CN115064821A - 一种壳体结构及电芯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种壳体结构。所述壳体结构包括通过侧部焊接缝依次连接的第一表面、第一侧面、第二表面以及第二侧面，所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面通过弯折成型构成壳体主体的其中一部分，所述第一表面和所述第二表面平行，所述第一侧面和所述第二侧面平行，所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面围合而成的空间为用于容纳卷芯的收容腔。本发明的壳体结构采用钣金弯折加工，无需使用冲压模，加工成本降低；弯折加工能够使用更薄的合金材料，增加电芯内部空间；使电芯内部空间增加，容量及续航能力均得到提升；减少定位面及焊接路径，提升外观一致性。另外，还提供了一种采用该壳体结构的电芯。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种壳体结构及采用该壳体结构的电芯。
背景技术
请参阅图1，公开号CN114243092A公开了一种方形锂离子电池，壳体由顶部盖板1和主体壳体2组成，壳体由冲压成型，壳体内设置有至少一个卷芯3，所述卷芯包括设置于隔膜两侧的正极片和负极片，所述正极片包括正极集流体，以及至少部分覆盖正极集流体一个表面的正极活性材料涂布区，所述负极片包括负极集流体，以及至少部分覆盖负极集流体一个表面的负极活性材料涂布区。
由于壳体由冲压成型，成型需拉伸，厚度下限尺寸较大，冲压模及壳体成本较高。包装壳体过厚，占用电芯空间。壳体头部面与壳体分离，增加加工步骤与成本。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种壳体结构及采用该壳体结构的电芯。
本发明提供一种壳体结构，包括通过侧部焊接缝依次连接的第一表面、第一侧面、第二表面以及第二侧面，所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面通过弯折成型构成壳体主体的其中一部分，所述第一表面和所述第二表面平行，所述第一侧面和所述第二侧面平行，所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面围合而成的空间为用于容纳卷芯的收容腔，所述壳体主体还包括设于所述收容腔的一端的底部片，所述底部片的外周面和所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面的边缘处形成头部焊接缝。
进一步的，所述底部片上设有与所述卷芯相连接的第一极柱和第二极柱，所述第二极柱与所述第一极柱极性相反，所述底部片上还设有注液孔或者圆弧形防爆阀，所述注液孔内设有密封钉。
进一步的，所述壳体主体还包括头部片，所述头部片的外周面和所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面的边缘处形成所述头部焊接缝，所述头部片或者所述底部片上设有与所述卷芯相连接的第一极柱和第二极柱，所述第二极柱与所述第一极柱极性相反，所述底部片上还设有注液孔或者圆弧形防爆阀，所述注液孔内设有密封钉。
进一步的，所述壳体主体的材料为不锈钢材料或者铝材料。
进一步的，所述壳体主体的厚度范围为2.0～20mm。
进一步的，所述头部片和所述底部片的厚度范围为40～300μm，所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面围合而成的框体的厚度范围为100～500μm。
进一步的，所述头部片和所述底部片的侧部伸出所述框体的侧部0～0.3mm。
此外，本发明还提供一种电芯，所述电芯包括如上中任一项所述的壳体结构。
本发明的壳体结构及采用该壳体结构的电芯，1、壳体的成型方式，使用钣金弯折成型，替代冲压模成型，减少面定位和焊接（连接、结合）路径，提升焊接封边精度；2、冲压模成型壳体较厚，钣金弯折成型方式平行叠焊（连接），加工简易，成本减少，焊接工艺及电芯安全得到保证，壳体厚度可大幅减小，可低至30微米的壳体成型；3、壳体材料可实现多样性，如延展性钢材及其他合金材料。
具体的，采用钣金弯折加工，无需使用冲压模，加工成本降低；弯折加工能够使用更薄的合金材料，增加电芯内部空间；能够使电芯内部空间增加，容量及续航能力均得到提升；能够减少定位面及焊接路径，提升外观一致性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为现有的方形锂离子电池的立体结构示意图；
图2为本发明的壳体结构的展开图；
图3为本发明的壳体结构（除顶部表面外）的结构示意图；
图4为本发明的壳体结构的立体结构示意图；
图5为一实施方式的顶部焊接缝的位置示意图；
图6为另一实施方式的顶部焊接缝的位置示意图；
图7为又一实施方式的顶部焊接缝的位置示意图；
图8为再一实施方式的顶部焊接缝的位置示意图；
图9为再一实施方式的顶部焊接缝的位置示意图。
附图中标号为：
| 头部片1 | 壳体主体2 | 第一极柱3 |
| 第二极柱4 | 注液孔5 | 底部片6 |
| 第一表面21 | 第一侧面22 | 第二表面23 |
| 第二侧面24 | 侧部焊接缝25 | 头部焊接缝26 |
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，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图2-图9，本发明提供了一种壳体结构及采用所述壳体结构的电芯，所述壳体结构包括通过侧部焊接缝25依次连接的第一表面21、第一侧面22、第二表面23以及第二侧面24，所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面通过弯折成型构成壳体主体2的其中一部分，所述第一表面和所述第二表面平行，所述第一侧面和所述第二侧面平行，所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面围合而成的空间为用于容纳卷芯的收容腔，所述壳体主体还包括设于所述收容腔的一端的底部片6，所述底部片的外周面和所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面的边缘处形成头部焊接缝26。
