CN202839777U - 电池电芯及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池电芯及电池，包括外壳、盖帽及卷芯，所述外壳具有位于其顶部的开口部，所述盖帽塞入所述开口部至一定深度而与所述开口部形成空腔，所述盖帽与所述开口部的内壁面固定密封而与所述外壳形成密闭壳体，所述卷芯固定在所述密闭壳体的内部，所述卷芯具有两个电极，所述盖帽包括基部，所述基部具有两个第一贯穿通孔，各所述电极均向上穿入对应第一贯穿通孔，且各所述电极和第一贯穿通孔的孔壁面粘接固定密封。利用粘接固定技术，实现电极与盖帽的密封，极大简化了电池制造工艺。

Description

电池电芯及电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，包括锂电池、钒电池或超级电容电池等。

背景技术

成品锂电池包括电芯、保护线路板、塑胶框架(或上塑胶盖)和铭牌纸。保护线路板的作用是防止电池被过充电和被过放电。

电芯一般包括盖帽、外壳、绝缘片、卷芯及电解液，盖帽与外壳焊接而构成密闭壳体，电解液、绝缘片和卷芯被密封在密闭壳体内。盖帽一般包括盖板、密封圈和用于引出电极的铆钉，通过使密封圈变形来实现铆钉和盖板的密封；另外，一般外壳与盖帽的密封是采用激光焊的办法，用激光把外壳开口部与盖帽之间的缝隙熔化而焊接成一体，这些都造成电池的制造效率低，制造工艺复杂。

实用新型内容

本实用新型提供一种能够简化电池制造工艺的电池电芯及电池。

本实用新型提供一种电池电芯，包括外壳、盖帽及卷芯，所述外壳具有位于其顶部的开口部，所述盖帽塞入所述开口部至一定深度而与所述开口部形成空腔，所述盖帽与所述开口部的内壁面固定并粘接密封而与所述外壳形成密闭壳体，所述卷芯固定在所述密闭壳体的内部，所述卷芯具有两个电极，所述盖帽包括基部，所述基部具有第一上表面和第一下表面，贯穿所述第一上、下表面形成两个第一贯穿通孔，各所述电极均向上穿入对应的所述第一贯穿通孔，且各所述电极和第一贯穿通孔的孔壁面粘接固定密封。

盖帽塞入开口部至一定深度，即盖帽低于开口部的顶部端面(即外壳的顶部端面)，也即盖帽的最高处低于该顶部端面。

电池包括锂电池、钒电池或超级电容电池，如电池为锂电池。

电极和第一贯穿通孔的孔壁面粘接固定密封指：电极和该孔壁面通过粘接实现两者的固定和密封。

粘接密封是指通过粘接的方式实现密封。

进一步的，所述的电池电芯，还包括绝缘片，所述绝缘片固定在所述密闭壳体的内部并位于所述盖帽和卷芯之间，所述绝缘片具有第二上表面和第二下表面，贯穿所述第二上、下表面形成两个第二贯穿通孔，各所述电极均向上穿入对应的所述第二贯穿通孔。

进一步的，所述盖帽和内壁面通过粘接剂密封，所述盖帽和所述内壁面之间形成第一间隙，所述粘接剂覆盖所述第一间隙的顶部周边并渗入所述第一间隙。

盖帽与开口部的内壁面多点焊接固定，即，盖帽和该内壁面通过多个焊点焊接而不是满焊。

进一步的，所述盖帽还包括自所述基部向上一体成型出的环形配合部，所述基部、配合部和开口部之间形成所述空腔，所述基部和配合部构成筒状体，所述配合部与所述开口部套接配合，所述配合部和所述开口部的内壁面之间形成所述第一间隙。

进一步的，所述空腔内填充有所述粘接剂，所述电极和所述第一贯穿通孔的孔壁面之间形成第二间隙，所述粘接剂覆盖所述第一间隙的顶部周边并渗入所述第一间隙，且所述粘接剂同时覆盖所述第二间隙的顶部周边并渗入所述第二间隙而使所述电极和盖帽粘接固定密封。即，通过在空腔内注入粘接剂，利用粘接剂的流动，同时实现对第一间隙及其周边、第二间隙及其周边的覆盖渗入。

