CN207719253U - 一种钢壳一体式包覆电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种钢壳一体式包覆电池，涉及电池技术领域。该钢壳一体式包覆电池中，钢壳为一体式结构。钢壳的上端具有向内的翻边，钢壳的中部具有向内凸起的卡接部。电路板、正极导电件和负极导电件夹持在翻边与卡接部之间。电芯位于卡接部的下方。正极部、电路板、正极导电件和电芯的正极端依次电连接。钢壳的下端与电芯的负极端电连接，钢壳的上端通过负极导电件与电路板电连接。该钢壳一体式包覆电池的整体为包覆式的一体结构，结构简单紧凑，加工方便，性能更优。

Description

一种钢壳一体式包覆电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种钢壳一体式包覆电池。

背景技术

在电子产品非常普及的今天，电池是一个应用非常广泛的产品，电池的种类很多，有碱性锌锰电池、镉镍电池、氢镍电池、锂电池、锂离子电池等，还包括燃料电池、太阳能电池等。

其中的锂离子电池已经被人们广泛使用，锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极材料是碳材，电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出，来实现电池的充放电过程，为了区别于传统意义上的锂电池，所以人们称之为锂离子电池。

锂离子电池自问世以来，因其卓越的性能得到了迅猛的发展，并广泛地应用于社会。锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，像大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等，且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。应用表明，锂离子电池足一种理想的小型绿色电源。

目前，传统的锂离子电池一般采用两段式结构，即分为包含电路板的工作部分和包含锂电芯的部分，然后两部分焊接成一体。这种结构形式，不仅结构复杂，加工繁琐，而且电池性能较差。其结构要么密封不防爆，要么开放不防水，且工艺复杂、成本高。

现有钢壳电池由钢壳、盖帽组件将电芯直接密闭而成，根据材料特性构成镍氢电池或锂离子电池。由于锂离子电池必须具有充放电保护电路的要求，因而这类钢壳锂离子电池还只能称为电芯或者工业电池，不适宜消费用户直接操作使用。

因此，设计一种结构简单、加工方便、防爆防水、电路管理功能且性能优良的锂离子电池，是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种钢壳一体式包覆电池，其旨在至少部分解决现有的锂离子电池不仅结构复杂，加工繁琐，而且电池性能较差的技术问题。

本实用新型提供的第一种技术方案：

一种钢壳一体式包覆电池包括外皮、钢壳以及设置在所述钢壳内部的正极部、电路板、正极导电件、负极导电件和电芯；

所述钢壳为一体式结构；所述钢壳的上端具有向内的翻边，所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部；所述电路板、带动正极导电件和所述负极导电件夹持在所述翻边与所述卡接部之间；所述电芯位于所述卡接部的下方；

所述正极部设置在所述钢壳内部的上端，所述正极部的下方设置所述电路板，所述正极部、所述电路板、所述正极导电件和所述电芯的正极端依次电连接；

所述钢壳的下端与所述电芯的负极端电连接，所述钢壳的上端通过所述负极导电件与所述电路板电连接。

进一步地，所述负极导电件为导电垫片，所述导电垫片夹持在所述翻边与所述电路板之间。

进一步地，所述钢壳一体式包覆电池还包括垫圈，所述垫圈采用绝缘材料制成，所述垫圈将所述负极导电件抵触在所述钢壳的内表面，所述负极导电件为环状，所述负极导电件的截面为U型，所述负极导电件包覆在所述垫圈的外周面上。

进一步地，所述垫圈包括相互连接的内环部和外环部，所述内环部的轴向宽度大于所述外环部的轴向宽度，所述负极导电件包覆在所述外环部上，所述翻边与所述内环部抵触。

进一步地，所述钢壳一体式包覆电池包括隔板；所述隔板安装在所述卡接部与所述电芯之间，所述隔板开设有多个通孔。

进一步地，所述钢壳一体式包覆电池还包括正极导电环和防爆片；所述正极导电环设置在所述电路板的下方，所述防爆片设置在所述正极导电环的下方，所述电路板、所述正极导电环、所述防爆片和所述正极导电件依次电连接。

进一步地，所述防爆片上开设有封闭的环形凹槽，所述环形凹槽承受的压力超过预设值后，所述环形凹槽被贯穿。

进一步地，所述钢壳一体式包覆电池还包括钢管，所述钢管的上端与所述电路板电连接，所述钢管的下端与所述正极导电件电连接。

进一步地，所述钢壳一体式包覆电池还包括防爆钢珠；所述防爆钢珠可移动地安装在所述钢管的内部；所述钢管从上至下分为第一段、第二段和第三段，所述第一段、所述第二段和所述第三段的内径依次减小；所述防爆钢珠的直径等于所述第二段的内径。

