CN210379243U - 圆柱形电池和电池模组 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种圆柱形电池和电池模组，圆柱形电池包括：钢制的电池壳，收容于所述电池壳内的内芯，分别设置于所述电池壳轴向两端的正极盖帽和负极盖帽；所述正极盖帽包括与内芯的正极导电连接的正极输出端子，所述负极盖帽包括与所述内芯的负极导电连接的负极输出端子；所述正极输出端子和所述负极输出端子均为铝制。本申请成本低廉、制作方便，而且可提升电池模组的能量密度。

Description

圆柱形电池和电池模组

技术领域

本申请涉及一种圆柱形电池和电池模组。

背景技术

现有的圆柱形锂离子电池，其电池外壳主要分为钢质外壳(钢壳)或铝质外壳(铝壳)，其中钢质外壳的物理稳定性更高，抗压力远远高于铝壳，在对其结构进行优化，使得钢壳电池的安全性达到了新的高度。此外，钢壳的成本低于铝壳，故而目前市场上钢壳电池的应用十分广泛。

而且传统钢壳电池的正极盖帽和负极盖帽也为钢质，有些钢壳电池的钢质外壳为仅一端敞口而另一端封闭的带底圆筒，制成电池后，其负极盖帽直接形成与钢壳的壳底上，即负极盖帽为钢壳的一部分。众所周知，钢的密度大于铝，故同样大小的钢壳电池要重于铝壳电池。若将众多钢壳电池串并联组合而制成的大容量的电池模组或电池包，其能量密度较小，市场竞争力低。

此外，因为传统钢壳电池两端的正负极盖帽也为钢质，成组时，为便于电池正负极盖帽与电池模组端侧正负极汇流板的焊接，普遍将电池模组两端的正极汇流板和负极汇流板采用钢板制作(若用铝板，铝与钢的焊接难度大，焊接工艺复杂，在焊接铝板和钢质盖帽时，很容易破坏电池内部结构而引发短路等事故)。正极汇流板和负极汇流板的厚度和面积较大，再采用密度很高的钢板制作，更加明显地降低了电池模组和电池包的能力密度。

发明内容

本申请目的是：针对上述问题，提出一种圆柱形电池和电池模组，其成本低廉、制作方便，而且可提升电池模组的能力密度。

本申请的技术方案是：

一种圆柱形电池，包括：

钢制的电池壳，所述电池壳为至少一端敞口的圆筒结构；

收容于所述电池壳内的内芯，以及

分别设置于所述电池壳轴向两端的正极盖帽和负极盖帽；

所述正极盖帽包括与所述内芯的正极导电连接的正极输出端子，所述负极盖帽包括与所述内芯的负极导电连接的负极输出端子；

所述正极输出端子和所述负极输出端子均为铝制。

本申请这种圆柱形电池在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述电池壳为一端敞口另一端封闭的带底圆筒结构，所述正极盖帽封闭设置于所述电池壳的敞口端，所述负极盖帽设置于所述电池壳的封闭端。

所述正极盖帽包括:

与所述电池壳敞口端密封固定连接的正极端盖，以及

与所述正极端盖固定连接、且轴向凸出于所述正极端盖外的正极柱；

所述正极输出端子为所述正极柱。

所述正极端盖为铝制。

所述正极端盖与所述电池壳焊接固定。

所述正极端盖与所述电池壳机械挤压固定。

所述负极盖帽包括：

与所述电池壳一体连接的负极端盖，以及

焊接固定于所述负极端盖外侧的负极盖板；

所述负极输出端子为所述负极盖板，所述负极端盖为所述电池壳的壳底。

所述负极盖板与所述负极端盖以摩擦焊、超声焊、激光焊或钎焊的方式固定连接。

一种电池模组，包括：自左而右依次间隔布置的至少两个电池夹具，每个所述电池夹具上均制有若干个相互平行的电池插装孔，任意相邻的两个所述电池夹具之间均布置有若干只相互平行布置的、且左右两端分别插设于这相邻两个电池夹具的电池插装孔中的电池单体，位于最左端和最右端的两个所述电池夹具的外侧面分别布置有与相应所述电池单体焊接固定的正极汇流板和负极汇流板；