粘接固定密封时，可以直接在空腔内注入粘接剂，利用粘接剂的自然覆盖渗入进入盖帽和开口部之间的间隙及其周边、盖帽和电极之间的间隙及其周边，实现密封。当然，也可以直接在盖帽和开口部之间、盖帽和电极之间涂敷粘接剂。

进一步的，所述配合部与所述开口部的内壁面焊接固定或卡扣配合固定或紧配合固定。

进一步的，所述的电池电芯，还包括管状体，所述盖帽还具有贯穿第一上、下表面的第三贯穿通孔，所述绝缘片对应具有贯穿第二上、下表面的第四贯穿通孔，所述管状体自所述第四贯穿通孔的孔边向上一体延伸出，所述管状体具有贯穿的第五贯穿通孔，所述第五贯穿通孔和第四贯穿通孔相通，所述管状体向上穿出所述第三贯穿通孔，且所述管状体与所述第三贯穿通孔的孔壁面粘接固定密封。

进一步的，所述第五贯穿通孔为孔径上大下小的喇叭形。

一种电池，包括保护线路板、外盖和所述电芯，所述保护线路板具有正、负极输入端，所述外盖与所述保护线路板和外壳均固定，且所述电芯的两个电极分别与所述正、负极输入端连接。

进一步的，所述外盖包括基体及自所述基体一体向下成型出的环形延伸体，所述基体和延伸体构成筒状体，所述保护线路板设于所述筒状体的内部，所述延伸体和所述开口部的内壁面粘接固定。

进一步的，所述的外盖基体的上表面凹设有防呆槽。

一种电池的电极盖帽密封固定方法，所述电池包括外壳、盖帽及卷芯，所述盖帽具有与所述卷芯的两个电极对应的两个第一贯穿通孔，密封固定时，

a)首先，把卷芯塞入外壳内部，；

b)接着，把盖帽的两个第一贯穿通孔分别套入卷芯的两个电极，把盖帽完全塞入外壳的开口部，使盖帽与外壳开口部之间形成一个空腔；

c)最后，把盖帽固定在外壳开口部内部，用粘接剂把盖帽与外壳、电极与盖帽粘接密封。

所述电池还包括绝缘片，所述绝缘片具有与两个电极对应的两个第二贯穿通孔，所述步骤a)中，把绝缘片的两个第二贯穿通孔分别套入卷芯的两个电极，把绝缘片塞入外壳内部并贴在卷芯的顶端。

所述步骤c)中，所述盖帽可以焊接固定或卡扣配合固定或紧配合固定在外壳开口部内部。

由于是在盖帽与外壳先就位并且固定后才开始粘接工序，生产效率比较高，

本实用新型的有益效果是：

1)利用粘接固定技术，实现电极盖帽的密封，极大简化了电池制造工艺。

2)盖帽与外壳、盖帽和电极均利用粘接固定技术，实现了盖帽与外壳、盖帽与电极之间的密封，更加简化了电池制造工艺。

3)卷芯的电极直接连接保护线路板，减少了电极引出的材料和工序，便于进行质量控制。

4)通过把盖帽塞入外壳开口部里，并把盖帽焊接在外壳上，解决了电芯的承压问题，也就是解决了盖帽与外壳间牢固固定问题，然后把粘接剂覆盖、填充、渗入盖帽与外壳之间的间隙及周边、盖帽与电极之间的间隙及周边，来达到盖帽与外壳、电极与盖帽的密封，简化了电池的制造工艺，克服了仅用粘接剂固定密封外壳和盖帽之间、电极和盖帽之间所带来的粘接剂涂敷速度很慢、电芯内部承压能力低的不足。

