CN115411465A - 圆柱电池、电池模组及用电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种圆柱电池、电池模组及用电装置,包括:壳体设有相连通的安装腔和安装口;电极组件设有揉平正极耳和揉平负极耳,以及端盖密封装设于安装口处,端盖上设置有正极极柱;揉平正极耳和揉平负极耳分别设于电极组件的轴向两端,正极极柱与揉平正极耳焊接,揉平负极耳与壳体的底部焊接;或者,揉平正极耳和揉平负极耳同时设于电极组件的同一端,揉平正极耳与正极极柱焊接,揉平负极耳与端盖焊接。圆柱电池的结构组成和生产工艺中均舍去了传统的集流盘,因而能够提高圆柱电池内部的空间利用率,提供更多空间容置更大尺寸的电极组件,提升电池容量,并且圆柱电池的生产工艺更加简化,生产效率得到提升,产品结构更加简单,合格率更高。

Description

圆柱电池、电池模组及用电装置
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域,特别是涉及一种圆柱电池、电池模组及用电装置。
背景技术
锂离子电池作为供能设备,被广泛应用于新能源汽车(电动或者混动汽车)中,锂离子电池的容量和性能在很大程度上决定了新能源新车的行驶能力。目前市面上使用较多的锂离子电池为圆柱电池,根据极耳类型不同,圆柱电池又可分为多极耳圆柱电池和全极耳圆柱电池,现有的圆柱电池生产工艺设计大都采用集流盘焊接电极组件和外壳、端盖的方式连接正负极,由于生产工艺中存在集流盘的引入,会造成圆柱电池内部空间利用率低,电池容量小的问题,且集流盘焊接的设备复杂,生产效率低,合格率低。
发明内容
基于此,有必要提供一种圆柱电池、电池模组及用电装置,旨在解决现有技术空间利用率低,电池容量小,生产效率低的问题。
一种圆柱电池,其包括:
壳体,所述壳体设有相连通的安装腔和安装口;
电极组件,所述电极组件设有揉平正极耳和揉平负极耳,所述电极组件装设于所述安装腔内;以及
端盖,所述端盖密封装设于所述安装口处,且所述端盖上设置有正极极柱;
其中,所述揉平正极耳和所述揉平负极耳分别设于所述电极组件的轴向两端,所述正极极柱与所述揉平正极耳焊接固定,所述揉平负极耳与所述壳体的底部焊接固定;或者,所述揉平正极耳和所述揉平负极耳同时设于所述电极组件的同一端,所述揉平正极耳与所述正极极柱焊接固定,所述揉平负极耳与所述端盖焊接固定。
在其中一个实施例中,所述圆柱电池还包括至少一组外引极耳,至少一组所述外引极耳的一端与所述揉平正极耳焊接,另一端与所述正极极柱焊接。
在其中一个实施例中,当所述揉平正极耳和所述揉平负极耳同设于所述电极组件的同一端时,所述揉平负极耳围设于所述揉平正极耳的外周并配合构成同心环结构,所述揉平正极耳处于同心环结构的中心部位。
在其中一个实施例中,所述圆柱电池还包括绝缘片,所述绝缘片绝缘设置于所述端盖与所述正极极柱之间。
在其中一个实施例中,所述端盖设有注液孔,所述注液孔与所述安装腔连通。
在其中一个实施例中,所述壳体设有环形限位凸起,所述环形限位凸起朝所述安装腔的方向凸出设置,且所述环形限位凸起与所述电极组件远离所述壳体底部的一端压接。
在其中一个实施例中,所述壳体靠近所述安装口的部位折弯形成有第一弯折结构,所述第一弯折结构与所述端盖的边缘部位密封连接;或者
所述端盖的边缘部位折弯形成有第二弯折结构,所述第二弯折结构与所述壳体靠近所述安装口的部位密封连接。
在其中一个实施例中,所述端盖的边缘部位与所述壳体靠近所述安装口的端部焊接固定。
一种电池模组,其包括所述的圆柱电池。
一种用电装置,其包括所述的电池模组。
实施上述实施例的技术方案将获得如下有益效果:
上述方案的圆柱电池生产制造时,将电极组件通过安装口装入壳体内的安装腔中,然后将端盖与安装至安装口处并与壳体密封连接,当揉平正极耳和揉平负极耳分设于电极组件的轴向两端时,则分别使揉平负极耳与壳体的底部焊接固定,使揉平正极耳与端盖上的正极极柱焊接固定,或者当揉平正极耳和揉平负极耳同时设于电极组件的同一端时,则使揉平正极耳和揉平负极耳分别与正极极柱和端盖焊接固定,即可完成圆柱电池装配制造。相较于现有技术而言,本方案圆柱电池的结构组成和生产工艺中均舍去了传统的集流盘,因而能够提高圆柱电池内部的空间利用率,提供更多空间容置更大尺寸的电极组件,提升电池容量,并且由于省去了集流盘焊接的加工工序及设备使用,使得圆柱电池的生产工艺更加简化,生产效率得到提升,产品结构更加简单,合格率更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为第一实施例的圆柱电池的结构示意图;
