CN115579593A - 一种高能量密度圆柱形电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高能量密度圆柱形电池及其制造方法，该高能量密度圆柱形电池包括电池钢外壳，所述电池钢外壳的内部设置有电池芯，所述电池钢外壳的底部设置有负极盖板组件，所述电池钢外壳的顶部设置有正极盖板组件，所述正极盖板组件包括正极极柱，所述正极极柱设置在所述电池钢外壳顶部，所述正极极柱与所述电池钢外壳之间设置有封接组件，所述正极极柱与所述电池芯之间连接有正极连接片，所述正极极柱上设置有通孔。本发明正极极柱上开设有通孔，方便焊接设备从正极极柱上方焊接正极连接片和正极极柱，无需将正极连接片弯曲折叠多次，从电池内部焊接，节省电池内部空间，如此在相同空间尺寸下，方便提高电池的能量密度。
Description
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，具体涉及一种高能量密度圆柱形电池及其制造方法。
背景技术
电池是一种电源供给装置，并且电池种类很多，根据应用场景以及情况，电池也会有不同的形状，圆柱形电池便是其中之一，一般圆柱形电池由极柱(正极、负极)、电芯、外壳等几个部分，并且极柱和电芯之间连接有电极连接片；
如图7为现有的圆柱形电池，其存在的不足之处在于：现有的圆柱形电池中的电极连接片在与极柱连接时，需要从极柱下方将连接片与极柱焊接在一起，形成一个通路，这种连接方式，连接片需要在电池内部多次弯曲折叠，占用电池内部空间(铝壳高度一定的情况下)，损失了相应的能量。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种高能量密度圆柱形电池及其制造方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高能量密度圆柱形电池，包括电池钢外壳，所述电池钢外壳的内部设置有电池芯，所述电池钢外壳的底部设置有负极盖板组件，所述电池钢外壳的顶部设置有正极盖板组件，所述正极盖板组件包括正极极柱，所述正极极柱设置在所述电池钢外壳顶部，所述正极极柱与所述电池钢外壳之间设置有封接组件，所述正极极柱与所述电池芯之间连接有正极连接片，所述正极极柱上设置有通孔，所述通孔的顶部端口处配合设置有压板。
作为本发明进一步的方案：所述通孔的顶部端口设置有环形支撑台阶，所述通孔的顶部端口通过环形支撑台阶与压板配合连接。
作为本发明进一步的方案：所述封接组件包括正极止动环形架，所述正极止动环形架配合套设在所述正极极柱的底部，所述电池钢外壳的顶部设置有贴合在正极止动环形架上侧的缩口环，所述正极止动环形架与所述正极极柱之间设置有正极密封圈，所述正极极柱的顶部套设有处于所述缩口环上侧的正极绝缘垫片，所述正极极柱的顶部边沿设置有限位凸环。
作为本发明进一步的方案：所述正极绝缘垫片上设置有环形嵌合槽，所述环形嵌合槽内嵌合设置有环形钢片，所述环形钢片处于所述限位凸环下侧。
作为本发明进一步的方案：所述负极盖板组件包括负极基板，所述负极基板设置在所述电池钢外壳的底部内侧，所述负极基板与所述电池芯之间连接有负极连接片，所述负极基板与电池钢外壳之间设置有负极密封圈。
作为本发明进一步的方案：所述负极密封圈的内圈侧壁设置有环形卡槽，所述负极基板的边沿嵌合在所述环形卡槽内。
作为本发明进一步的方案：所述电池钢外壳靠近底部位置设置有环形弯折结构，所述环形弯折结构贴合在所述负极密封圈上侧，所述电池钢外壳的底部边沿设置有与所述负极密封圈底部贴后的弯折边。
一种高能量密度圆柱形电池的制造方法，具体步骤如下：
第一步、制造具有通孔的正极极柱以及配套的压板；
第二步、将正极盖板组件和电池钢外壳一次缩口铆接，完成固定装配；
第三步、焊接正极连接片与电池芯；
第四步、从正极极柱上方且通过通孔位置焊接正极连接片和正极极柱；
第五步、将负极盖板组件装配在电池钢外壳底部；
第六步、将压板装配连接在通孔的端口处。
本发明的有益效果：
1、本发明的正极极柱上开设有通孔，方便焊接设备从正极极柱上方焊接正极连接片和正极极柱，无需将正极连接片弯曲折叠多次，从电池内部焊接，节省电池内部空间，如此在相同空间尺寸下，方便提高电池的能量密度；
2、本发明的正极盖板组件通过缩口铆接工艺处理，可整体装配固定在电池钢外壳上，避免进行多次铆接或者焊接处理而增大部件受损概率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明中正极极柱与电池芯配合连接的立体结构示意图；
图3是本发明中负极连接片与电池芯配合连接的立体结构示意图；
图4是本发明整体剖面结构示意图；
图5是图4中A处的放大结构示意图；
