CN117832722A - 一种钠离子电池极片结构、电芯和钠离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明属于钠电池极片技术领域，公开了一种钠离子电池极片结构、电芯和钠离子电池，包括外壳，外壳顶部设置有正极帽，外壳底部设置有负极帽，外壳的内部设置有电芯，外壳上下两端均开设有散热口，外壳的内壁固定连接有防护套，电芯外侧且位于外壳底部内壁固定连接有固定套，固定套外表面固定连接有伸缩杆，且其另一端与防护套固定连接，伸缩杆内部设置有压缩弹簧，伸缩杆一侧固定连接有固定块，固定块中部铰接有转动板。通过电池受到撞击时进行缓冲，吸收和降低撞击力，避免在收到撞击时电池主体受到损坏，防止产生漏液或爆炸的现象，极大地提升了电池的安全。

Description

一种钠离子电池极片结构、电芯和钠离子电池

技术领域

本发明属于钠电池极片技术领域，尤其涉及一种钠离子电池极片结构、电芯和钠离子电池。

背景技术

钠离子电池，是一种二次电池(充电电池)，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，与锂离子电池工作原理相似；与锂离子电池相比，钠离子电池具有钠资源丰富、成本低、低温性能好等诸多优点，受到了越来越多的关注。

在现有技术中，钠离子电池受到撞击的情况下容易产生泄漏或爆炸，不利于使用，从而导致安全问题。

发明内容

本发明针对现有技术中钠离子电池受到撞击的情况下容易产生泄漏或爆炸，不利于使用，从而导致安全问题的问题，提出如下技术方案：一种钠离子电池，包括外壳，外壳顶部设置有正极帽，外壳底部设置有负极帽，外壳的内部设置有电芯，外壳上下两端均开设有散热口，外壳的内壁固定连接有防护套，电芯外侧且位于外壳底部内壁固定连接有固定套，固定套外表面固定连接有伸缩杆，且其另一端与防护套固定连接，伸缩杆内部设置有压缩弹簧，伸缩杆一侧固定连接有固定块，固定块中部铰接有转动板，转动板一端铰接有抵紧板，抵紧板一侧与固定套外表面固定连接，伸缩杆顶部且位于固定套外表面开设有安装槽，安装槽内部设置有第一齿条，第一齿条底部啮合有齿轮，齿轮底部啮合有第二齿条，第一齿条远离安装槽一端固定连接有连接杆，连接杆一端固定连接有支撑板，第二齿条一侧固定连接有两个活动杆，两个活动杆一端固定连接有移动板，移动板一端固定连接有抵紧块。

作为上述技术方案的优选，电芯包括正极耳，正极耳底部设置有正极集流层，正极集流层底部设置有负极集流层，负极集流层底部设置有负极耳，正极集流层与负极集流层之间设置有绝缘层，绝缘层一侧设置有负极，负极与绝缘层内壁相贴合，负极一侧设置有隔膜，负极内壁与隔膜相贴合，隔膜一侧设置有正极，隔膜内壁与正极相贴合，电芯内部设置有电解液。

作为上述技术方案的优选，伸缩杆位于固定套外表面呈线性阵列分布，伸缩杆数量有四组，且每组以固定套圆心圆形阵列分布，转动板与抵紧板位于伸缩杆之间呈对称设置，压缩弹簧一端与固定套外表面固定连接，且其另一端与防护套外表面固定连接。

作为上述技术方案的优选，散热口位于防护套上下两侧，散热口位于外壳外表面圆形阵列分布，散热口内部固定安装有防尘网，散热口顶部开设有活动槽，活动槽内部设置有密封结构，防尘网一侧与支撑板相对设置，支撑板靠近防尘网一侧为弧形，散热口顶部且位于外壳内壁开设有活动口，支撑板一侧顶部固定连接有移动块，支撑板位于防护套与固定套之间。

