CN203119036U - 防护电芯结构与储能装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种防护电芯结构与储能装置,其一芯轴上卷绕有一电芯,且电芯正负极并延伸出复数导电柄,一绝缘膜卷绕于电芯表面,并突出于电芯两端,且电芯上的导电柄并连接二内端子,一壳体,壳体上设有至少一开口,以使电芯与绝缘膜可由开口放入壳体中,开口上并设有一端盖以密封壳体,以及二导电端子分别锁固于由端盖上所穿出的二内端子。本实用新型可保护电芯,能完全阻隔电芯与壳体接触,确保电池壳体为中性电位。

Description

防护电芯结构与储能装置
技术领域
本实用新型涉及一种防护结构、储能装置,特别是指一种防护电芯结构、储能装置及其制作方法。
背景技术
储能装置,以二次电池为例,因其能源转换效率高、使用寿命长、稳定性高等特性优势,已成为目前提供各种电力的主要来源。然而若储放环境恶劣,如工作温度骤变或碰撞等意外,长期使用下难保电池内部不会因此劣化异变,导致电池内部产生化学反应,使二次电池损坏,因此防护结构的设计上有必要特别注意。
如中国台湾专利公告号:M354605,其是一种卷绕装置,用以将芯轴以极片与隔离膜层层缠绕,首先,夹取一芯轴,将芯轴定位之后,将一段预定长度的胶带的一端贴附至芯轴并且完成隔离膜起卷,接着,将正负极极片层叠隔离膜,并连同隔离膜送至芯轴处贴附,准备进行卷绕作业。接着,转动芯轴,使正负极极片连同隔离膜,以芯轴为中心进行卷绕,待卷绕至设定的厚度之后,芯轴转动速度将逐渐减速,最后,压住正负极极片,并切断正负极极片形成一电芯。但前案无法确实将电芯与壳体绝缘,因导电柄两端并无绝缘保护,可能导致电芯与壳体导电。此外,目前一般导电柄两端利用胶带缠绕,但此方法在二次电池充电时,电芯会产生膨胀现象,使胶带缠绕范围内的导电柄与极片受到压迫,造成极片断裂或产生拨落的状况。
有鉴于此,本实用新型针对上述的问题,提出一种电芯防护结构、储能装置及其制作方法改良,以有效解决现有的问题。
发明内容
本实用新型的主要目的在提供一种防护电芯结构、储能装置及其制作方法,其可保护电池电芯,避免电芯遭压迫而变形,并能完全阻隔电芯与壳体接触,防止电芯与壳体产生电解效应,造成壳体腐蚀,并可确保电池壳体为中性电位。
本实用新型的另一目的在提供一种防护电芯结构、储能装置及其制作方法,当储能装置遭穿刺严重短路,绝缘膜可迅速融合于电芯外围,避免过度恶化。
本实用新型的再一目的在提供一种防护电芯结构、储能装置及其制作方法,其零件少、结构简单,可快速组装节省时间及人力成本。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
一种防护电芯结构,其特征在于,包括:
一芯轴;
一电芯,其卷绕于该芯轴上,且该电芯正负极并延伸出复数导电柄;以及
一绝缘膜,其卷绕于该电芯表面,并突出于该电芯两端。
所述的防护电芯结构,其中:该绝缘膜的材质为聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯或聚乙烯。
所述的防护电芯结构,其中:该绝缘膜的长度分别突出于该电芯两端2-4毫米。
所述的防护电芯结构,其中:该电芯由一正极片、一负极片以及至少二隔离膜层叠组合而成。
所述的防护电芯结构,其中:该绝缘膜上包含一热融部位。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案还包括:
一种储能装置,其特征在于,包括:
一芯轴;
一电芯,其卷绕于该芯轴上,且该电芯正负极并延伸出复数导电柄;
一绝缘膜,其卷绕于该电芯表面,并突出于该电芯两端;
两个内端子,以连接该电芯上的该复数导电柄;
一壳体,其上设有至少一开口,该电芯与该绝缘膜由该开口放入该壳体中,该开口设有一端盖以密封该壳体;以及
两个导电端子,该两个导电端子分别锁固于由该端盖穿出的该两个内端子。
所述的储能装置,其中:该绝缘膜的材质为聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯或聚乙烯。
所述的储能装置,其中:该绝缘膜的长度分别突出于该电芯两端2-4毫米。
所述的储能装置,其中:该端盖设有一穿孔,以供该内端子凸伸于外,以各自接该导电端子。
所述的储能装置,其中:每一该导电端子以及该端盖间更设有一垫片,以密闭该壳体。
所述的储能装置,其中:该绝缘膜上包含一热融部位。