所述正极汇流板和所述负极汇流板均为铝板，而且与所述正极汇流板和所述负极汇流板焊接固定的所述电池单体为上述结构的圆柱形电池，所述正极汇流板与相应电池单体的所述正极输出端子焊接固定，所述负极汇流板与相应电池单体的所述负极输出端子焊接固定。

所有所述电池单体均上述结构的圆柱形电池。

本申请的优点是：

1、本申请这种圆柱形电池不仅具有传统钢壳电池的高结构强度、低成本等优点，而且其正极和负极输出端子由钢制该为铝制，使得其在装配成电池模组的过程中，能够非常方便地焊接重量很轻的铝制汇流板，提升了电池模组的能力密度。相比于铝-钢焊接，铝-铝焊接更加容易，在焊接汇流板时不会破坏成品电池内部结构而引发短路事故。

2、本申请这种圆柱形电池在制作时，其端部的铝制负极盖板可在内芯入壳之前焊接在钢质电池壳端部，焊接操作时，无带电体，铝-钢焊接需要的“恶劣”工艺不会因损坏电池内芯而引起电事故。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为本申请实施例一中圆柱形电池的立体结构示意图；

图2为本申请实施例一中圆柱形电池的主视图；

图3为本申请实施例二中电池模组的分解结构示意图；

其中：1-电池壳，2-正极盖帽，3-负极盖帽，4-电池夹具，5-电池单体，2a-正极输出端子，2b-正极端盖，3a-负极输出端子，3b-负极端盖，4a-电池插装孔。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：圆柱形电池

图1和图2示出了本申请这种圆柱形电池的一个具体实施例，与一些传统圆柱形电池相同的是，该电池也包括：圆筒结构的电池壳1、收容于电池壳内的内芯(图中未示出)、分别设于电池壳轴向两端的正极盖帽2和负极盖帽3。其中电池壳1为钢质，即电池壳1为钢壳。而且电池壳1是仅一端敞口而另一端封闭的带底圆筒结构。正极盖帽2包括与内芯的正极导电连接的正极输出端子2a，负极盖帽3包括与内芯的负极导电连接的负极输出端子3a。

本实施例的关键改进在于，上述的正极输出端子2a和负极输出端子3a均为铝制，而非传统的钢制结构。

具体地，上述正极盖帽2包括：与电池壳1敞口端密封固定连接的正极端盖2b，与正极端盖2b固定连接、且轴向凸出于正极端盖2b外的正极柱。负极盖帽3包括：与电池壳1一体连接的负极端盖3b，焊接固定于负极端盖3b外侧的负极盖板。负极端盖3b即电池壳1的壳底(即前述“带底圆筒”中的“底”)，显然负极端盖3b与电池壳1材质相同，也为钢制。

上述的正极输出端子2a具体为正极盖帽2的上述正极柱，而上述的负极输出端子3a具体为负极端盖3的上述负极盖板。上述的正极端盖2b也可为铝制。

可见，本实施例的主要改进在于将传统钢壳圆柱形电池的正极柱由钢制改为铝制，并在其负极端额外焊接一块铝制的盖板，从而使得该电池的正极和负极输出端子为铝制结构。

与传统结构相同的是，上述正极端盖2b与电池壳1可采用焊接方式相互固定，也可以通过机械挤压的方式相互固定。

上述负极盖板与负极端盖3b的焊接方式可以是摩擦焊、超声焊、激光焊或钎焊。

当然，上述电池壳1也可以是两端都敞口的不带底圆筒结构，这时候，其负极盖帽3的任何组成部分都不会与电池壳1为一体结构。

实施例二：电池模组

图3示出本申请这种电池模组的一个具体实施例，与传统电池模组的相同的是，该电池模组也包括众多电池单体5以及用于支撑连接这些电池单体的多个电池夹具4(或称电池支架)。这些电池夹具4自左而右依次间隔布置，每个电池夹具4上均制有多个相互平行的、且呈矩阵状分布的电池插装孔4a，任意相邻的两个电池夹具4之间均布置有多只相互平行布置的、左右两端分别插设于这相邻两个电池夹具4的电池插装孔4a中的电池单体5，受矩阵状电池插装孔的限位，相邻两夹持夹具4之间的电池单体5也呈矩阵状分布。电池夹具4处还布置有将各电池单体5导电连接的金属导电体(如并联网、串联片等)，以将这些电池单体4的串并联。位于最左端和最右端的两个电池夹具4的外侧面分别布置有正极汇流板6和负极汇流板7，其中正极汇流板6与最左侧电池单体5(的正极)焊接固定，负极汇流板7与最右侧电池单体5(的负极)焊接固定，二者分别作为该电池模组的总正和总负输出端子。