作为上述技术方案的优选，安装槽与散热口数量相同，且其位于固定套上下两端，齿轮一侧位于安装槽内部，齿轮中部固定连接有转动杆，转动杆两端均与安装槽内壁转动连接，转动杆上下两侧且位于安装槽两侧内壁开设有限位槽，第一齿条与第二齿条位于安装槽内部一端固定连接有限位块，限位块与限位槽滑动连接。

作为上述技术方案的优选，第一齿条位于防护套顶部，第一齿条与第二齿条靠近限位块一侧固定连接有固定弹簧，固定弹簧一端固定安装槽内壁固定连接，第二齿条一侧的固定弹簧位于两个活动杆之间，两个活动杆穿过安装槽延伸至电芯一侧，移动板为L型，且其顶部位于电芯顶部，抵紧块一侧开设有弧形口，抵紧块位于正极耳外侧。

作为上述技术方案的优选，密封结构包括密封板，密封板顶端两侧均固定连接有活动块，密封板顶部固定连接有第一缓冲弹簧，第一缓冲弹簧一端与活动槽内壁固定连接，密封板顶部中间位置固定连接有圆凸，密封板底端位于活动槽底端，密封板底部设置有挡板，散热口两侧内壁开设有凹槽，挡板一端与凹槽内部铰接，挡板底部固定连接有第二缓冲弹簧，第二缓冲弹簧一端与凹槽内部固定连接。

作为上述技术方案的优选，圆凸位于活动口底部，移动块与活动口相对设置，移动块底部一侧为斜面，固定块与圆凸位于第一缓冲弹簧之间，活动槽两侧内壁开设有滑槽，活动块与滑槽滑动连接，挡板位于密封板底部两端，且其与密封板底部相贴合。

作为上述技术方案的优选，该电芯包括前述钠离子电池极片结构。

作为上述技术方案的优选，该钠离子电池极片结构包括前述的钠离子电池。防止

本发明的有益效果为：

(1)本发明能够在电池受到撞击时进行缓冲，吸收和降低撞击力，避免在收到撞击时电池主体受到损坏，防止产生漏液或爆炸的现象，极大地提升了电池的安全性能；

(2)本发明能在电池受到挤压时通过支撑板与对外壳进行抵紧时，通过移动块与圆凸的作用，使得密封板移动对散热口进行密封，便于保持电池保持密封，进一步加强密封性与安全性，便于使用。

附图说明

图1示出的是实施例整体结构示意图；

图2示出的是实施例外壳的内部结构图；

图3示出的是实施例电芯的内部结构图；

图4示出的是实施例防护套的结构图；

图5示出的是实施例固定套的外侧结构图；

图6示出的是实施例支撑板与移动块的结构图；

图7示出的是实施例电芯的顶部结构图；

图8示出的是实施例散热口的内部结构图。

图9示出的是实施例密封板的结构图。

图中：1、外壳；2、正极帽；3、负极帽；4、电芯；5、散热口；6、防护套；7、固定套；8、伸缩杆；9、压缩弹簧；10、固定块；11、转动板；12、抵紧板；13、第一齿条；14、齿轮；15、第二齿条；16、连接杆；17、支撑板；18、活动杆；19、移动板；20、抵紧块；21、正极耳；22、正极集流层；23、负极集流层；24、负极耳；25、绝缘层；26、负极；27、隔膜；28、正极；29、防尘网；30、移动块；31、限位块；32、固定弹簧；33、密封板；34、活动块；35、第一缓冲弹簧；36、圆凸；37、挡板；38、第二缓冲弹簧。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种钠离子电池，如图1、图2、图4、图5、图6、图7、所示，包括外壳1，外壳1顶部设置有正极帽2，外壳1底部设置有负极帽3，外壳1的内部设置有电芯4，外壳1上下两端均开设有散热口5，外壳1的内壁固定连接有防护套6，电芯4外侧且位于外壳1底部内壁固定连接有固定套7，固定套7外表面固定连接有伸缩杆8，且其另一端与防护套6固定连接，伸缩杆8内部设置有压缩弹簧9，伸缩杆8一侧固定连接有固定块10，固定块10中部铰接有转动板11，转动板11一端铰接有抵紧板12，抵紧板12一侧与固定套7外表面固定连接，伸缩杆8顶部且位于固定套7外表面开设有安装槽，安装槽内部设置有第一齿条13，第一齿条13底部啮合有齿轮14，齿轮14底部啮合有第二齿条15，第一齿条13远离安装槽一端固定连接有连接杆16，连接杆16一端固定连接有支撑板17，第二齿条15一侧固定连接有两个活动杆18，两个活动杆18一端固定连接有移动板19，移动板19一端固定连接有抵紧块20。

