CN114976494B - 一种用于圆柱电池的集流盘 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于圆柱电池的集流盘，圆柱电池包括具有若干个极耳的极片，集流盘包括集流盘上组件、集流盘下组件和连接柱，集流盘上组件和集流盘下组件通过连接柱转动连接；集流盘上组件和集流盘下组件均包括盘体和若干个叶片，相邻的叶片之间具有空隙。在装配集流盘时，根据集流盘的结构切割极耳尺寸后，极耳延伸至集流盘上组件和集流盘下组件之间，固定集流盘下组件，旋转集流盘上组件的过程中带动极耳翻折，依靠集流盘上组件和集流盘下组件之间的压力将极耳压紧，完成集流盘的装配后进行焊接。由于焊接点在集流盘上组件上，可以保障焊接面平整，实现有效焊接，同时避免金属飞屑的产生，提升电池的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其是涉及一种用于圆柱电池的集流盘。
背景技术
电动汽车以电代油，能够实现污染气体的零排放与低噪声，是解决能源和环境问题的重要手段。随着国家对新能源汽车的大力支持，圆柱电池由于能量密度高、抗压系数高、成本低、生产效率高、安全性能好等优点而备受关注。
全极耳圆柱电池是未来动力电池的一个发展方向，目前市场上与圆柱电池相关的技术中，较多采用集流体极耳揉平的方式来实现全极耳焊接的目的，极耳揉平能够降低电池的内阻，提升电池的功率性能。但是，极耳揉平在实际生产中会引入一些不可避免的安全风险，如揉平工艺产生的飞屑进入电芯内部，不好清理，会在电池使用过程中产生安全问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种用于圆柱电池的集流盘。
为了解决上述问题，一方面，本发明实施例公开了一种用于圆柱电池的集流盘，圆柱电池包括具有若干个极耳的极片，集流盘包括：
集流盘上组件、集流盘下组件、以及设置在所述集流盘上组件和所述集流盘下组件之间的连接柱，所述集流盘上组件和所述集流盘下组件通过所述连接柱转动连接；
所述集流盘上组件和所述集流盘下组件均包括盘体和与所述盘体连接的若干个叶片，相邻的所述叶片之间具有空隙；
其中，所述极耳经卷折后，分别从所述缝隙延伸至所述集流盘上组件和所述集流盘下组件之间，所述集流盘上组件通过所述连接柱旋转时带动所述极耳翻折，所述集流盘上组件、所述极耳和所述集流盘下组件通过焊接固定。
可选的，所述若干个叶片以所述盘体为中心阵列分布。
可选的，所述集流盘下组件上的盘体与所述连接柱固定，所述集流盘上组件上的盘体与所述连接柱转动连接。
可选的，所述空隙的夹角小于所述叶片的扇形弧度。
可选的，所述集流盘上组件和所述集流盘下组件的形状和尺寸均相同。
可选的，所述叶片的扇形弧度为17.5-18.5度。
可选的，所述叶片的边缘设置有倒角。
可选的，所述集流盘下组件的叶片之间具有若干个空隙，所述若干个极耳均匀地从所述集流盘下组件的若干个缝隙延伸至所述集流盘上组件和所述集流盘下组件之间。
可选的，所述圆柱电池上设置有电池卷芯，电池卷芯上设置有中心圆筒，所述中心圆筒设置在所述电池卷芯的中央位置，所述电池卷芯由极片在所述中心圆筒上卷绕后形成，所述盘体的尺寸与所述中心圆筒的尺寸相适配。
另一方面，本发明还公开了一种圆柱电池，所述圆柱电池上设置有上述用于圆柱电池的集流盘。
基于上述说明，本发明提供的圆柱电池包括具有若干个极耳的极片，集流盘包括集流盘上组件、集流盘下组件和连接柱，集流盘上组件和集流盘下组件通过连接柱转动连接；集流盘上组件和集流盘下组件均包括盘体和若干个叶片，相邻的叶片之间具有空隙。在装配集流盘时，根据集流盘的结构切割极耳尺寸后，极耳延伸至集流盘上组件和集流盘下组件之间，固定集流盘下组件，旋转集流盘上组件的过程中带动极耳翻折，依靠集流盘上组件和集流盘下组件之间的压力将极耳压紧，完成集流盘的装配后进行焊接。