本实用新型提供的第二种技术方案：

一种钢壳一体式包覆电池包括外皮、钢壳以及设置在所述钢壳内部的正极部、电路板、正极导电件、负极导电件和电芯；

所述钢壳为一体式结构；所述钢壳的上端具有向内的翻边，所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部；所述钢壳的外周面上对应所述卡接部的区域为环状的凹陷槽；所述电路板、带动正极导电件和所述负极导电件夹持在所述翻边与所述卡接部之间；所述电芯位于所述卡接部的下方；

所述正极部设置在所述钢壳内部的上端，所述正极部的下方设置所述电路板，所述正极部、所述电路板、所述正极导电件和所述电芯的正极端依次电连接；

所述钢壳的下端与所述电芯的负极端电连接，所述钢壳的上端通过所述负极导电件与所述电路板电连接。

相比现有的锂离子电池，本实用新型提供的钢壳一体式包覆电池的有益效果是：

钢壳为一体式结构，所述钢壳的上端具有向内的翻边，所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部，所述电路板、带动正极导电件和所述负极导电件夹持在所述翻边与所述卡接部之间，所述电芯位于所述卡接部的下方，这样，能够使各个零部件便捷准确地安装在钢壳内，从而形成了包覆式的一体结构，结构简单紧凑，加工方便，性能更优。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的钢壳一体式包覆电池的结构示意图。

图2为图1的钢壳一体式包覆电池去除外皮的结构示意图。

图3为图1中上端部分的全剖结构示意图。

图4为本实用新型第二实施例提供的钢壳一体式包覆电池的上端部分的全剖结构示意图。

图5为本实用新型第三实施例提供的钢壳一体式包覆电池的结构示意图。

图标：100-钢壳一体式包覆电池；1-外皮；2-钢壳；21-翻边；22-卡接部；23-凹陷槽；3-正极部；31-透气孔；4-电路板；5-负极导电件；6-垫圈；7-注塑体；8-钢管；81-第一段；82-第二段；83-第三段；9-防爆钢珠；10-隔板；101-通孔；11-正极导电件；12-锂电芯；13-注塑元器件；14-安装托；15-正极导电环；16-间隙；17-防爆片；171-环形凹槽；18-气孔；19-凹槽通道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参阅图1至图3，本实施例提供了一种钢壳一体式包覆电池100，钢壳一体式包覆电池100为锂离子电池。钢壳一体式包覆电池100包括外皮1、钢壳22以及设置在钢壳22内部的正极部3、电路板4、注塑体7、钢管8、防爆钢珠9、隔板10、正极导电件11、负极导电件5、垫圈6和电芯12。其中，电芯12可以是锂电芯、钠电芯等。

外皮1采用绝缘材料制成。钢壳22为一体式结构。外皮1包覆在钢壳22的外表面。钢壳22的上端具有向内的翻边21，钢壳22的中部具有向内凸起的卡接部22。钢壳22的外周面上对应卡接部22的区域为环状的凹陷槽23。负极导电件5、垫圈6、电路板4、注塑体7、钢管8、防爆钢珠9设置在翻边21与卡接部22之间。隔板10和电芯12设置在卡接部22与钢壳22的底部之间。这样，整体形成了包覆式的一体结构，结构简单紧凑，而且，基于卡接部22，能够使各个零部件便捷准确地安装在钢壳22内，加工方便，性能更优。

正极部3设置在钢壳22内部的上端，正极部3的下方依次设置有电路板4、注塑体7、正极导电件11和电芯12。隔板10安装在卡接部22与电芯12之间。注塑体7的下端支撑在卡接部22上，注塑体7的上端支撑起电路板4。钢管8贯穿注塑体7，正极部3、电路板4、钢管8、正极导电件11和电芯12的正极端依次电连接。电路板4包括电感等元器件，电感等元器件镶嵌在注塑体7内。

钢壳22的下端与电芯12的负极端电连接，钢壳22的上端通过负极导电件5与电路板4电连接。垫圈6采用绝缘材料制成，垫圈6将负极导电件5抵触在钢壳22的内表面。负极导电件5为环状，负极导电件5的截面为U型，负极导电件5包覆在垫圈6的外周面上。

钢管8位于正极部3的正下方，防爆钢珠9可移动地安装在钢管8的内部。钢管8从上至下分为第一段81、第二段82和第三段83，第一段81、第二段82和第三段83的内径依次减小。防爆钢珠9的直径等于第二段82的内径。正极部3上开设有透气孔31，透气孔31与钢管8连通。隔板10开设有多个通孔101。

电芯12在工作过程中会产生气体，气体经过隔板10上的通孔101进入钢管8的第三段83内，当气体的压力到达一定后，气体将防爆钢珠9向上顶起，使防爆钢珠9进入钢管8的第一段81或脱离钢管8，使气体通过钢管8进入正极部3，最终通过正极部3上的透气孔31排出到外界，从而避免钢壳22内部气压过大、造成爆炸，提高安全性。

