CN115395145A - 一种圆柱型电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种圆柱型电池，包括壳体组件及其内部自下而上依次设置的一号汇流盘、卷芯、二号汇流盘和盖板，二号汇流盘为圆盘结构，二号汇流盘的周向边缘处形成一圈二号翻边，且二号翻边的弯折角度为A，A≤90°，二号汇流盘周向内部均布若干刻痕，中心处设有凸台，凸台的凸起方向与二号翻边的方向相反，二号汇流盘与壳体、盖板一体焊接，一号汇流盘的两侧分别与卷芯的底部、壳体组件的底部焊接。本发明所述的圆柱型电池，通过简单的汇流盘和盖板设计，提高了导电和导热性能，有利于电池的快充能力提高，同时提高制造效率降低了成本。

Description

一种圆柱型电池

技术领域

本发明属于圆柱形电池技术领域，尤其是涉及一种圆柱型电池。

背景技术

传统圆柱电池盖板结构复杂；盖帽作为正极，壳体做为负极，组装成电池模组时正负极从圆柱电池两端进行导电连结不便于外部模组汇流排的设计和焊接；另外因极耳少影响电池的功率性能。随着圆柱尺寸的增加，现有的极耳形式或结构形式难以快速导热传热；采用滚槽方式封口，滚槽位置至少需要占用2～3mm空间，降低电芯的空间利用率和能量密度；汇流盘与壳体的连接，汇流盘边缘翻边与壳体接触通过激光焊接连接，焊接后，盖板再与壳体圆周焊接，两道焊接，设备投入成本高，生产工序多，效率低；汇流盘与盖板的连接另外一种形式为通过盖板激光穿透焊接与汇流盘连接在一起，焊接稳定性差，且焊接质量无法检测。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种圆柱型电池，该圆柱形锂离子通过简单的汇流盘设计和盖板设计，提高了导电和导热性能，有利于电池的快充能力提高，同时提高了制造效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种圆柱型电池,包括壳体组件及其内部自下而上依次设置的一号汇流盘、卷芯、二号汇流盘和盖板，二号汇流盘为圆盘结构，二号汇流盘的周向边缘处形成一圈二号翻边，且二号翻边的弯折角度为A，A≤90°，二号汇流盘周向内部均布若干刻痕，中心处设有凸台，凸台的凸起方向与二号翻边的方向相反，二号汇流盘与卷芯、盖板一体焊接，一号汇流盘的两侧分别与卷芯的底部、壳体组件的底部焊接。

进一步的，所述壳体组件包括壳体、绝缘片、密封圈和极柱，壳体底部设有安装孔，安装孔通过密封钉与极柱铆接，壳体与极柱之间通过密封圈密封，壳体底部安装绝缘片，绝缘片用于卷芯与壳体之间的绝缘。

进一步的，所述盖板为凹凸不平的圆盘，盖板的周向边缘处形成一圈台阶，盖板上设有防爆刻痕，中心处设有十字台阶。

进一步的，所述极柱中心具有通孔结构，通孔结构内部形成若干台阶，自上而下分别为一号台阶、二号台阶和三号台阶。

进一步的，所述一号汇流盘为圆盘结构，一号汇流盘的周向边缘处形成一号翻边，一号汇流盘的中心形成锥形凸台，锥形凸台中间设有注液孔。

相对于现有技术，本发明所述的圆柱型电池具有以下优势：

(1)本发明所述的圆柱型电池，通过简单的汇流盘和盖板设计，提高了导电和导热性能，有利于电池的快充能力提高，同时提高制造效率降低了成本。

(2)本发明所述的圆柱型电池，盖板与汇流盘及壳体配合，通过激光周边焊，把盖板、汇流盘及壳体焊接在一起，实现密封和导电连接功能，同时减少了一次焊接，降低成本提高效率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的圆柱型电池的示意图；