由于焊接点在集流盘上组件上，可以保障焊接面平整，实现有效焊接，减少热辐射的影响，同时避免金属飞屑的产生，提升电池的安全性。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于圆柱电池的集流盘的示意图；
图2为本发明提供的一种用于圆柱电池的集流盘装配后的局部结构示意图；
图3为本发明提供的一种集流盘的示意图；
图4为本发明提供的一种集流盘装配后的示意图；
图5为本发明提供的一种激光切割后的极耳与集流盘的示意图。
其中，1、集流盘，2、电池卷芯，11、集流盘上组件，12、集流盘下组件，13、盘体，14、叶片，21、极耳，22、阳极，23、阴极，24、隔膜。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。应当理解，下文对于实施例的描述旨在对本公开的总体构思进行解释和说明，而不应当理解为是对本公开的限制。在说明书和附图中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的部件或构件。为了清晰起见，附图不一定按比例绘制，并且附图中可能省略了一些公知部件和结构。
现有技术中，圆柱电池一般包括电池壳体、以及设置在壳体内部的电池卷芯、集流盘和绝缘密封圈，其中，电池卷芯一般由极片卷绕后形成，极片包括正极极片和负极极片，在极片卷绕前，将隔膜片夹设在正极极片和负极极片之间，绝缘密封圈设置在集流盘和壳体之间。极片一般包括涂布区和空白区，极耳通过焊接的方式设置在空白区上。
圆柱电池在生产制造的过程中，一般都会涉及到卷绕电芯的极耳揉平，传统的揉平方法就是通过揉平机的揉平头直接接触在极耳上，随着揉平头的自转靠近极耳后，会碾转带动极耳揉平在卷绕电芯的端部，由于揉平头直接与极耳接触摩擦，可能会将柔软的极耳部分揉碎，揉碎的碎末颗粒可能会进入圆柱型电池的正极端或负极端之间而产生短路，故传统揉平方法对圆柱电池产品的质量造成较大影响，会降低产品的合格率和安全性能。
图1为本发明实施例提供的一种用于圆柱电池的集流盘的示意图，图2为本发明实施例提供的一种用于圆柱电池的集流盘装配后的局部结构示意图。其中，圆柱电池中设置有集流盘1和电池卷芯2，集流盘1包括集流盘上组件11和集流盘下组件12，电池卷芯2包括极耳21、设置在电池卷芯2上的阳极22、阴极23、以及夹设在正极极片和负极极片之间的隔膜24，极耳21延伸至集流盘上组件11和集流盘下组件12之间。
图3为本发明实施例提供的一种集流盘的示意图，图4为本发明实施例提供的一种集流盘装配后的示意图，图5为本发明实施例提供的一种激光切割后的极耳与集流盘的示意图。其中，集流盘1包括集流盘上组件11、集流盘下组件12、以及设置在集流盘上组件11和集流盘下组件12之间的连接柱(图中未示出)，集流盘上组件11和集流盘下组件12通过连接柱转动连接。集流盘上组件11和集流盘下组件12均包括盘体13和与盘体13连接的若干个叶片14，相邻的叶片14之间具有空隙。在装配集流盘的过程中，极耳21从叶片14之间的空隙延伸至集流盘上组件11和集流盘下组件12之间后，固定集流盘下组件12并旋转集流盘上组件11，在集流盘上组件11旋转的过程中带动极耳21翻折，依靠集流盘上组件11和集流盘下组件12之间的压力将极耳21压紧，完成集流盘的装配，然后进行焊接。由于焊接点在集流盘上组件11上，可以保障焊接面平整，实现有效焊接，减少热辐射的影响，同时避免金属飞屑的产生，提升电池的安全性。
