CN209544507U - 一种圆柱形锂离子电池 - Google Patents

Abstract

一种圆柱形锂离子电池，包括电池壳体、装于壳体内的卷芯、和用于密封所述壳体的防爆帽盖；所述卷芯由正极片、负极片、隔膜卷绕而成；所述正极片包含2个以上的正极耳；所述防爆帽盖包括依次叠放的防爆片、连接片和集流片；所述集流片上开设有若干个狭缝，各正极耳贯穿对应的狭缝与所述集流片焊接连接。本实用新型中的增加极耳，这可以大大降低卷芯内阻，提高电池的功率性能，减少电池大功率工作时的发热，加快散热，提高安全性能和使用寿命。本实用新型改变的传统的将正极耳焊接在连接片上，创造性地将正极耳焊接在集流片上，不受限于多个极耳位置，可提高极耳焊接牢固性和一致性。

Description

一种圆柱形锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱形锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有高能量密度、高工作电压和长使用寿命，目前在各种移动设备和电动车上都有广泛的应用。圆柱形锂离子电池具有单体重量轻、一致性好、成组灵活等特点，也广受市场青睐。随着市场需求的多样化，锂离子电池已经不再单纯追求能量密度的提升，在倍率性能上也提出更高的要求。

常见的圆柱形锂离子电池一般包括电池壳体、具有卷绕结构的极片组和帽盖。极片组由正极片、负极片、隔膜卷绕而成，正极片由单只铝极耳、铝箔及涂覆于铝箔上的正极料组成，负极片由一只到两只镍极耳、铜箔及涂敷于铜箔上的负极料组成。具有卷绕结构的极片组的负极耳朝下装入电池壳中，注入电解液，正极耳焊于帽盖内层连接片上，盖上帽盖密封。

但本申请发明人在实现本实用新型实施例的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：（1）一般这种正极单极耳的设计电池内阻较大，不利于大倍率充放电；（2）正极耳焊于帽盖内层连接片上，受限于正极耳的位置，正极耳的焊接牢固性和一致性不好。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的不足，本实用新型提供一种圆柱形锂离子电池，设计正极多极耳来降低电芯内阻，同时更改帽盖结构，使其更利于卷芯制作的可靠性和安全性。

本实用新型所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种圆柱形锂离子电池，包括电池壳体、装于壳体内的卷芯、和用于密封所述壳体的防爆帽盖；所述卷芯由正极片、负极片、隔膜卷绕而成；所述正极片包含2个以上的正极耳；所述防爆帽盖包括依次叠放的防爆片、连接片和集流片；所述集流片上开设有若干个狭缝，各正极耳贯穿对应的狭缝与所述集流片焊接连接。

进一步地，所述负极片包含2个以上的负极耳；各正极耳及各负极耳分别位于所述卷芯的两端。

进一步地，所述防爆帽盖还包括顶盖、隔离圈和密封圈；所述顶盖边缘与所述防爆片边缘相连接，所述隔离圈环型包裹所述顶盖和防爆片的边缘；所述防爆片与连接片固定连接；所述连接片和集流片的一端相连接；所述顶盖、防爆片、隔离圈、连接片和集流片均包裹于所述密封圈内。

进一步地，所述顶盖边缘与所述防爆片边缘焊接连接。

进一步地，所述连接片和集流片的一端由金属带连为一体。

进一步地，所述连接片和集流片的一端焊接连接。

进一步地，所述顶盖的中间处设置有向远离防爆片的一侧凸出的外凸部，且顶盖上位于外凸部的边缘开有若干个出气孔。

进一步地，所述防爆片中部向远离所述顶盖的方向凸起形成凸部，所述凸部与所述连接片点焊连接；所述凸部的边缘设有断裂刻线。

进一步地，所述防爆片采用铝质材料。

进一步地，所述断裂刻线的深度为所述防爆片厚度的2/3-4/5。

进一步地，所述连接片上设有排气孔。

进一步地，所述顶盖的材料为镀镍钢片；所述连接片由导电材料制成；所述隔离圈由PC材料制成。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型中的圆柱形锂离子电池所用卷芯的正极和负极均为2个以上极耳，这可以大大降低卷芯内阻，提高电池的功率性能，减少电池大功率工作时的发热，加快散热，提高安全性能和使用寿命。