本发明的壳体结构，通过直接弯折成型方式替代冲压成型方式，减少面定位和焊接（连接、结合）路径，提升焊接封边精度; 将壳体采取弯折成型方式平行叠焊（连接），加工简易，成本减少，焊接工艺及电芯安全得到保证。
在一个实施方式中，所述底部片上设有与所述卷芯相连接的第一极柱3和第二极柱4，所述第二极柱与所述第一极柱极性相反，所述底部片上还设有注液孔5或者圆弧形防爆阀，所述注液孔内设有密封钉。
在一个实施方式中，所述壳体主体还包括头部片1，所述头部片的外周面和所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面的边缘处形成所述头部焊接缝，所述头部片或者所述底部片上设有与所述卷芯相连接的第一极柱3和第二极柱4，所述第二极柱与所述第一极柱极性相反，所述底部片上还设有注液孔5或者圆弧形防爆阀，所述注液孔内设有密封钉。
本发明的壳体结构由六面（上下面、头底面、左右面）或五面（上下面、底面、左右面），再头部面分体两种方式，以薄钣金弯折成型，再焊接或熔接。
在一个实施方式中，所述壳体主体的材料为不锈钢、铝或其他合金材料。
在一个实施方式中，所述壳体主体的厚度范围为2.0～20mm。
在一个实施方式中，所述头部片和所述底部片的厚度范围为40～300μm。所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面围合而成的框体的厚度范围为100～500μm。
在一个实施方式中，所述头部片和所述底部片的侧部伸出所述框体的侧部0～0.3mm，只要所述头部片和所述底部片能够封堵所述收容腔即可。
例如，请参阅图5，所述头部片和所述底部片可以和所述框体处于同一水平面上。
例如，请参阅图6，所述头部片和所述底部片可以伸出所述框体。
例如，请参阅图7，所述头部片和所述底部片包括横板和设于所述横板两端的竖板，两个所述竖板和所述横板垂直，所述横板和两个所述竖板围合而成的空间形成空腔，两个所述竖板的外表面和所述框体的内表面连接，所述空腔可以朝向外界。例如，请参阅图8，在另一个实施方式中，所述空腔还可以朝向所述卷芯。
例如，请参阅图9，在另一个实施方式中，两个所述竖板的内表面和所述框体的外表面连接，所述空腔还可以朝向所述卷芯。
本发明的壳体结构的组装方法是：第一步，将所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面弯折成型方框并焊接，将底部片弯折至与主体重合并焊接，形成收容腔；
第二步，所述卷芯与所述头部片包含所述第一极柱、与所述第一极柱极性相反的第二极柱焊接，并置于所述收容腔内。
第三步，将所述头部片盖于第一步形成的壳体主体的开口焊接连接，形成仅有注液孔的密闭壳体图。
本发明的壳体结构及采用该壳体结构的电芯，1、壳体的成型方式，使用钣金弯折成型，替代冲压模成型，减少面定位和焊接（连接、结合）路径，提升焊接封边精度；2、冲压模成型壳体较厚，钣金弯折成型方式平行叠焊（连接），加工简易，成本减少，焊接工艺及电芯安全得到保证，壳体厚度可大幅减小，可低至30微米的壳体成型；3、壳体材料可实现多样性，如延展性钢材及其他合金材料。
具体的，采用钣金弯折加工，无需使用冲压模，加工成本降低；弯折加工能够使用更薄的合金材料，增加电芯内部空间；能够使电芯内部空间增加，容量及续航能力均得到提升；能够减少定位面及焊接路径，提升外观一致性。
上述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种壳体结构，其特征在于：包括通过侧部焊接缝依次连接的第一表面、第一侧面、第二表面以及第二侧面，所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面通过弯折成型构成壳体主体的其中一部分，所述第一表面和所述第二表面平行，所述第一侧面和所述第二侧面平行，所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面围合而成的空间为用于容纳卷芯的收容腔，所述壳体主体还包括设于所述收容腔的一端的底部片，所述底部片的外周面和所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面的边缘处形成头部焊接缝。
2.如权利要求1所述的壳体结构，其特征在于：所述底部片上设有与所述卷芯相连接的第一极柱和第二极柱，所述第二极柱与所述第一极柱极性相反，所述底部片上还设有注液孔或者圆弧形防爆阀，所述注液孔内设有密封钉。
3.如权利要求1所述的壳体结构，其特征在于：所述壳体主体还包括头部片，所述头部片的外周面和所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面的边缘处形成所述头部焊接缝，所述头部片或者所述底部片上设有与所述卷芯相连接的第一极柱和第二极柱，所述第二极柱与所述第一极柱极性相反，所述底部片上还设有注液孔或者圆弧形防爆阀，所述注液孔内设有密封钉。
4.如权利要求3所述的壳体结构，其特征在于：所述壳体主体的材料为不锈钢材料或者铝材料。
5.如权利要求4所述的壳体结构，其特征在于：所述壳体主体的厚度范围为2.0～20mm。
6.如权利要求5所述的壳体结构，其特征在于：所述头部片和所述底部片的厚度范围为40～300μm，所述第一表面、所述第一侧面、所述第二表面以及所述第二侧面围合而成的框体的厚度范围为100～500μm。
7.如权利要求6所述的壳体结构，其特征在于：所述头部片和所述底部片的侧部伸出所述框体的侧部0～0.3mm。
8.一种电芯，其特征在于：所述电芯包括如权利要求1-7中任一项所述的壳体结构。
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