柱的焊印不会影响第一绝缘件和极柱的连接，并且密封圈直接和极柱接触设置，连接更紧密，密封性更好，不容易发生漏液的风险。同时，第一绝缘件能够平整地设置在集流盘和盖片之间，保证了集流盘和盖片绝缘隔离，避免电池内部短路。由于无需将集流盘套设在极柱上，因此，可以适当降低极柱的高度，从而节约极柱的原材料，降低生产成本。
本发明提供的圆柱电池，采用上述的电池盖板结构和壳体相连接，通过对盖板结构进行合理的结构设计和布局，使盖板结构结构紧凑，从而电池的能量密度大。并且，电池密封性好，能够有效避免因第一绝缘件与极柱连接不紧密造成的漏液的风险。极柱所用的原材料较少，极大程度上降低了电池的生产成本。
附图说明
图1是本发明提供的中纵截面的剖视图；
图2是本发明提供的电池盖板结构的爆炸图；
图3是本发明提供的第一绝缘件的结构示意图；
图4是本发明提供的端子的结构示意图；
图5是本发明提供的第二绝缘件的结构示意图。
图中：
100、集流盘；200、极柱；210、底座；220、立柱；230、凸缘；300、密封圈；400、第一绝缘件；410、凹槽；420、台阶面；500、盖片；510、第二定位槽；600、第二绝缘件；610、第一定位凸起；620、第二定位凸起；700、端子；710、第一定位槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参见图1和图2，本实施例提供的一种圆柱电池盖板结构，包括极柱200。极柱200的底部连接有集流盘100，极柱200上套设有密封圈300，密封圈300外沿竖直方向依次套设有第一绝缘件400和盖片500，第一绝缘件400将集流盘100和盖片500绝缘隔离。
上述圆柱电池盖板结构，通过将集流盘100连接在极柱200的底部，相较于现有技术中，将集流盘100套设在极柱200上的结构，集流盘100无需设置与极柱200直径大小相等的装配孔，从而极柱200和集流盘100之间的接触面积更大，降低了电池的过流内阻。另外，由于无需将集流盘100套设在极柱200上，因此，可以相应地减小极柱200的高度，从而减少原材料的使用，降低生产成本。第一绝缘件400直接与极柱200接触，不会因为极柱200和集流盘100之间的焊印导致第一绝缘件400与极柱200的连接不够紧密而发生漏液，盖板500套设在密封圈300上，密封圈300直接和极柱200接触，保证了连接的密封性。第一绝缘件400能够平整地设置在集流盘100和盖片500之间，保证了集流盘100和盖片500绝缘隔离，避免电池内部短路。
进一步地，极柱200包括互相连接的底座210和立柱220，集流盘100连接于底座210未与立柱220连接的一侧，连接方式可以为焊接，具体地，可以为超声焊接或激光焊接。密封圈300套设在立柱220上，其底部和底座210的端面接触设置，同时，第一绝缘件400套设在密封圈300外，第一绝缘件400的底部也和底座210的端面接触设置。可选地，极柱200可以为铆钉，从而密封圈300受到铆压的作用，能够保证其密封效果良好。由于集流盘100不与第一绝缘件400直接接触配合，而是和底座210的端面接触，底座210端面平整，能够保证良好的绝缘效果和密封效果，避免电池短路或发生漏液的危险。
进一步地，参见图2和图3，为了保证盖板结构结构的紧凑性，在第一绝缘件400的底部设置凹槽410，集流盘100的一端设置在凹槽410内。可以理解地，凹槽410的形状应当根据集流盘100与极柱200连接段的形状进行设置。
进一步地，第一绝缘件400上设置有装配孔，装配孔为阶梯孔，阶梯孔具有台阶面420，立柱220穿过装配孔，底座210的端面与台阶面420接触设置。由于底座210为圆盘型，所以台阶面420为圆环形。采用这样的结构设计，能够对极柱200的位置进行限定，同时也保证了部件之间紧密排列，节约电池的内部空间，保证电池具有较大的能量密度。
继续参见图2，进一步地，密封圈300包括大直径段和小直径段，第一绝缘件400套设在大直径段外，盖片500套设在小直径段外。可以理解地，第一绝缘件400上装配孔的直径应当根据密封圈300大直径段的外径进行设置，第一绝缘件400上装配孔可以大于密封圈300大直径段的外径，从而节省原材料。同理，盖片500上装配孔的直径应当根据密封圈300小直径段的外径进行设置，从而能够使盖片500穿过极柱200并紧密地套在密封圈300上，同时，密封圈300大直径段的端面和盖片500的底面接触，从而保证密封性良好。
进一步地，极柱200上套设有端子700和第二绝缘件600，端子700和盖片500之间通过第二绝缘件600绝缘隔离。端子700设置有安装孔，安装孔为阶梯孔，极柱200的端面设置有凸缘230，极柱200穿入安装孔，凸缘230卡设于安装孔内，对端子700起到限位的作用，防止端子700从极柱200上脱落。
可选地，第二绝缘件600上设置有第一定位凸起610，相应地，如图4所示，在端子700上设置有第一定位槽710，第一定位槽710和第一定位凸起610配合设置，从而起到第二绝缘件600和端子700之间的限位。当然，也可以在第二绝缘件600上设置第一定位槽710，在端子700上设置第一定位凸起610，以实现定位作用。在本实施例中，第一定位凸起610为圆柱形凸块，第一定位槽710为圆柱形凹槽410，第一定位凸起610与第一定位槽710均设置有四个，且关于所在部件的中心呈中心对称设置，在其他实施例中，定位部件可以为其他的结构形式，只要是能够起到定位作用的结构，均在本申请的保护范围之内。