综上所述,本实用新型可保护电池电芯,因电芯外层隔有一层绝缘膜,能避免电芯遭压迫而变形,完全阻隔电芯与壳体接触,防止电芯与壳体产生电解效应,造成壳体腐蚀,并可确保电池壳体为中性电位,且当储能装置遭穿刺严重短路,绝缘膜可迅速融合于电芯外围,避免过度恶化,再者,本实用新型的结构零件少、结构简单,可快速组装,可相当节省时间及人力成本。
附图说明
图1是本实用新型的立体示意图;
图2是容置设有本实用新型电芯的储能装置外观示意图;
图3是容置设有本实用新型电芯的储能装置剖面示意图;
图4A至图4G是本实用新型的制作与入罐各步骤结构示意图。
附图标记说明:10防护电芯结构;12芯轴;14电芯;16绝缘膜;18壳体;20内端子;22端盖;24导电端子;26垫片;28加热器;142导电柄;144隔离膜;146正极片;148负极片;182开口;222穿孔。
具体实施方式
请参照图1,如图所示,本实用新型的防护电芯结构10,包括一芯轴12,芯轴12上卷绕有一电芯14,电芯14由一正极片、一负极片以及至少二隔离膜层叠组合而成,且电芯14正负极并延伸出复数导电柄142,并利用一绝缘膜16包覆卷绕于电芯14表面,且绝缘膜16的长度大于电芯14长度,使绝缘膜16两端突出于电芯14两端外,较佳实施例是至少2-4毫米,以确保电芯14与外部绝缘,其中绝缘膜16的材质可为聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯或聚乙烯等塑胶薄膜。此外,本实用新型的绝缘膜16包含使用热融使绝缘膜16固定于电芯14上的热融部位,其中热融部位的形状范围个数不一取决于所使用的热融方式。此外,在一较佳实施例中,除了产生热融作用外,同时会直接融切断包覆电芯14的绝缘膜16与供给绝缘膜的绝缘膜供应带,因此热融部位的边缘具有融切线。
接下来请配合参照图2以及图3,如图所示,防护电芯结构10,可容置于一壳体18内,且壳体18上设有至少一开口182,使防护电芯结构10可由开口182进入壳体18,容置于壳体18内,电芯14两端并设置二内端子20,以连接导电柄142,且壳体18上二开口182两端各设有一端盖22,其上设有一穿孔222,可使二内端子20突伸于端盖22外,并接设导电端子24,导电端子24与端盖22间更设有一垫片26,以密闭端盖22上的穿孔222与导电端子24间的缝隙,以密闭壳体18。
除了防护电芯结构10外,本实用新型还提供具有防护电芯的一种储能装置,装置包括,一芯轴12,芯轴12上卷绕有一电芯14,且电芯14正负极并延伸出复数导电柄142,电芯14表面卷绕有一绝缘膜16,绝缘膜16并突出于电芯14两端,并利用二内端子20,连接电芯14上的导电柄142,以及一壳体18,壳体18上设有至少一开口182,使电芯14与绝缘膜16可由开口182放入壳体18中,且开口182上设有一端盖22以密封壳体18,以及二导电端子24,二导电端子24可分别锁固于由端盖22穿出的二内端子20。所述储能装置可为二次电池。
在说明完本实用新型的结构后,接续说明本实用新型的制作与入罐的各步骤结构示意图,图4A至图4G为本实用新型的储能装置制造方法示意图;其中,图4A至图4D是制作防护电芯结构的方法,如图4A所示,本实用新型先将二隔离膜144的一边固定于芯轴12上,固定隔离膜144时,可利用一压轮将隔离膜144固定住,不需再使用人工将隔离膜144与芯轴12用胶带粘贴,即可进行卷绕作业,从而减少制作过程繁复的缺点,更可使用机台将此步骤自动化完成,从而缩减了制程时间,并且不需要使用胶带等材料,从而降低了制作的成本;接下来请参照图4B,将具有复数导电柄142的一正极片146以及一负极片148,分别插入隔离膜144与芯轴12间以及二隔离膜144间,并卷绕于芯轴12上,以形成一电芯14,并进入图4C的步骤,将卷取好的电芯14表面包覆上一绝缘膜16,且绝缘膜16的长度应大于电芯14长度,使绝缘膜16两端突出于电芯14两端外,较佳实施例的绝缘膜16应突出于电芯14两端2-4毫米,以使电芯14与壳体18绝缘,取代使用胶带缠绕电芯14两端。