通过外壳1与正极帽2、负极帽3对电芯4进行防护，防止电芯4受到损坏，通过散热口5便于钠离子电池进行散热，防止钠离子电池温度过高影响电池的使用寿命，通过固定套7便于对电芯4进一步防护，保持电芯4安装在外壳1内部的稳定性，当外壳1受到撞击时，外壳1挤压防护套6，使得防护套6内壁靠近第二齿条15，并且挤压第二齿条15，使得第二齿条15向安装槽的内部移动，将齿轮14转动，使其啮合的第一齿条13带动连接杆16与抵紧板12向外壳1的内壁移动，从而使得抵紧板12一侧与外壳1的内壁贴合，从而在上下两端同时挤压外壳1，同时防护套6带动伸缩杆8收缩，从而使得转动板11转动，将抵紧板12抵紧固定套7，从而对外壳1受到的力进行缓冲，减小钠离子电池受到的撞击力，并且当第二齿条15向安装槽内部移动时，推动两个活动杆18向电芯4移动，使得移动板19贴合电芯4的外侧，将抵紧块20与电芯4顶端外侧贴合，便于保持电芯4与外壳1连接的稳定性，从而提高钠离子电池的安全性，便于使用。

如图2-3所示，电芯4包括正极耳21，正极耳21底部设置有正极集流层22，正极集流层22底部设置有负极集流层23，负极集流层23底部设置有负极耳24，正极集流层22与负极集流层23之间设置有绝缘层25，绝缘层25一侧设置有26负极，负极26与绝缘层25内壁相贴合，负极26一侧设置有隔膜27，负极26内壁与隔膜27相贴合，隔膜27一侧设置有正极28，隔膜27内壁与正极28相贴合，电芯4内部设置有电解液。

通过负极耳24与正极耳21便于与正极帽2、负极帽3接触，并且通过正极集流层22与负极集流层23便于提高电池的输出功率，通过隔膜27隔离正极28、负极26，避免正极28、负极26直接接触，这样可以在不损害电池性能的前提下防止短路发生，通过正极28和负极26接触到电解液，在钠离子电池内部，金属材料会发生化学反应，释放出电子，产生电流，从而提供电能，正常工作。

如图1所示，伸缩杆8位于固定套7外表面呈线性阵列分布，伸缩杆8数量有四组，且每组以固定套7圆心圆形阵列分布，转动板11与抵紧板12位于伸缩杆8之间呈对称设置，压缩弹簧9一端与固定套7外表面固定连接，且其另一端与防护套6外表面固定连接。

通过固定套7外部的伸缩杆8便于外壳1受到挤压时，使得伸缩杆8收缩，同时带动内部的压缩弹簧9收缩，同时伸缩杆8移动带动转动板11转动，使得转动板11一端挤压抵紧板12，使得抵紧板12抵紧固定固定套7，从而便于对外壳1受到的力进行缓冲，减小外壳1受到的损坏。

如图4-5所示，散热口5位于防护套6上下两侧，散热口5位于外壳1外表面圆形阵列分布，散热口5内部固定安装有防尘网29，散热口5顶部开设有活动槽，活动槽内部设置有密封结构，防尘网29一侧与支撑板17相对设置，支撑板17靠近防尘网29一侧为弧形，散热口5顶部且位于外壳1内壁开设有活动口，支撑板17一侧顶部固定连接有移动块30，支撑板17位于防护套6与固定套7之间。