本实用新型中防爆帽盖的集流片可适用于正极片有2个以上的极耳，且不受正极多个极耳位置的影响，都可使正极耳均匀有效地焊接到集流片上，可一定程度上减短正极耳长度，减少正极耳触碰钢壳内壁的风险。本实用新型改变的传统的将正极耳焊接在连接片上，创造性地将正极耳焊接在集流片上，不受限于多个极耳位置，可提高极耳焊接牢固性和一致性。

本实用新型中防爆帽盖的防爆片和排气孔可使电池发生异常，内部压力增大时及时断电，内部压力更大时断裂泄压，减小了电池异常爆炸的风险。

正负极耳的规律性分布及垫片的使用有效提高焊接 一致性和生产合格率。

附图说明

图1为本实用新型圆柱形锂离子电池的剖视图；

图2为本实用新型防爆帽盖的剖视图；

图3为本实用新型防爆帽盖使用状态的剖视图；

图4为本实用新型防爆帽盖的集流片的俯视图。

图中：1、顶盖，2、防爆片，201、断裂刻线，3、隔离圈，4、连接片，401、排气孔，5、集流片，501、狭缝，6、密封圈，7、电池壳体，8、卷芯，9、正极耳，10、金属带。

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，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

参阅图1，一种圆柱形锂离子电池，包括电池壳体、装于壳体内的卷芯、和用于密封所述壳体的防爆帽盖。

所述卷芯由正极片、负极片、隔膜卷绕而成；所述正极片包含2个以上的正极耳；所述负极片包含2个以上的负极耳；各正极耳及各负极耳分别位于所述卷芯的两端。本实用新型中，通过增加极耳的个数，可以降低电流密度，降低整体电芯的欧姆内阻。

参阅图2，所述防爆帽盖包括顶盖、防爆片、隔离圈、连接片、集流片和密封圈。

其中，所述顶盖、防爆片、连接片和集流片从上至下依次叠放。

所述顶盖的中间处设置有向远离防爆片的一侧凸出的外凸部，且顶盖上位于外凸部的边缘开有若干个出气孔。所述外凸部用于连通外部电路，并增加顶盖与防爆片之间的间距，增大了 防爆片爆裂的空间，使爆破压力更稳定。所述出气孔的数量可根据具体情况进行设置，这里不作具体限定。

所述顶盖的材料为镀镍钢片，材质较硬，在电池工作时起到导电和支撑的作用，镀镍层可以提高顶盖的抗腐蚀性、增加导电性、提高焊接加工性等。但顶盖不限于前面所列举的材料，也可以是其他未列举在本实施例中的但被本领域技术人员所熟知的其他材料。

所述顶盖边缘与所述防爆片边缘相连接，优选地，所述顶盖边缘与所述防爆片边缘焊接连接。本实用新型对焊接的方式不作具体限定，焊接方式可以是超声波焊接、电阻焊接或者激光焊焊接，作为优选，所述顶盖边缘与所述防爆片边缘由激光焊接连接。

所述隔离圈环型包裹所述顶盖和防爆片的边缘；所述隔离圈由软弹的PC材料制成，设于防爆片和连接片之间，阻隔防爆片和连接片外缘的接触。在电池正常工作时起到稳定和抗震的作用，在电池异常且防爆片翻转时起到绝缘断电的作用。