图6是图4中B处的放大结构示意图；
图7是现有的圆柱形电池的结构示意图。
图中：1、电池钢外壳；2、正极盖板组件；3、负极盖板组件；4、正极极柱；5、正极连接片；6、电池芯；7、负极连接片；8、环形支撑台阶；9、压板；10、环形钢片；11、正极绝缘垫片；12、环形嵌合槽；13、通孔；14、正极密封圈；15、正极止动环形架；16、负极密封圈；17、环形卡槽；18、负极基板；19、环形弯折结构；20、正极柱；21、电极连接片；22、盖板件；23、电池外壳；24、负极组件；25、缩口环；26、限位凸环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图7所示，现有的圆柱形电池，包括电池外壳23，电池外壳23的底部装配有负极组件24，电池外壳23的顶部连接有盖板件22，盖板件22上设置有正极柱20，正极柱20的底部配合连接有电极连接片21，
现有的圆柱形电池制造方法，具体步骤如下：
首先使得电极连接片21一端与电芯一端焊接在一起，并且使得电极连接片21弯折，使其另一端与电芯之间具有一定空间，以便于后续焊接作业，然后依靠焊接设备从正极柱20下方将电极连接片21另一端与正极柱20焊接在一起；然后将盖板件22装配到电池外壳23顶部，并且使得盖板件22与电池外壳23焊接在一起；最后将负极组件24连接在电池外壳23的底部。
如图1-图6所示，一种高能量密度圆柱形电池，包括电池钢外壳1，电池钢外壳1的内部装配有电池芯6，电池钢外壳1的底部设置有负极盖板组件3，负极盖板组件3包括负极基板18，负极基板18设置在电池钢外壳1的底部内侧，负极基板18与电池芯6之间焊接有负极连接片7，负极基板18与电池钢外壳1之间设置有负极密封圈16，负极密封圈16的内圈侧壁开设有环形卡槽17，负极基板18的边沿嵌合在环形卡槽17内，以便于负极密封圈16和负极基板18装配连接在一起，电池钢外壳1靠近底部位置设置有环形弯折结构19，环形弯折结构19贴合在负极密封圈16上侧，电池钢外壳1的底部边沿设置有与负极密封圈16底部贴后的弯折边，环形弯折结构19和弯折边用于对负极密封圈16进行限位，使其稳固处于相应位置，同时增强密封效果；
电池钢外壳1的顶部设置有正极盖板组件2，正极盖板组件2包括正极极柱4，正极极柱4设置在电池钢外壳1顶部，正极极柱4与电池钢外壳1之间设置有封接组件，封接组件包括正极止动环形架15，正极止动环形架15配合套设在正极极柱4的底部，且正极止动环形架15处于电池钢外壳1内部，电池钢外壳1的顶部设置有贴合在正极止动环形架15上侧的缩口环25，缩口环25通过缩口工艺处理得到，正极止动环形架15与正极极柱4之间设置有正极密封圈14，正极密封圈14的外圈侧壁紧贴在正极止动环形架15的内圈侧壁上，正极密封圈14的内圈侧壁紧贴在正极极柱4的外壁上，达到密封效果，正极极柱4的顶部套设有处于缩口环25上侧的正极绝缘垫片11，正极绝缘垫片11顶部端面的内圈位置开设有环形嵌合槽12，环形嵌合槽12内嵌合设置有环形钢片10，正极极柱4的顶部边沿设置有处于环形钢片10上侧的限位凸环26，限位凸环26在正极止动环形架15、正极密封圈14、正极绝缘垫片11、环形钢片10装配之后通过铆接处理工艺加工形成，方便对所装组件进行限位，以便于组合连接在一起；
正极极柱4的底部与电池芯6的顶部之间焊接有正极连接片5，正极极柱4的中间位置开设有通孔13，通孔13方便激光焊接设备从正极极柱4上方对正极连接片5和正极极柱4进行焊接，无需电池芯6与正极极柱4之间具有过大作业空间，即无需正极连接片5弯曲折叠占用电池内部过多空间；通孔13的顶部端口开设有环形支撑台阶8，通孔13的顶部端口通过环形支撑台阶8配合设置有压板9，压板9与正极极柱4焊接在一起，形成完整的正极盖板组件2。
一种高能量密度圆柱形电池的制造方法，具体步骤如下：
第一步、在正极极柱4的中心位置处加工出通孔13，并且按照通孔13上端口的尺寸生产制造出压板9；
第二步、将正极盖板组件2中的正极密封圈14、正极止动环形架15、正极绝缘垫片11和环形钢片10依次装配到正极极柱4上，然后进行缩口铆接处理，得到缩口环25和限位凸环26，即缩口环25和电池钢外壳1为一体化结构，限位凸环26和正极极柱4为一体化结构，实现正极盖板组件2和电池钢外壳1整体装配固定；
第三步、将正极连接片5与电池芯6的一端焊接在一起，然后导入电池钢外壳1内；
第四步、从正极极柱4上方即电池外部，通过通孔13位置焊接正极连接片5和正极极柱4；
第五步、将负极连接片7焊接在电池芯6另一端和负极基板18之间，并且将负极密封圈16装配到负极基板18边沿处，然后使得负极连接片7折叠后连通负极基板18一起塞入电池钢外壳1的底部内侧；并且在电池钢外壳1底部对应位置折弯形成环形弯折结构19和弯折边，以便于对负极基板18形成约束，同时增强密封性；