图2为第二实施例的圆柱电池的结构示意图;
图3为第三实施例的圆柱电池的结构示意图;
图4为第四实施例的圆柱电池的结构示意图。
附图标记说明:
10、壳体;11、安装腔;12、安装口;13、环形限位凸起;20、电极组件;21、揉平正极耳;22、揉平负极耳;30、端盖;31、正极极柱;32、注液孔;40、外引极耳;50、绝缘片。
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。
如图1所示,为本申请一实施例的圆柱电池,包括:壳体10,壳体10设有相连通的安装腔11和安装口12;电极组件20,电极组件20设有揉平正极耳21和揉平负极耳22,电极组件20装设于安装腔11内;以及端盖30,端盖30密封装设于安装口12处,且端盖30上设置有正极极柱31。
其中,揉平正极耳21和揉平负极耳22分别设于电极组件20的轴向两端,正极极柱31与揉平正极耳21焊接固定,揉平负极耳22与壳体10的底部焊接固定;或者,揉平正极耳21和揉平负极耳22同时设于电极组件20的同一端,揉平正极耳21与正极极柱31焊接固定,揉平负极耳22与端盖30焊接固定。
实施上述实施例的技术方案将获得如下有益效果:上述方案的圆柱电池生产制造时,将电极组件20通过安装口12装入壳体10内的安装腔11中,然后将端盖30与安装至安装口12处并与壳体10密封连接,当揉平正极耳21和揉平负极耳22分设于电极组件20的轴向两端时,则分别使揉平负极耳22与壳体10的底部焊接固定,使揉平正极耳21与端盖30上的正极极柱31焊接固定,或者当揉平正极耳21和揉平负极耳22同时设于电极组件20的同一端时,则使揉平正极耳21和揉平负极耳22分别与正极极柱31和端盖30焊接固定,即可完成圆柱电池装配制造。
相较于现有技术而言,本方案圆柱电池的结构组成和生产工艺中均舍去了传统的集流盘,因而能够提高圆柱电池内部的空间利用率,提供更多空间容置更大尺寸的电极组件20,提升电池容量,并且由于省去了集流盘焊接的加工工序及设备使用,使得圆柱电池的生产工艺更加简化,生产效率得到提升,产品结构更加简单,合格率更高。
有必要说明的是,本实施例中的壳体10上不设计滚槽结构,取消滚槽工序有利于提高生产效率。
揉平负极耳22通常是铜箔空箔经过揉平机构加工后,形成相对致密圆饼形状,具备很高强度且表面平整的揉平极耳22。揉平正极耳21通常是铝箔空箔经过揉平机构加工后,形成相对致密圆饼形状,具备很高强度且表面平整的揉平极耳22。
在又一些实施例中,圆柱电池还包括至少一组外引极耳40,至少一组外引极耳40的一端与揉平正极耳21焊接,另一端与正极极柱31焊接。在揉平正极耳21与正极极柱31之间焊接至少一组外引极耳40,能够增加导流接面,进而使圆柱电池具备适用于大电流放电的使用场合和用途。其中,外引极耳40与揉平正极耳21以及正极极柱31之间的焊接方式可以是激光焊接、电阻焊接等其中的任意一种。
在又一些实施例中,当揉平正极耳21和揉平负极耳22同设于电极组件20的同一端时,揉平负极耳22围设于揉平正极耳21的外周并配合构成同心环结构,揉平正极耳21处于同心环结构的中心部位。如此,揉平正极耳21与揉平负极耳22的形状排布规整有序,相互之间具有足够安全间距而不会在焊接时产生相互干涉。
揉平负极耳22位于圆柱电池的上部,在仰视圆周面内,外环均是揉平后的揉平负极耳22,揉平负极耳22完全覆盖在电极组件20圆周外环范围内。揉平正极耳21也位于圆柱电池的上部,在俯视圆周面内环靠近圆心中间部分的是揉平后的揉平正极耳21。揉平正极耳21未完全覆盖电极组件20圆周范围内(例如:揉平正极耳21直径只有电极组件20直径的三分直径)。