通过散热口5对钠离子电池进行散热，防止内部温度过高，影响钠离子电池的使用寿命，通过防尘网29便于对散热口5散热时，对灰尘进行阻挡，便于减少灰尘进行外壳1的内部，由于支撑板17一侧为弧形，当支撑板17带动移动块30向外壳1内壁移动时，通过弧形一侧与外壳1贴合，抵紧外壳1，减小外壳1受到的撞击力，同时移动块30通过活动口移动到活动槽内部，使得密封结构对散热口5进行密封，便于保持钠离子电池内部的密封性。

如图2、图6所示，安装槽与散热口5数量相同，且其位于固定套7上下两端，齿轮14一侧位于安装槽内部，齿轮14中部固定连接有转动杆，转动杆两端均与安装槽内壁转动连接，转动杆上下两侧且位于安装槽两侧内壁开设有限位槽，第一齿条13与第二齿条15位于安装槽内部一端固定连接有限位块31，限位块31与限位槽滑动连接。

通过安装槽便于固定第一齿条13、齿轮14与第二齿条15，安装槽与散热口5相对应，从而使得支撑板17移动将密封结构对散热口5进行密封，通过转动杆便于固定齿轮14，使得齿轮14转动时保持稳定，第一齿条13与第二齿条15通过限位块31在限位槽内移动，从而对第一齿条13与第二齿条15进行限位，防止第一齿条13与第二齿条15移动出安装槽，便于保持稳定性。

如图2、图6所示，第一齿条13位于防护套6顶部，第一齿条13与第二齿条15靠近限位块31一侧固定连接有固定弹簧32，固定弹簧32一端固定安装槽内壁固定连接，第二齿条15一侧的固定弹簧32位于两个活动杆18之间，两个活动杆18穿过安装槽延伸至电芯4一侧，移动板19为L型，且其顶部位于电芯4顶部，抵紧块20一侧开设有弧形口，抵紧块20位于正极耳21外侧。

通过固定弹簧32与限位块31便于固定支撑第一齿条13，当第一齿条13向安装槽外侧移动时，使得固定弹簧32拉伸，第二齿条15向安装槽内部移动时，使得第二齿条15连接的固定弹簧32收缩，通过固定弹簧32弹性的作用，便于第一齿条13不再受到挤压时，能够与第二齿条15回到原位，同时带动两个活动杆18向固定套7内侧移动，使得L型移动板19贴合电芯4，通过抵紧块20的弧形口与正极耳21外侧贴合，保持稳定，使得正极耳21与正极帽2连接稳定，便于钠离子电池的使用。

如图5、图8、图9所示，密封结构包括密封板33，密封板33顶端两侧均固定连接有活动块34，密封板33顶部固定连接有第一缓冲弹簧35，第一缓冲弹簧35一端与活动槽内壁固定连接，密封板33顶部中间位置固定连接有圆凸36，密封板33底端位于活动槽底端，密封板33底部设置有挡板37，散热口5两侧内壁开设有凹槽，挡板37一端与凹槽内部铰接，挡板37底部固定连接有第二缓冲弹簧38，第二缓冲弹簧38一端与凹槽内部固定连接。

通过移动块30向活动槽内部移动，挤压圆凸36，使得第一缓冲弹簧35拉伸，从而使得圆凸36带动密封板33与活动块34向下移动出安装槽，当密封板33向下移动时，推动挡板37向下转动，使得第二缓冲弹簧38压缩，将密封板33移动到散热口5内部，对散热口5进行密封，当移动块30移动出活动槽，在第一缓冲弹簧35作用下，带动密封板33与活动块34向上移动到活动槽的内部，同时挡板37不再受到挤压，在第二缓冲弹簧38作用下，使得挡板37对密封板33底部进行支撑固定，使得密封板33不再密封散热口5，便于对钠离子电池进行散热。

如图5、图8、图9所示，圆凸36位于活动口底部，移动块30与活动口相对设置，移动块30底部一侧为斜面，固定块10与圆凸36位于第一缓冲弹簧35之间，活动槽两侧内壁开设有滑槽，活动块34与滑槽滑动连接，挡板37位于密封板33底部两端，且其与密封板33底部相贴合。