上述利用绝缘膜16突出于电芯14两端的结构设计,可防止缠绕胶带造成导电柄142与极片受压迫,形成断裂及剥落等情形;接下来请参照图4D,利用热融将绝缘膜16固定于电芯14上,其中热融可利用加热器28将绝缘膜16固定于电芯14上,因利用热融将绝缘膜16固定于电芯14上的方式,可有效防止电芯14腐蚀,隔离电芯与壳体,此外,可使用机台仪器自动化完成热融固定的这个步骤,也不需要额外使用胶带等材料,非常的容易简便;更进一步,在一较佳实施例中,本案在将绝缘膜16包覆电芯14后,使绝缘膜16因热融在热融部位融接的步骤中,加热器28除了产生热融作用外,同时会直接融切断包覆电芯14的绝缘膜16与供给绝缘膜的绝缘膜供应带,因此热融部位的边缘具有融切线;也就是说,在一自动化流程中,绝缘膜供应带供给绝缘膜16,自动卷覆电芯14后,加热器28在包覆电芯14的绝缘膜16上热融,产生的热融部位使绝缘膜16不脱落且同时在热融部位融断绝缘膜16与供给绝缘膜的绝缘膜供应带,自动化完成制作防护电芯结构10的制作方法。其中,在固定两隔离膜的步骤中,除了可利用压轮固定外,也可利用任何可产生压持固定隔离膜的效果的方式,所述的压轮为本案的一较佳实施例;在热融的步骤中,所使用的仪器可为任何可产生热融效果的加热装置,不限于加热器28。
接下来图4E至图4G将防护电芯结构10安装入储能装置的壳体18的各步骤,如图4E所示,首先,先将电芯14与绝缘膜16装入壳体18中,因绝缘膜16的关系,也就是凭借绝缘膜16的长度超出电芯14的长度的设计,从而避免电芯14两端的边缘与壳体18直接相接触,使电芯14可与壳体18绝缘,防止电芯14与壳体18产生电解效应,造成壳体18腐蚀,并可确保电池壳体18为中性电位,因此也不会因为电池内部生锈就短路而失效;并进入图4F的步骤,将导电柄142往内折入,固定住二内端子20,最后请参照图4G,如图所示,利用端盖22将壳体18盖住,且使内端子20由端盖22穿出后,套上二垫片26,再分别锁上二导电端子24于穿出于端盖22外的内端子20上。
综上所述,本实用新型可保护电池电芯,因电芯外层隔有一层绝缘膜,能避免电芯遭压迫而变形,完全阻隔电芯与壳体接触,防止电芯与壳体产生电解效应,造成壳体腐蚀,并可确保电池壳体为中性电位,且当储能装置遭穿刺严重短路,绝缘膜可迅速融合于电芯外围,避免过度恶化,再者,本实用新型的结构零件少、结构简单,可快速组装,可相当节省时间及人力成本。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的,而非限制性的,本领域普通技术人员理解,在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下,可作出许多修改、变化或等效,但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种防护电芯结构,其特征在于,包括:
一芯轴;
一电芯,其卷绕于该芯轴上,且该电芯正负极并延伸出复数导电柄;以及
一绝缘膜,其卷绕于该电芯表面,并突出于该电芯两端。
2.根据权利要求1所述的防护电芯结构,其特征在于:该绝缘膜的材质为聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯或聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的防护电芯结构,其特征在于:该绝缘膜的长度分别突出于该电芯两端2-4毫米。
4.根据权利要求1所述的防护电芯结构,其特征在于:该电芯由一正极片、一负极片以及至少二隔离膜层叠组合而成。
5.根据权利要求1所述的防护电芯结构,其特征在于:该绝缘膜上包含一热融部位。
6.一种储能装置,其特征在于,包括:
一芯轴;
一电芯,其卷绕于该芯轴上,且该电芯正负极并延伸出复数导电柄;
一绝缘膜,其卷绕于该电芯表面,并突出于该电芯两端;
两个内端子,以连接该电芯上的该复数导电柄;
一壳体,其上设有至少一开口,该电芯与该绝缘膜由该开口放入该壳体中,该开口设有一端盖以密封该壳体;以及
两个导电端子,该两个导电端子分别锁固于由该端盖穿出的该两个内端子。
7.根据权利要求6所述的储能装置,其特征在于:该绝缘膜的材质为聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯或聚乙烯。
8.根据权利要求6所述的储能装置,其特征在于:该绝缘膜的长度分别突出于该电芯两端2-4毫米。
9.根据权利要求6所述的储能装置,其特征在于:该端盖设有一穿孔,以供该内端子凸伸于外,以各自接该导电端子。
10.根据权利要求6所述的储能装置,其特征在于:每一该导电端子以及该端盖间更设有一垫片,以密闭该壳体。
11.根据权利要求6所述的储能装置,其特征在于:该绝缘膜上包含一热融部位。
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