图2为本发明实施例所述的壳体组件的示意图；

图3为图2中椭圆处的放大图；

图4为本发明实施例所述的绝缘片的示意图；

图5为本发明实施例所述的极柱的示意图；

图6为本发明实施例所述的一号汇流盘的剖视图；

图7为本发明实施例所述的二号汇流盘的示意图；

图8为图7的A-A向剖视图；

图9为本发明实施例所述的盖板的示意图。

附图标记说明：

1-卷芯；2-壳体组件；21-壳体；22-绝缘片；23-密封圈；24-极柱；3- 一号汇流盘；31-一号翻边；32-锥形凸台；33-注液孔；4-二号汇流盘；41- 二号翻边；42-凸台；43-刻痕；5-盖板；51-台阶；52-防爆刻痕；53-十字台阶。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”等仅用于描述目的，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”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种圆柱型电池，如图1至图9所示，包括壳体组件2及其内部自下而上依次设置的一号汇流盘3、卷芯1、二号汇流盘4和盖板5，二号汇流盘4 为圆盘结构，二号汇流盘4的周向边缘处形成一圈二号翻边41，且二号翻边 41的弯折角度为A，A≤90°，二号汇流盘4周向内部均布若干刻痕43，中心处设有凸台42，凸台42的凸起方向与二号翻边41的方向相反，二号汇流盘4与壳体、盖板5一体焊接，一号汇流盘3的两侧分别与卷芯1的底部、壳体组件2的底部焊接。

二号汇流盘4是与盖板，壳体用激光焊一次焊接而成；常规情况是二号汇流盘的二号翻边与壳体的内壁先激光焊接，盖板盖上后，盖板与壳体开口处焊接。该设计节省一次焊接。

所述卷芯1为全极耳卷芯、切叠极耳卷芯或多极耳卷芯中的一种。

壳体组件2包括壳体21、绝缘片22、密封圈23和极柱24，壳体21底部设有安装孔，安装孔通过密封钉与极柱24铆接，壳体21与极柱24之间通过密封圈23密封，壳体21底部安装绝缘片22，绝缘片22用于卷芯1与壳体21之间的绝缘。壳体采用铆接有孔极柱和盖板周边焊封口的方式，节省空间，同时极性引到同侧，便于模组或系统设计和汇流排焊接。

壳体1为中空U型金属壳体。所述密封圈23可以一体注塑到壳体21上，也可以分成两个密封圈22单独注塑后组装而成。

所述极柱24中心具有通孔结构，通孔结构内部形成若干台阶，自上而下分别为一号台阶241、二号台阶242和三号台阶243，一号台阶241用于一号汇流盘3与极柱24进行焊接，二号台阶242用于隔离注液或预充时电解液的污染不会影响到密封钉的焊接位置，三号台阶243为极柱24铆接后平面，用于密封钉与极柱的密封焊接。极柱24是中通结构有多个台阶，除了用于汇流盘焊接，盖帽焊接以及作为注液孔外，还具有防止注液时或预充时电解液污染盖帽焊接位置，减少了制造过程产生不良，不需要增加清洁工序。

一号汇流盘3为圆盘结构，一号汇流盘3的周向边缘处形成一号翻边31、中间形成锥形凸台32，锥形凸台32中间设有注液孔33。一号汇流盘3中心锥形凸台孔结构，方便与极柱孔对位安装，同时锥形防止焊接粉尘进入卷芯内部，四周有翻边增加强度，同时起到支撑电芯作用；

一号汇流盘3两侧分别与卷芯1、极柱24焊接。一号翻边3主要对一号汇流盘3进行加强及对入壳卷芯1起到支撑作用，防止卷芯1倾斜。锥形凸台32方便一号汇流盘3与极柱24的通孔结构定位安装，同时一号汇流盘3 与极柱24焊接时防止粉尘掉落卷芯1内部；还具有集成注液孔33功能；注液孔33作为电解液的注液孔。