移动块30穿过活动口移动到活动槽内部，由于移动块30移动为斜面，使得圆凸36沿着斜面向下移动，带动密封板33移动，使得活动块34再滑槽内向下移动，通过活动块34对密封板33进行限位，防止密封板33完全移动出活动槽，通过挡板37对密封板33底部进行支撑固定，便于保持密封板33在活动槽内的稳定性。

如图3所示，该电芯4包括前述钠离子电池极片结构。

如图1-9所示，该钠离子电池极片结构包括前述的钠离子电池。

工作原理：使用时，当钠离子电池外壳1受到撞击，外壳1挤压防护套6，防护套6与固定套7之间的伸缩杆8收缩，使得压缩弹簧9压缩，伸缩杆8收缩同时带动转动板11转动，推动抵紧板12与固定套7抵紧，对外壳1受到的力进行缓冲，同时防护套6挤压固定套7一侧的第二齿条15，第二齿条15在安装槽内移动，带动限位块31在限位槽内部移动，使得固定弹簧32压缩，将两个活动杆18一端推动移动块30移动，使得移动块30一侧与电芯4贴合，移动块30带动抵紧块20与正极耳21外侧贴合，使得正极耳21与正极帽2贴合，使得电芯4在外壳1内部保持稳定，同时第二齿条15移动时带动齿轮14转动，第二齿条15连接的限位块31在限位槽内移动，将其连接的固定弹簧32拉伸，使得第一齿条13带动连接杆16与支撑板17向外壳1内壁移动，使得支撑板17与外壳1内壁贴合，对外壳1进行支撑固定，同时通过伸缩杆8与抵紧块20的作用，便于减小外壳1受到的撞击，便于防止钠离子电池产生泄露或爆炸，便于提高安全性。

当支撑板17与外壳1内壁贴合时，移动块30穿过活动口移动到活动槽内部，挤压圆凸36，使得第一缓冲弹簧35拉伸，圆凸36沿着移动块30斜面移动，使得圆凸36密封板33向下移动，使得活动块34在滑槽内向下移动，挤压挡板37，挡板37转动将第二缓冲弹簧38压缩，当活动块34移动到滑槽底部，密封板33移动到散热口5内部，使得密封板33对散热口5进行密封，从而便于保持钠离子电池的密封性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。

Claims (10)

1.一种钠离子电池，包括外壳(1)，其特征在于，所述外壳(1)顶部设置有正极帽(2)，所述外壳(1)底部设置有负极帽(3)，所述外壳(1)的内部设置有电芯(4)，所述外壳(1)上下两端均开设有散热口(5)，所述外壳(1)的内壁固定连接有防护套(6)，所述所述电芯(4)外侧且位于外壳(1)底部内壁固定连接有固定套(7)，所述固定套(7)外表面固定连接有伸缩杆(8)，且其另一端与防护套(6)固定连接，所述伸缩杆(8)内部设置有压缩弹簧(9)，所述伸缩杆(8)一侧固定连接有固定块(10)，所述固定块(10)中部铰接有转动板(11)，所述转动板(11)一端铰接有抵紧板(12)，所述抵紧板(12)一侧与固定套(7)外表面固定连接，所述伸缩杆(8)顶部且位于固定套(7)外表面开设有安装槽，所述安装槽内部设置有第一齿条(13)，所述第一齿条(13)底部啮合有齿轮(14)，所述齿轮(14)底部啮合有第二齿条(15)，所述第一齿条(13)远离安装槽一端固定连接有连接杆(16)，所述连接杆(16)一端固定连接有支撑板(17)，所述第二齿条(15)一侧固定连接有两个活动杆(18)，两个所述活动杆(18)一端固定连接有移动板(19)，所述移动板(19)一端固定连接有抵紧块(20)。