所述防爆片与连接片固定连接；具体地，所述防爆片中部向远离所述顶盖的方向凸起形成凸部，所述凸部与所述连接片点焊连接。

所述防爆片采用铝质材料，材质较软，凸部可翻转，当电池内部气压在0.8～1.2MPa时，防爆片的凸部翻转，凸部边缘设有断裂刻线，所述断裂刻线的深度为所述防爆片厚度的2/3-4/5。当内部气压在1.6～2.0 Mpa时断裂刻线破裂。此设计可在电池正常工作时起到导电和密封的作用，在电池内部发生异常时及时断电，必要时破裂泄压，防止电芯爆炸。

所述连接片和集流片的一端相连接；所述连接片上设有若干个排气孔，所述连接片的中心与防爆片中心点焊连接，连接片的边缘与防爆片边缘由隔离圈分离。所述连接片由导电材料制成，优选地，所述连接片为薄铝片，在电池正常工作时连接片起到导电作用。但连接片不限于前面所列举的材料，也可以是其他未列举在本实施例中的但被本领域技术人员所熟知的其他材料。

所述顶盖、防爆片、隔离圈、连接片和集流片均包裹于所述密封圈内。

所述集流片上开设有若干个供各正极耳贯穿的狭缝，各正极耳贯穿对应的狭缝与所述集流片焊接连接。更优选地，各正极耳贯穿对应的狭缝与所述集流片点焊连接。通过在防爆帽盖上设置集流片，便于正极多个极耳与帽盖的焊接，且不受限于极耳位置和长短的影响，有利于正极耳与帽盖接触的一致性，减少了正极耳与钢壳内壁接触的风险。

本实用新型对狭缝的数量不作具体限定，可根据具体情况进行设置，作为优选，所述狭缝的数量为2个以上。

优选地，所述集流片为薄铝片。

本实用新型中，所述连接片和集流片的一端相连接。优选地，所述连接片和集流片的一端由金属带连为一体，更优选地，所述连接片和集流片的一端焊接连接。本实用新型中，所述连接片和集流片的一端相连接，而没有采取两端都连接的方式，方便顶盖、防爆片、隔离圈和连接片可与集流片打开。

如图3所示，所述顶盖、防爆片、隔离圈和连接片通过连为一体，可打开与集流片分离，正极耳穿过狭缝，向内弯折焊接到集流片后再注液，最后将通过焊接连为一体的顶盖、防爆片、隔离圈和连接片扣下闭合，密封，密封。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆柱形锂离子电池，包括电池壳体、装于壳体内的卷芯、和用于密封所述壳体的防爆帽盖；所述卷芯由正极片、负极片、隔膜卷绕而成；其特征在于，所述正极片包含2个以上的正极耳；所述防爆帽盖包括依次叠放的防爆片、连接片和集流片；所述集流片上开设有若干个狭缝，各正极耳贯穿对应的狭缝与所述集流片焊接连接。

2.如权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述负极片包含2个以上的负极耳；各正极耳及各负极耳分别位于所述卷芯的两端。

3.如权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述防爆帽盖还包括顶盖、隔离圈和密封圈；所述顶盖边缘与所述防爆片边缘相连接，所述隔离圈环型包裹所述顶盖和防爆片的边缘；所述防爆片与连接片固定连接；所述连接片和集流片的一端相连接；所述顶盖、防爆片、隔离圈、连接片和集流片均包裹于所述密封圈内。

4.如权利要求3所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述顶盖边缘与所述防爆片边缘焊接连接。

5.如权利要求3所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述顶盖的中间处设置有向远离防爆片的一侧凸出的外凸部，且顶盖上位于外凸部的边缘开有若干个出气孔。

6.如权利要求3所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述防爆片中部向远离所述顶盖的方向凸起形成凸部，所述凸部与所述连接片点焊连接；所述凸部的边缘设有断裂刻线。

7.如权利要求3所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述连接片和集流片的一端由金属带连为一体。

8.如权利要求3所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述连接片和集流片的一端焊接连接。

9.如权利要求6所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述断裂刻线的深度为所述防爆片厚度的2/3-4/5。

10.如权利要求3所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述顶盖的材料为镀镍钢片；所述连接片由导电材料制成；所述隔离圈由PC材料制成。