本实施例的关键改进在于，上述的正极汇流板6和负极汇流板7均为铝板，而非传统的钢板或铜板。最左侧和最右侧的电池单体5(也即与正极汇流板6和负极汇流板7焊接的那部分电池单体5为上述实施例一中的圆柱形电池。其中正极汇流板6与最左侧电池单体5的正极输出端子2a(即铝制的正极柱)焊接固定，负极汇流板7与最右侧电池单体5的负极输出端子3a(即铝制的负极盖板)焊接固定。

若想节省该电池模组的制作成本，可将模组中部的那部分电池单体采用传统的圆柱形电池结构，仅将最左侧和最右侧的电池单体采用实施例一的圆柱形电池结构。若更偏重于方便该电池模组的装配，提高电池模组的装配效率，可将该电池模组中电池单体5都采用实施例一的圆柱形电池结构。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆柱形电池，包括：

钢制的电池壳(1)，所述电池壳(1)为至少一端敞口的圆筒结构；

收容于所述电池壳(1)内的内芯；以及

分别设置于所述电池壳(1)轴向两端的正极盖帽(2)和负极盖帽(3)；

所述正极盖帽(2)包括与所述内芯的正极导电连接的正极输出端子(2a)，所述负极盖帽(3)包括与所述内芯的负极导电连接的负极输出端子(3a)；

其特征在于，所述正极输出端子(2a)和所述负极输出端子(3a)均为铝制。

2.根据权利要求1所述的圆柱形电池，其特征在于，所述电池壳(1)为一端敞口另一端封闭的带底圆筒结构，所述正极盖帽(2)封闭设置于所述电池壳(1)的敞口端，所述负极盖帽(3)设置于所述电池壳(1)的封闭端。

3.根据权利要求2所述的圆柱形电池，其特征在于，所述正极盖帽(2)包括:

与所述电池壳(1)敞口端密封固定连接的正极端盖(2b)，以及

与所述正极端盖(2b)固定连接、且轴向凸出于所述正极端盖(2b)外的正极柱；

所述正极输出端子(2a)为所述正极柱。

4.根据权利要求3所述的圆柱形电池，其特征在于，所述正极端盖(2b)为铝制。

5.根据权利要求4所述的圆柱形电池，其特征在于，所述正极端盖(2b)与所述电池壳(1)焊接固定。

6.根据权利要求4所述的圆柱形电池，其特征在于，所述正极端盖(2b)与所述电池壳(1)机械挤压固定。

7.根据权利要求2所述的圆柱形电池，其特征在于，所述负极盖帽(3)包括：

与所述电池壳(1)一体连接的负极端盖(3b)，以及

焊接固定于所述负极端盖(3b)外侧的负极盖板；

所述负极输出端子(3a)为所述负极盖板，所述负极端盖(3b)为所述电池壳(1)的壳底。

8.根据权利要求7所述的圆柱形电池，其特征在于，所述负极盖板与所述负极端盖(3b)以摩擦焊、超声焊、激光焊或钎焊的方式固定连接。

9.一种电池模组，包括：自左而右依次间隔布置的至少两个电池夹具(4)，每个所述电池夹具(4)上均制有若干个相互平行的电池插装孔(4a)，任意相邻的两个所述电池夹具(4)之间均布置有若干只相互平行布置的、且左右两端分别插设于这相邻两个电池夹具(4)的电池插装孔(4a)中的电池单体(5)，位于最左端和最右端的两个所述电池夹具(4)的外侧面分别布置有与相应所述电池单体(5)焊接固定的正极汇流板(6)和负极汇流板(7)；

其特征在于，所述正极汇流板(6)和所述负极汇流板(7)均为铝板，而且与所述正极汇流板(6)和所述负极汇流板(7)焊接固定的所述电池单体(5)为如权利要求1至8中任一所述的圆柱形电池，所述正极汇流板(6)与相应电池单体(5)的所述正极输出端子(2a)焊接固定，所述负极汇流板(7)与相应电池单体(5)的所述负极输出端子(3a)焊接固定。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所有所述电池单体(5)均为如权利要求1至8中任一所述的圆柱形电池。

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