第六步、将压板9装配在通孔13的端口处，并且与正极极柱4进行焊接，保证连接位置密封，电池整体装配完成。
本发明正极盖板组件2中的正极密封圈14、正极止动环形架15、正极极柱4、正极绝缘垫片11和环形钢片10依靠缩口铆接一次装配固定连接，同时正极极柱4上开设有通孔13，方便激光焊接设备从正极极柱4上方焊接正极连接片5和正极极柱4。
本发明通过正极极柱4上开设的通孔13位置完成正极连接片5焊接装配后，通过常规检测得到的数据如下：
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种高能量密度圆柱形电池，包括电池钢外壳(1)，所述电池钢外壳(1)的内部设置有电池芯(6)，所述电池钢外壳(1)的底部设置有负极盖板组件(3)，所述电池钢外壳(1)的顶部设置有正极盖板组件(2)，其特征在于，所述正极盖板组件(2)包括正极极柱(4)，所述正极极柱(4)设置在所述电池钢外壳(1)顶部，所述正极极柱(4)与所述电池钢外壳(1)之间设置有封接组件，所述正极极柱(4)与所述电池芯(6)之间连接有正极连接片(5)，所述正极极柱(4)上设置有通孔(13)，所述通孔(13)的顶部端口处配合设置有压板(9)。
2.根据权利要求1所述的一种高能量密度圆柱形电池，其特征在于，所述通孔(13)的顶部端口设置有环形支撑台阶(8)，所述通孔(13)的顶部端口通过环形支撑台阶(8)与压板(9)配合连接。
3.根据权利要求1所述的一种高能量密度圆柱形电池，其特征在于，所述封接组件包括正极止动环形架(15)，所述正极止动环形架(15)配合套设在所述正极极柱(4)的底部，所述电池钢外壳(1)的顶部设置有贴合在正极止动环形架(15)上侧的缩口环(25)，所述正极止动环形架(15)与所述正极极柱(4)之间设置有正极密封圈(14)，所述正极极柱(4)的顶部套设有处于所述缩口环(25)上侧的正极绝缘垫片(11)，所述正极极柱(4)的顶部边沿设置有限位凸环(26)。
4.根据权利要求3所述的一种高能量密度圆柱形电池，其特征在于，所述正极绝缘垫片(11)上设置有环形嵌合槽(12)，所述环形嵌合槽(12)内嵌合设置有环形钢片(10)，所述环形钢片(10)处于所述限位凸环(26)下侧。
5.根据权利要求1所述的一种高能量密度圆柱形电池，其特征在于，所述负极盖板组件(3)包括负极基板(18)，所述负极基板(18)设置在所述电池钢外壳(1)的底部内侧，所述负极基板(18)与所述电池芯(6)之间连接有负极连接片(7)，所述负极基板(18)与电池钢外壳(1)之间设置有负极密封圈(16)。
6.根据权利要求5所述的一种高能量密度圆柱形电池，其特征在于，所述负极密封圈(16)的内圈侧壁设置有环形卡槽(17)，所述负极基板(18)的边沿嵌合在所述环形卡槽(17)内。
7.根据权利要求5所述的一种高能量密度圆柱形电池，其特征在于，所述电池钢外壳(1)靠近底部位置设置有环形弯折结构(19)，所述环形弯折结构(19)贴合在所述负极密封圈(16)上侧，所述电池钢外壳(1)的底部边沿设置有与所述负极密封圈(16)底部贴后的弯折边。
8.一种高能量密度圆柱形电池的制造方法，用于制造权利要求1所述的高能量密度圆柱形电池，其特征在于，具体步骤如下：
第一步、制造具有通孔(13)的正极极柱(4)以及配套的压板(9)；
第二步、将正极盖板组件(2)和电池钢外壳(1)一次缩口铆接，完成固定装配；
第三步、焊接正极连接片(5)与电池芯(6)；
第四步、从正极极柱(4)上方且通过通孔(13)位置焊接正极连接片(5)和正极极柱(4)；
第五步、将负极盖板组件(3)装配在电池钢外壳(1)底部；
第六步、将压板(9)装配连接在通孔(13)的端口处。
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| CN116031466A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-04-28 | 深圳市誉辰智能装备股份有限公司 | 圆柱电池的制造方法 |
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2022
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| CN116031466B (zh) * | 2023-03-30 | 2023-07-04 | 深圳市誉辰智能装备股份有限公司 | 圆柱电池的制造方法 |
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