本实施例提供的钢壳一体式包覆电池100，整体形成了包覆式的一体结构，结构简单紧凑。各个零部件便捷准确地安装在钢壳22内，加工方便，性能更优。钢管8、防爆钢珠9等部件组成的泄压防爆系统，能够避免钢壳22内部气压过大、造成爆炸，提高安全性。

第二实施例

本实施例提供了一种钢壳一体式包覆电池100，其与第一实施例提供的钢壳一体式包覆电池100结构相近，不同之处在于：上端部分的结构不同。

请参阅图4，钢壳一体式包覆电池100包括外皮1、钢壳22以及设置在钢壳22内部的正极部3、电路板4、注塑元器件13、安装托14、正极导电环15、防爆片17、正极导电件11、负极导电件5、垫圈6、隔板10和电芯12。

负极导电件5、垫圈6、电路板4、注塑元器件13、安装托14、正极导电环15、防爆片17设置在翻边21与卡接部22之间。负极导电件5为导电垫片，导电垫片夹持在翻边21与电路板4之间。隔板10和电芯12设置在卡接部22与钢壳22的底部之间。

正极部3设置在钢壳22内部的上端，正极部3的下方依次电连接有电路板4、正极导电环15、防爆片17、正极导电件11和电芯12的正极端。注塑元器件13安装在电路板4靠近防爆片17的一侧，注塑元器件13位于正极导电环15的内部。钢壳22的下端与电芯12的负极端电连接，钢壳22的上端通过负极导电件5与电路板4电连接。

安装托14的下端支撑在卡接部22上，安装托14的上端支撑起电路板4。隔板10和电芯12位于卡接部22的下方。隔板10安装在卡接部22与电芯12之间，隔板10上开设有多个通孔101，正极导电件11经过通孔101使防爆片17与电芯12的正极端电连接。

防爆片17上开设有封闭的环形凹槽171；环形凹槽171开设在防爆片17靠近电芯12的表面。环形凹槽171承受的压力超过预设值后，环形凹槽171被贯穿。

安装托14为环形，安装托14设置在钢壳22的内壁与正极导电环15之间。注塑元器件13位于正极导电环15的内部，注塑元器件13与正极导电环15之间具有间隙16。电路板4上对应间隙16的位置开设有气孔18，气孔18与间隙16连通。

垫圈6采用绝缘材料制成，垫圈6将负极导电件5抵触在钢壳22的内表面。垫圈6位于气孔18的上方，垫圈6靠近电路板4的表面开设有凹槽通道19，凹槽通道19的一端与气孔18连通，凹槽通道19的另一端外界连通。

电芯12在工作过程中会产生气体，气体经过隔板10上的通孔101靠近防爆片17，当气体的压力超过预设值后，气体将撑断防爆片17上的环形凹槽171，使气体穿过防爆片17进入到注塑元器件13与正极导电环15之间的间隙16，最后，气体依次通过电路板4上的气孔18和垫圈6上的凹槽通道19释放到外界，从而避免钢壳22内部气压过大、造成爆炸，提高安全性。

本实施例提供的钢壳一体式包覆电池100，整体形成了包覆式的一体结构，结构简单紧凑，各个零部件便捷准确地安装在钢壳22内，加工方便，性能更优。防爆片17、间隙16、气孔18、凹槽通道19等组成的泄压防爆系统，能够避免钢壳22内部气压过大、造成爆炸，提高安全性。

第三实施例

本实施例提供了一种钢壳一体式包覆电池100，其与第一实施例提供的钢壳一体式包覆电池100结构相近，不同之处在于：上端部分的结构不同。

请参阅图5，钢壳一体式包覆电池100包括外皮1、钢壳2以及设置在钢壳2内部的正极部3、电路板4、注塑元器件13、安装托14、正极导电环15、防爆片17、正极导电件11、垫圈6、隔板10和电芯12。

钢壳2为一体式结构。外皮1包覆在钢壳2的外表面。钢壳2的上端具有向内的翻边121，钢壳2的中部具有向内凸起的卡接部22。垫圈6、电路板4、注塑元器件13、安装托14、正极导电环15、防爆片17设置在翻边121与卡接部22之间。隔板10和电芯12设置在卡接部22与钢壳2的底部之间。这样，整体形成了包覆式的一体结构，结构简单紧凑，而且，基于卡接部22，能够使各个零部件便捷准确地安装在钢壳2内，加工方便，性能更优。

正极部3设置在钢壳2内部的上端，正极部3的下方依次电连接有电路板4、正极导电环15、防爆片17、正极导电件11和电芯12的正极端。注塑元器件13安装在电路板4靠近防爆片17的一侧，注塑元器件13位于正极导电环15的内部。钢壳2的下端与电芯12的负极端电连接，钢壳2的上端与电路板4电连接。