2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池，其特征在于，所述电芯(4)包括正极耳(21)，所述正极耳(21)底部设置有正极集流层(22)，所述正极集流层(22)底部设置有负极集流层(23)，所述负极集流层(23)底部设置有负极耳(24)，所述正极集流层(22)与负极集流层(23)之间设置有绝缘层(25)，所述绝缘层(25)一侧设置有负极(26)，所述负极(26)与绝缘层(25)内壁相贴合，所述负极(26)一侧设置有隔膜(27)，所述负极(26)内壁与隔膜(27)相贴合，所述隔膜(27)一侧设置有正极(28)，所述隔膜(27)内壁与正极(28)相贴合，所述电芯(4)内部设置有电解液。

3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池，其特征在于，所述伸缩杆(8)位于固定套(7)外表面呈线性阵列分布，所述伸缩杆(8)数量有四组，且每组以固定套(7)圆心圆形阵列分布，所述转动板(11)与抵紧板(12)位于伸缩杆(8)之间呈对称设置，所述压缩弹簧(9)一端与固定套(7)外表面固定连接，且其另一端与防护套(6)外表面固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池，其特征在于，所述散热口(5)位于防护套(6)上下两侧，所述散热口(5)位于外壳(1)外表面圆形阵列分布，所述散热口(5)内部固定安装有防尘网(29)，所述散热口(5)顶部开设有活动槽，所述活动槽内部设置有密封结构，所述防尘网(29)一侧与支撑板(17)相对设置，所述支撑板(17)靠近防尘网(29)一侧为弧形，所述散热口(5)顶部且位于外壳(1)内壁开设有活动口，所述支撑板(17)一侧顶部固定连接有移动块(30)，所述支撑板(17)位于防护套(6)与固定套(7)之间。

5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池，其特征在于，所述安装槽与散热口(5)数量相同，且其位于固定套(7)上下两端，所述齿轮(14)一侧位于安装槽内部，所述齿轮(14)中部固定连接有转动杆，所述转动杆两端均与安装槽内壁转动连接，所述转动杆上下两侧且位于安装槽两侧内壁开设有限位槽，所述第一齿条(13)与第二齿条(15)位于安装槽内部一端固定连接有限位块(31)，所述限位块(31)与限位槽滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池，其特征在于，所述第一齿条(13)位于防护套(6)顶部，所述第一齿条(13)与第二齿条(15)靠近限位块(31)一侧固定连接有固定弹簧(32)，所述固定弹簧(32)一端固定安装槽内壁固定连接，所述第二齿条(15)一侧的固定弹簧(32)位于两个活动杆(18)之间，两个所述活动杆(18)穿过安装槽延伸至电芯(4)一侧，所述移动板(19)为L型，且其顶部位于电芯(4)顶部，所述抵紧块(20)一侧开设有弧形口，所述抵紧块(20)位于正极耳(21)外侧。

7.根据权利要求4所述的一种钠离子电池，其特征在于，密封结构包括密封板(33)，所述密封板(33)顶端两侧均固定连接有活动块(34)，所述密封板(33)顶部固定连接有第一缓冲弹簧(35)，所述第一缓冲弹簧(35)一端与活动槽内壁固定连接，所述密封板(33)顶部中间的位置固定连接有圆凸(36)，所述密封板(33)底端位于活动槽底端，所述密封板(33)底部设置有挡板(37)，所述散热口(5)两侧内壁开设有凹槽，所述挡板(37)一端与凹槽内部铰接，所述挡板(37)底部固定连接有第二缓冲弹簧(38)，所述第二缓冲弹簧(38)一端与凹槽内部固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种钠离子电池，其特征在于，所述圆凸(36)位于活动口底部，所述移动块(30)与活动口相对设置，所述移动块(30)底部一侧为斜面，所述圆凸(36)位于第一缓冲弹簧(35)之间，所述活动槽两侧内壁开设有滑槽，所述活动块(34)与滑槽滑动连接，所述挡板(37)位于密封板(33)底部两端，且其与密封板(33)底部相贴合。

9.一种电芯，其特征在于，所述电芯(4)包括如权利要求2所述的钠离子电池极片结构。

10.一种钠离子电池极片结构，其特征在于，所述钠离子电池极片结构包括如权利要求1-8任一项所述的钠离子电池。