附图说明

图1是本实用新型电池电芯的结构示意图；

图2是本实用新型电池电芯的绝缘片俯视示意图；

图3是沿图2的A-A方向的剖视示意图；

图4是本实用新型电池电芯的盖帽的俯视示意图；

图5是沿图4的B—B方向的剖视示意图；

图6是本实用新型电池的结构示意图；

图7是本实用新型电池的外盖的主视示意图；

图8是沿图7的C—C方向的剖视示意图；

图9是本实用新型的盖帽和外壳的焊接示意图；

图10是本实用新型的盖帽和外壳的焊接点分布示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种电芯，如图1至图10所示，包括密闭壳体及固定在密闭壳体内部的卷芯1、绝缘片2和电解液。密闭壳体包括外壳3及盖帽4，盖帽4和外壳3的材质为金属，外壳3具有位于其顶部的开口部5，盖帽4固定在该外壳开口部5往里一定深度的位置。卷芯1具有两个电极6(正电极和负电极)，盖帽4具有与两个电极一一对应的两个第一贯穿通孔7,绝缘片2具有与两个电极6一一对应的两个第二贯穿通孔8。

组装时，把卷芯1完全塞入外壳3内部，把绝缘片2的两个第二贯穿通孔8分别套入卷芯1的两个电极6，把绝缘片2塞入外壳3内部并贴在卷芯1的顶端上，然后把盖帽4的两个第一贯穿通孔7分别套入卷芯1的两个电极6，盖帽4完全塞入外壳3的开口部5到一定深度，盖帽4与外壳开口部5之间形成一个空腔9，把盖帽4的环状配合部14焊接固定在外壳3上，用粘接剂把盖帽4与外壳3之间的第一间隙11(相当于配合部14和外壳开口部内壁面24之间的间隙)、电极6与盖帽4之间的第二间隙12(相当于电极和第一贯穿通孔的孔壁面25之间的间隙)密封。

如图1，粘接剂密封盖帽与外壳之间的第一间隙、电极与盖帽之间的第二间隙的方法有：1)在空腔9里倒入粘接剂并使粘接剂淹没盖帽4最高处31(相当于配合部的最高处)一定高度，粘接剂自然会覆盖、填充、渗入盖帽与外壳之间的第一间隙11及第一间隙的顶部周边、电极与盖帽之间的第二间隙12及第二间隙的顶部周边；2)用粘接剂直接涂敷盖帽与外壳之间的第一间隙11、电极与盖帽之间的第二间隙12，粘接剂覆盖、填充、渗入盖帽与外壳的第一间隙11及其顶部周边、电极与盖帽的第二间隙12及其顶部周边。这两种方法因都是在盖帽与外壳先就位并且固定后才开始的工序，并且都是粘接剂覆盖渗入间隙及顶部周边，生产效率比较高。

把盖帽4的配合部14焊接固定在外壳3上，不需要把所有第一间隙都焊满，可以选择足够合适数量的焊接点就可以，如图10所示，在开口部5的长度方向各有三个焊点29，在开口部的宽度方向各有一个焊点29。

焊接方法可以是激光焊接、电阻焊接或超声波焊接等。

如图1、图4及图5所示，盖帽还可以包括自基部13及与该基部13一体成型出的环形配合部14，基部13和配合部14构成筒状体。通过设置环形配合部，便于盖帽塞入外壳开口部后保持水平，避免歪斜。另外，该配合部能够在电阻焊时提供电阻焊电极的支撑位置，和在超声波焊时提供焊头的支撑位置，如图9所示，一个电阻焊电极28在外壳开口部里面支撑于盖帽的配合部14，另一个电阻焊电极28在外壳开口部外面施加电阻焊工作所需的压力。

基部13具有第一上表面26和第一下表面34，该第一上、下表面可以为平面，第一贯穿通孔7上下贯穿第一上表面和第一下表面。绝缘片2具有第二上表面35和第二下表面32，该第二上、下表面可以为平面，第二贯穿通孔8上下贯穿第二上表面35和第二下表面32。第一下表面可以和第二上表面平面贴合。即，基部和绝缘片均可以为上、下表面平整的片状体。