二号汇流盘4为圆盘结构，二号汇流盘4的周向边缘处形成一圈二号翻边41，且二号翻边41的弯折角度为A，A≤90°，二号汇流盘4周向内部均布若干刻痕43，中心处设有凸台42，凸台42的凸起方向与二号翻边41的方向相反。二号汇流盘4设计方式，与盖板、二号汇流盘4、壳体三者一体焊接的设计方式，节省一次焊接，降低制造成本；汇流盘冲切花瓣和翻边的设计形式可以吸收电芯高度偏差。凸台42插入卷芯1中心孔便于二号汇流盘4定位，四周有与中心位置凸台的凸起方向相反方向的二号翻边41，所述二号翻边41弯折角度≤90°，便于入壳后该二号翻边41与壳体内壁贴紧形成紧密接触便于后续焊接；刻痕43为冲切刻痕花瓣，刻痕43的刻痕槽一方面可以流通电解液快速吸收，另一方面刻痕43的花瓣的作用便于二号翻边 41一体折起高于二号汇流盘4的花瓣焊接平面，可用于吸收卷芯1高度的偏差。二号汇流盘4具有冲切花瓣刻痕且具有弹性折弯结构，可用于吸收电解液及装配公差。

盖板5为凹凸不平的圆盘，盖板5的周向边缘处形成一圈台阶51，盖板 5上设有防爆刻痕52，中心处设有十字台阶53。盖板5具有用于与壳体21 及一号汇流盘3配合定位的结构和加强结构，同时集成了防爆功能。

台阶51通过冲压形成，用于与壳体21、二号汇流盘4配合装配和焊接，盖板5上通过冲压形成不完整的一圈防爆刻痕52，用于在底部做防爆和排气；另外盖板5中心有向内凹的十字台阶53，主要用于增强盖板强度，同时十字台阶53可以压紧卷芯1，防止在使用过程中窜动导致连接不良或其他问题。

一种圆柱型电池的组装过程为：

提前放置好壳体组件2，即将极柱24和壳体21铆接后，壳体21内部放置绝缘件22，然后进行如下步骤：

S1、卷芯1下方的极耳与一号汇流盘3进行激光焊接，焊接后形成一体结构插入壳体21，然后一号汇流盘3的中心凸台与一号台阶241焊接；

S2、将二号汇流盘4凸台42压紧卷芯1上方，卷芯1上方的极耳与二号汇流盘4进行激光焊接；然后盖上盖板，盖板台阶51与二号翻边41及壳体21配合，然后将二号汇流盘4与壳体21、盖板5一体激光焊接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种圆柱型电池，其特征在于：包括壳体组件及其内部自下而上依次设置的一号汇流盘、卷芯、二号汇流盘和盖板，二号汇流盘为圆盘结构，二号汇流盘的周向边缘处形成一圈二号翻边，且二号翻边的弯折角度为A，A≤90°，二号汇流盘周向内部均布若干刻痕，中心处设有凸台，凸台的凸起方向与二号翻边的方向相反，二号汇流盘与壳体、盖板一体焊接，一号汇流盘的两侧分别与卷芯的底部、壳体组件的底部焊接。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱型电池，其特征在于：壳体组件包括壳体、绝缘片、密封圈和极柱，壳体底部设有安装孔，安装孔通过密封钉与极柱铆接，壳体与极柱之间通过密封圈密封，壳体底部安装绝缘片，绝缘片用于卷芯与壳体之间的绝缘。

3.根据权利要求2所述的一种圆柱型电池，其特征在于：盖板为凹凸不平的圆盘，盖板的周向边缘处形成一圈台阶，盖板上设有防爆刻痕，中心处设有十字台阶。

4.根据权利要求2所述的一种圆柱型电池，其特征在于：所述极柱中心具有通孔结构，通孔结构内部形成若干台阶，自上而下分别为一号台阶、二号台阶和三号台阶。

5.根据权利要求1所述的一种圆柱型电池，其特征在于：一号汇流盘为圆盘结构，一号汇流盘的周向边缘处形成一号翻边，一号汇流盘的中心形成锥形凸台，锥形凸台中间设有注液孔。

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