在一些实施例中，本领域技术人员可以在集流盘上组件11上进行激光焊点或者焊线的设计，集流盘1的直径可以根据不同的过流需求设计，满足圆柱电池内预期的过流需求。请参阅图1，图1中的集流盘1上的虚线为本申请提供的一种焊接轨迹，在完成集流盘的装配后，可根据集流盘上组件11上的焊接轨迹进行激光焊接。于本实施例中，焊点的直径可选1mm，焊点的数量为20-60个，焊线可选择绕叶片14焊接一圈。在集流盘上组件11上进行激光焊点或者焊线的设计，可以覆盖较大范围的有效焊接面积，实现不同的过流需求。
在一些实施例中，集流盘上组件11和集流盘下组件12的形状和尺寸均相同。集流盘下组件12上的盘体13与连接柱固定，集流盘上组件11上的盘体13与连接柱转动连接，使得集流盘上组件11可以顺时针或逆时针绕连接柱转动，在装配集流盘的过程中，集流盘下组件12旋转的过程中带动极耳21翻折，依靠集流盘上组件11和集流盘下组件12之间的压力将极耳21压紧，完成集流盘的装配。
在一些实施例中，圆柱电池上设置有中心圆筒，中心圆筒设置在电池卷芯2的中央位置，电池卷芯2由极片在中心圆筒上卷绕后形成。集流盘1上盘体13的尺寸与电池卷芯2上的中心圆筒尺寸一致，在完成集流盘的装配后，集流盘1与圆柱电池上的极柱连接，实现圆柱电池内的电流导通。
在一些实施例中，当该集流盘用于多极耳圆柱电池或全极耳圆柱电池时，可以根据实际需求设计集流盘中叶片的具体数量，如叶片的数量可以为12-20个，示例性的，叶片的数量为12、13、14、15、16个等。同时，叶片的边缘需做倒角处理，防止在装配集流盘的过程中挫伤极片。
在一些实施例中，若干个叶片14以盘体13为中心呈环形阵列分布，集流盘1上叶片14之间空隙的夹角小于叶片14的扇形弧度。示例性的，叶片14之间空隙的夹角为x度，叶片14的扇形弧度为y度，x<y，且x+y＝22.5°，其中，叶片14的扇形弧度可以为15-22度，优选叶片14的扇形弧度为17.5-18.5度。叶片14之间具有若干个空隙，若干个极耳根据空隙的数量均匀分配后，分别从缝隙延伸至集流盘上组件和所述集流盘下组件之间。
基于上述说明，在装配集流盘的过程中，根据集流盘1的结构和叶片14的尺寸切割极耳21，使得切割后的极耳21的形状和尺寸均与叶片14相适配，切割后的极耳21从叶片14之间的空隙延伸至集流盘上组件11和集流盘下组件12之间后，固定集流盘下组件12并旋转集流盘上组件11，在集流盘上组件11旋转的过程中带动极耳21翻折，依靠集流盘上组件11和集流盘下组件12之间的压力将极耳21压紧，完成集流盘的装配，然后进行焊接。在激光焊接时，由于焊接点在集流盘上组件11上，一方面可以保障焊接面平整，减少虚焊，集流盘上组件11还可以保证极耳21和集流盘上组件11之间有足够的焊接面积，实现有效焊接；另一方面，集流盘上组件11可以起到热保护作用，由于集流盘上组件11具有一定的厚度，可以保证在焊接时焊接到极耳，但是不穿透集流盘1，保护集流盘1下方的隔膜、极片等，降低焊接时的热辐射作用，实现有效焊接，避免了金属飞屑的产生，降低电池的安全风险，提升电池的安全性。
本发明实施例还提供了一种用于圆柱电池的装配方法，圆柱电池上设置有上述用于圆柱电池的集流盘；该装配方法包括：极耳21经卷折后，分别从叶片14之间的缝隙延伸至集流盘上组件11和集流盘下组件12之间，集流盘上组件11通过连接柱旋转时带动极耳21翻折，集流盘上组件11、极耳21和集流盘下组件12通过焊接固定。由于焊接点在集流盘上组件11上，可以保障焊接面平整，实现有效焊接，减少热辐射的影响，同时避免金属飞屑的产生，提升电池的安全性。
在一些实施例中，根据集流盘的结构和叶片的尺寸对电池卷芯上的极耳进行切割，若干个极耳经剪切后保留多个极耳，且保留的多个极耳的数量与集流盘中叶片之间的空隙数量相同，使得每个空隙之间均有极耳穿出，从而保障圆柱电池内部的导电性能。