安装托14的下端支撑在卡接部22上，安装托14的上端支撑起电路板4。隔板10和电芯12位于卡接部22的下方。隔板10安装在卡接部22与电芯12之间，隔板10上开设有多个通孔101，正极导电件11经过通孔101使防爆片17与电芯12的正极端电连接。

防爆片17上设置有球形薄片。电芯12在工作过程中会产生气体，气体经过隔板10上的通孔101靠近防爆片17，当气体的压力超过预设值后，气体将撑断防爆片17上的球形薄片，使气体穿过防爆片17进入到注塑元器件13与正极导电环15之间的间隙16，最后，气体依次通过电路板4上的气孔和垫圈6上的凹槽通道19释放到外界，从而避免钢壳2内部气压过大、造成爆炸，提高安全性。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢壳一体式包覆电池，其特征在于，所述钢壳一体式包覆电池包括外皮、钢壳以及设置在所述钢壳内部的正极部、电路板、正极导电件、负极导电件和电芯；

所述钢壳为一体式结构；所述钢壳的上端具有向内的翻边，所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部；所述电路板、所述正极导电件和所述负极导电件夹持在所述翻边与所述卡接部之间；所述电芯位于所述卡接部的下方；

所述正极部设置在所述钢壳内部的上端，所述正极部的下方设置所述电路板，所述正极部、所述电路板、所述正极导电件和所述电芯的正极端依次电连接；

所述钢壳的下端与所述电芯的负极端电连接，所述钢壳的上端通过所述负极导电件与所述电路板电连接。

2.根据权利要求1所述的钢壳一体式包覆电池，其特征在于，所述负极导电件为导电垫片，所述导电垫片夹持在所述翻边与所述电路板之间。

3.根据权利要求1所述的钢壳一体式包覆电池，其特征在于，所述钢壳一体式包覆电池还包括垫圈，所述垫圈采用绝缘材料制成，所述垫圈将所述负极导电件抵触在所述钢壳的内表面，所述负极导电件为环状，所述负极导电件的截面为U型，所述负极导电件包覆在所述垫圈的外周面上。

4.根据权利要求3所述的钢壳一体式包覆电池，其特征在于，所述垫圈包括相互连接的内环部和外环部，所述内环部的轴向宽度大于所述外环部的轴向宽度，所述负极导电件包覆在所述外环部上，所述翻边与所述内环部抵触。

5.根据权利要求1所述的钢壳一体式包覆电池，其特征在于，所述钢壳一体式包覆电池包括隔板；所述隔板安装在所述卡接部与所述电芯之间，所述隔板开设有多个通孔。

6.根据权利要求1所述的钢壳一体式包覆电池，其特征在于，所述钢壳一体式包覆电池还包括正极导电环和防爆片；所述正极导电环设置在所述电路板的下方，所述防爆片设置在所述正极导电环的下方，所述电路板、所述正极导电环、所述防爆片和所述正极导电件依次电连接。

7.根据权利要求6所述的钢壳一体式包覆电池，其特征在于，所述防爆片上开设有封闭的环形凹槽，所述环形凹槽承受的压力超过预设值后，所述环形凹槽被贯穿。

8.根据权利要求1所述的钢壳一体式包覆电池，其特征在于，所述钢壳一体式包覆电池还包括钢管，所述钢管的上端与所述电路板电连接，所述钢管的下端与所述正极导电件电连接。

9.根据权利要求8所述的钢壳一体式包覆电池，其特征在于，所述钢壳一体式包覆电池还包括防爆钢珠；所述防爆钢珠可移动地安装在所述钢管的内部；所述钢管从上至下分为第一段、第二段和第三段，所述第一段、所述第二段和所述第三段的内径依次减小；所述防爆钢珠的直径等于所述第二段的内径。

10.一种钢壳一体式包覆电池，其特征在于，所述钢壳一体式包覆电池包括外皮、钢壳以及设置在所述钢壳内部的正极部、电路板、正极导电件、负极导电件和电芯；

所述钢壳为一体式结构；所述钢壳的上端具有向内的翻边，所述钢壳的中部具有向内凸起的卡接部；所述钢壳的外周面上对应所述卡接部的区域为环状的凹陷槽；所述电路板、带动正极导电件和所述负极导电件夹持在所述翻边与所述卡接部之间；所述电芯位于所述卡接部的下方；

所述正极部设置在所述钢壳内部的上端，所述正极部的下方设置所述电路板，所述正极部、所述电路板、所述正极导电件和所述电芯的正极端依次电连接；

所述钢壳的下端与所述电芯的负极端电连接，所述钢壳的上端通过所述负极导电件与所述电路板电连接。