如图1至图5所示，在盖帽基部开一个贯穿第一上表面26和第一下表面34的第三贯穿通孔15，在绝缘片2对应开一个贯穿第二上表面35和第二下表面32的第四贯穿通孔16，在第四贯穿通孔16的周边向上一体延伸出一个管状体17，管状体17从下向上穿过第三贯穿通孔15，绝缘片2的第二上表面与盖帽基部13的第一下表面相贴合，管状体17具有一个作为盖帽注液孔的第五贯穿通孔18，该第五贯穿通孔18与第四贯穿通孔16相通，第五贯穿通孔18形状为孔径上大下小的喇叭形，管状体17的高度与空腔9里粘接剂的高度大体相当。管状体17为喇叭形结构主要是方便钢珠33就位，管状体17与盖帽4被粘接剂固定密封，如盖帽和电极之间的固定密封。

绝缘片2和盖帽4的形状均与外壳开口部5横剖面内壁面24形状相同，尺寸略小，既方便盖帽塞进开口部，又不能留有较大间隙，避免间隙过大导致粘接剂往下流到卷芯3上；绝缘片第二贯穿通孔8的尺寸也是比电极6尺寸略大，不能留有较大的间隙，避免间隙过大导致粘接剂往下流到卷芯3上。绝缘片2的作用是隔开卷芯的顶端与盖帽基部下表面的接触，防止卷芯被金属盖帽短路。

如图1至图4所示，盖帽第一贯穿通孔7的尺寸明显大于绝缘片第二贯穿通孔8的尺寸，且在电芯装配时第二贯穿通孔8居于第一贯穿通孔7中间，给电极6定位，使电极6不能与盖帽4短路。

把盖帽配合部多点焊接在外壳上，提高电芯的承压能力，解决了盖帽与外壳间的牢固固定问题；通过把粘接剂覆盖、填充、渗入盖帽与外壳之间的间隙及其顶部周边，来达到盖帽与外壳的密封，即用粘接剂密封盖帽与外壳的间隙主要是为了解决密封问题，盖帽与外壳的粘接牢固性就不是粘接剂要解决的主要问题，粘接剂只需覆盖住盖帽与外壳的间隙及其顶部周边，简化了盖帽、外壳之间的粘接剂涂敷工艺，使电芯制造中的焊接工艺和涂敷粘接剂工艺能各自扬长避短。如果盖帽与外壳之间间隙只采用满焊工艺，焊接设备贵，焊接效率低，一次合格率低；如果只采用涂敷粘接剂工艺，需要在盖帽与外壳各自相对的接触面均匀涂敷粘接剂，粘接剂涂敷速度很慢、电芯内部承压能力低，把这两种工艺结合应用后，电芯承压能力、涂敷粘接剂效率都得到提高。

一种电池，如图6及图7所示，包括保护线路板29、外盖19和电芯30，保护线路板29具有正、负极输入端，且电芯30的两个电极6分别与正、负极输入端连接，外盖19与保护线路板29、外壳3均相固定。

外盖19还包括自基体20及自该基体20一体向下成型出的环形延伸体21，基体20和延伸体21构成筒状体，筒状体的内部22容纳保护线路板29，环形延伸体的外周面23与外壳开口部内壁面24相配合，并在两表面之间涂敷粘接剂使外盖19与外壳3相固定。

外盖基体上表面两端具有两个起防呆作用的半凹形防呆槽27，即有了这两个半凹槽，电池就不可能错误塞在手机电池盒里。

绝缘片、粘接剂要求耐高温、电绝缘性能好和耐电解液腐蚀，如绝缘片可以为聚丙烯（PP）材料，粘接剂可以为耐电解液腐蚀耐高温的AB胶水。

本实用新型电池电芯包括方形电芯、圆柱电芯，盖帽的形状分别为方体筒状体、圆柱筒状体。

对于电池电芯，外壳为金属体，盖帽和外壳均为方形时，盖帽可以选择为金属体，两者通过焊接固定；盖帽和外壳均为圆柱形，盖帽可以选择为塑料体，两者卡扣配合固定，如在盖帽的圆周外表面设置多个凹槽而在外壳对应设置多个凸起，通过凸起和凹槽的卡扣配合实现盖帽和外壳的固定。盖帽为塑料时，可以不设置绝缘片。盖帽和外壳还可以紧配合固定。