本发明实施例还提供了一种圆柱电池，圆柱电池上设置有上述用于圆柱电池的集流盘。该圆柱电池的结构主要用于尺寸较大的圆柱电池，示例性的，圆柱电池的直径为40-60mm，圆柱电池的高度为75-130mm。采用此种集流盘的电池优势在于，在生产过程中减少飞屑的产生，极大的提高了电池的安全性能。
需要说明的是，除非另外定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。措词“一”或“一个”不排除多个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”“顶”或“底”等等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
以上对本发明所提供的一种用于圆柱电池的集流盘进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种用于圆柱电池的集流盘，所述圆柱电池包括具有若干个极耳(21)的极片，其特征在于，所述集流盘(1)包括：
集流盘上组件(11)、集流盘下组件(12)、以及设置在所述集流盘上组件(11)和所述集流盘下组件(12)之间的连接柱，所述集流盘上组件(11)和所述集流盘下组件(12)通过所述连接柱转动连接；
所述集流盘上组件(11)和所述集流盘下组件(12)均包括盘体(13)和与所述盘体(13)连接的若干个叶片(14)，相邻的所述叶片(14)之间具有空隙；所述极耳(21)的数量与所述空隙的数量相同，每个所述空隙之间均有所述极耳(21)穿出；
其中，所述极耳(21)经卷折后，分别从所述空隙延伸至所述集流盘上组件(11)和所述集流盘下组件(12)之间，所述集流盘上组件(11)通过所述连接柱旋转时带动所述极耳(21)翻折，所述集流盘上组件(11)、所述极耳(21)和所述集流盘下组件(12)通过焊接固定。
2.根据权利要求1所述的一种用于圆柱电池的集流盘，其特征在于，所述若干个叶片(14)以所述盘体(13)为中心环形分布。
3.根据权利要求1所述的一种用于圆柱电池的集流盘，其特征在于，所述集流盘下组件(12)上的盘体(13)与所述连接柱固定，所述集流盘上组件(11)上的盘体(13)与所述连接柱转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于圆柱电池的集流盘，其特征在于，所述空隙的夹角小于所述叶片(14)的扇形弧度。
5.根据权利要求1所述的一种用于圆柱电池的集流盘，其特征在于，所述集流盘上组件(11)和所述集流盘下组件(12)的形状和尺寸均相同。
6.根据权利要求1所述的一种用于圆柱电池的集流盘，其特征在于，所述叶片(14)的扇形弧度为17.5-18.5度。
7.根据权利要求1所述的一种用于圆柱电池的集流盘，其特征在于，所述叶片(14)的边缘设置有倒角。
8.根据权利要求1所述的一种用于圆柱电池的集流盘，其特征在于，所述集流盘下组件(12)的叶片(14)之间具有若干个空隙，所述若干个极耳(21)均匀地从所述集流盘下组件(12)的若干个缝隙延伸至所述集流盘上组件(11)和所述集流盘下组件(12)之间。
9.根据权利要求1所述的一种用于圆柱电池的集流盘，其特征在于，所述圆柱电池上设置有电池卷芯(2)，所述电池卷芯(2)上设置有中心圆筒，所述中心圆筒设置在所述电池卷芯(2)的中央位置，所述电池卷芯(2)由极片在所述中心圆筒上卷绕后形成，所述盘体(13)的尺寸与所述中心圆筒的尺寸相适配。
10.一种圆柱电池，所述圆柱电池上设置有如权利要求1-9中任一项所述的用于圆柱电池的集流盘。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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