在又一些实施例中,圆柱电池还包括绝缘片50,绝缘片50绝缘设置于端盖30与正极极柱31之间。绝缘片50能够提高端盖30与正极极柱31之间的绝缘性能,避免端盖30与正极极柱31接触产生短路,或者使端盖30带电而潜在安全隐患。
此外,在又一些实施例中,端盖30设有注液孔32,注液孔32与安装腔11连通。从而在各部件组装形成封闭结构的圆柱电池后,方便通过注液孔32向安装腔11内的电极组件20注入电解液。
可选地,注液孔32可以设置一个、两个或者更多个。例如,本实施例中注液孔32仅示意出设置一个的情况。
在又一些实施例中,壳体10设有环形限位凸起13,环形限位凸起13朝安装腔11的方向凸出设置,且环形限位凸起13与电极组件20远离壳体10底部的一端压接。对壳体10进行滚槽加工后,壳体10的局部会向安装腔11方向内凸而形成环形限位凸起13,环形限位凸起13扣压电极组件20的顶部,加强对电极组件20安装定位效果,保证电极组件20在壳体10内稳固可靠。
在另一些实施例中,壳体10靠近安装口12的部位折弯形成有第一弯折结构,第一弯折结构与端盖30的边缘部位密封连接;或者端盖30的边缘部位折弯形成有第二弯折结构,第二弯折结构与壳体10靠近安装口12的部位密封连接。亦或者,端盖30的边缘部位与壳体10靠近安装口12的端部焊接固定。上述三种封口方案均能够将端盖30与壳体10密封连接,提高圆柱电池密封性能,防止内部的电解液泄漏或者外部灰尘等进入圆柱电池内部影响电池正常使用和寿命。
综上,本申请还要求保护一种用电装置,其包括电池模组。电池模组包括上述任一实施例的圆柱电池。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,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 (10)

1.一种圆柱电池,其特征在于,包括:
壳体,所述壳体设有相连通的安装腔和安装口;
电极组件,所述电极组件设有揉平正极耳和揉平负极耳,所述电极组件装设于所述安装腔内;以及
端盖,所述端盖密封装设于所述安装口处,且所述端盖上设置有正极极柱;
其中,所述揉平正极耳和所述揉平负极耳分别设于所述电极组件的轴向两端,所述正极极柱与所述揉平正极耳焊接固定,所述揉平负极耳与所述壳体的底部焊接固定;或者,所述揉平正极耳和所述揉平负极耳同时设于所述电极组件的同一端,所述揉平正极耳与所述正极极柱焊接固定,所述揉平负极耳与所述端盖焊接固定。
2.根据权利要求1所述的圆柱电池,其特征在于,所述圆柱电池还包括至少一组外引极耳,至少一组所述外引极耳的一端与所述揉平正极耳焊接,另一端与所述正极极柱焊接。
3.根据权利要求1所述的圆柱电池,其特征在于,当所述揉平正极耳和所述揉平负极耳同设于所述电极组件的同一端时,所述揉平负极耳围设于所述揉平正极耳的外周并配合构成同心环结构,所述揉平正极耳处于同心环结构的中心部位。
4.根据权利要求1所述的圆柱电池,其特征在于,所述圆柱电池还包括绝缘片,所述绝缘片绝缘设置于所述端盖与所述正极极柱之间。
5.根据权利要求1所述的圆柱电池,其特征在于,所述端盖设有注液孔,所述注液孔与所述安装腔连通。
6.根据权利要求1所述的圆柱电池,其特征在于,所述壳体设有环形限位凸起,所述环形限位凸起朝所述安装腔的方向凸出设置,且所述环形限位凸起与所述电极组件远离所述壳体底部的一端压接。
7.根据权利要求6所述的圆柱电池,其特征在于,所述壳体靠近所述安装口的部位折弯形成有第一弯折结构,所述第一弯折结构与所述端盖的边缘部位密封连接;或者
所述端盖的边缘部位折弯形成有第二弯折结构,所述第二弯折结构与所述壳体靠近所述安装口的部位密封连接。
8.根据权利要求1所述的圆柱电池,其特征在于,所述端盖的边缘部位与所述壳体靠近所述安装口的端部焊接固定。
9.一种电池模组,其特征在于,包括权利要求1至8任一项所述的圆柱电池。
10.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求9所述的电池模组。
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