对于电池电芯，也可以是外壳为方形时，外壳与盖帽卡扣配合固定；或者是外壳为圆柱形时，外壳与盖帽焊接固定。

对于电池电芯，盖帽基部的第一上、下表面和绝缘片的第二上、下表面可以均为平面，也可以根据装配或工艺要求，加工成具有凸台的非平面。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种电池电芯，其特征在于，包括外壳、盖帽及卷芯，所述外壳具有位于其顶部的开口部，所述盖帽塞入所述开口部至一定深度而与所述开口部形成空腔，所述盖帽与所述开口部的内壁面固定并粘接密封而与所述外壳形成密闭壳体，所述卷芯固定在所述密闭壳体的内部，所述卷芯具有两个电极，所述盖帽包括基部，所述基部具有第一上表面和第一下表面，贯穿所述第一上、下表面形成两个第一贯穿通孔，各所述电极均向上穿入对应的所述第一贯穿通孔，且各所述电极和第一贯穿通孔的孔壁面粘接固定密封。

2.如权利要求1所述的电池电芯，其特征在于，还包括绝缘片，所述绝缘片固定在所述密闭壳体的内部并位于所述盖帽和卷芯之间，所述绝缘片具有第二上表面和第二下表面，贯穿所述第二上、下表面形成两个第二贯穿通孔，各所述电极均向上穿入对应的所述第二贯穿通孔。

3.如权利要求1所述的电池电芯，其特征在于，所述盖帽和内壁面通过粘接剂密封，所述盖帽和所述内壁面之间形成第一间隙，所述粘接剂覆盖所述第一间隙的顶部周边并渗入所述第一间隙。

4.如权利要求3所述的电池电芯，其特征在于，所述盖帽还包括自所述基部向上一体成型出的环形配合部，所述基部、配合部和开口部之间形成所述空腔，所述基部和配合部构成筒状体，所述配合部与所述开口部套接配合，所述配合部和所述开口部的内壁面之间形成所述第一间隙。

5.如权利要求4所述的电池电芯，其特征在于，所述空腔内填充有所述粘接剂，所述电极和所述第一贯穿通孔的孔壁面之间形成第二间隙，所述粘接剂覆盖所述第一间隙的顶部周边并渗入所述第一间隙，且所述粘接剂同时覆盖所述第二间隙的顶部周边并渗入所述第二间隙而使所述电极和盖帽粘接固定密封。

6.如权利要求4所述的电池电芯，其特征在于，所述配合部与所述开口部的内壁面焊接固定或卡扣配合固定或紧配合固定。

7.如权利要求1所述的电池电芯，其特征在于，还包括管状体，所述盖帽还具有贯穿第一上、下表面的第三贯穿通孔，所述绝缘片对应具有贯穿第二上、下表面的第四贯穿通孔，所述管状体自所述第四贯穿通孔的孔边向上一体延伸出，所述管状体具有贯穿的第五贯穿通孔，所述第五贯穿通孔和第四贯穿通孔相通，所述管状体向上穿出所述第三贯穿通孔，且所述管状体与所述第三贯穿通孔的孔壁面粘接固定密封。

8.如权利要求7所述的电池电芯，其特征在于，所述第五贯穿通孔为孔径上大下小的喇叭形。

9.一种电池，包括保护线路板，所述保护线路板具有正、负极输入端，其特征在于：还包括外盖和权利要求1-8中任意一项所述的电芯，所述外盖与所述保护线路板和外壳均固定，且所述电芯的两个电极分别与所述正、负极输入端连接。

10.如权利要求9所述的电池，其特征在于，所述外盖包括基体及自所述基体一体向下成型出的环形延伸体，所述基体和延伸体构成筒状体，所述保护线路板设于所述筒状体的内部，所述延伸体和所述开口部的内壁面粘接固定。

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