进一步地，参见图2和图5，盖片500上设置有第二定位槽510，第二绝缘件600上设置有第二定位凸起620，第二定位槽510和第二定位凸起620配合设置。在本实施例中，第二定位槽510为十字型，和盖片500上的装配孔同心设置，在其他实施例中，第二定位槽510可以为多边形，椭圆形或其他形状，第二定位凸起620的形状根据第二定位槽510形状进行设置。
进一步地，集流盘100上设置有熔断部。当电路出现短路等极端情况使电路温度过高时，熔断部能够通过自身发热而熔断，以迅速切断电流回路，从而起到保护电路的作用，提高电池的安全性。熔断部可以通过将集流盘100做薄或涂覆低熔点金属等方式形成。
本实施例还提供一种圆柱电池，包括壳体和上述的圆柱电池盖板结构，圆柱电池盖板结构和壳体固定连接，其中，壳体可以由铝或其他金属材质制成，壳体与盖片500之间可以通过焊接连接。
该圆柱电池通过对盖板结构进行合理的结构设计和布局，使盖板结构结构紧凑，从而电池的能量密度大。并且，电池密封性好，能够有效避免因第一绝缘件400与极柱200连接不紧密造成的漏液的风险。极柱200所用的原材料较少，节约了生产成本。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种圆柱电池盖板结构，其特征在于，包括极柱(200)，所述极柱(200)的底部连接有集流盘(100)，所述极柱(200)上套设有密封圈(300)，所述密封圈(300)外沿竖直方向依次套设有第一绝缘件(400)和盖片(500)，所述第一绝缘件(400)将所述集流盘(100)和所述盖片(500)绝缘隔离。
2.根据权利要求1所述的圆柱电池盖板结构，其特征在于，所述极柱(200)包括互相连接的底座(210)和立柱(220)，所述集流盘(100)连接于所述底座(210)背向所述立柱(220)的一侧，所述密封圈(300)套设在所述立柱(220)上，所述密封圈(300)的底部和所述第一绝缘件(400)的底部均与所述底座(210)的端面接触设置。
3.根据权利要求2所述的圆柱电池盖板结构，其特征在于，所述第一绝缘件(400)底部设置有凹槽(410)，所述集流盘(100)的一端设置在所述凹槽(410)内。
4.根据权利要求2所述的圆柱电池盖板结构，其特征在于，所述第一绝缘件(400)上设置有装配孔，所述装配孔为阶梯孔，所述阶梯孔具有台阶面(420)，所述立柱(220)穿过所述装配孔，所述底座(210)的端面与所述台阶面(420)接触设置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的圆柱电池盖板结构，其特征在于，所述密封圈(300)包括大直径段和小直径段，所述第一绝缘件(400)套设于所述大直径段，所述盖片(500)套设于所述小直径段。
6.根据权利要求1-4任一项所述的圆柱电池盖板结构，其特征在于，所述集流盘(100)与所述极柱(200)之间为焊接连接。
7.根据权利要求1-4任一项所述的圆柱电池盖板结构，其特征在于，所述极柱(200)上套设有端子(700)和第二绝缘件(600)，所述端子(700)与所述盖片(500)之间通过第二绝缘件(600)绝缘隔离。
8.根据权利要求7所述的圆柱电池盖板结构，其特征在于，所述端子(700)设置有安装孔，所述安装孔为阶梯孔，所述极柱(200)的端面设置有凸缘(230)，所述极柱(200)穿入所述安装孔，所述凸缘(230)卡设于所述安装孔内。
9.根据权利要求7所述的圆柱电池盖板结构，其特征在于，所述第二绝缘件(600)上设置有第一定位凸起(610)，所述端子(700)上设置有第一定位槽(710)，所述第一定位槽(710)与所述第一定位凸起(610)配合设置，
或，所述第二绝缘件(600)上设置有所述第一定位槽(710)，所述端子(700)上设置有所述第一定位凸起(610)，所述第一定位槽(710)与所述第一定位凸起(610)配合设置。
10.根据权利要求7所述的圆柱电池盖板结构，其特征在于，所述盖片(500)上设置有第二定位槽(510)，所述第二绝缘件(600)上设置有第二定位凸起(620)，所述第二定位槽(510)和所述第二定位凸起(620)配合设置。
11.根据权利要求10所述的圆柱电池盖板结构，其特征在于，所述第二定位槽(510)为十字型，所述第二定位凸起(620)为十字型，或，所述第二定位槽(510)为多边形，所述第二定位凸起(620)为多边形，或，所述第二定位槽(510)为椭圆形，所述第二定位凸起(620)为椭圆形。
12.根据权利要求1-4任一项所述的圆柱电池盖板结构，其特征在于，所述集流盘(100)上设置有熔断部。
13.一种圆柱电池，包括壳体和如权利要求1-12任一项所述的圆柱电池盖板结构，其特征在于，所述壳体与所述圆柱电池盖板结构固定连接。
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