CN210692697U - 一种圆柱形全极耳电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种圆柱形全极耳电池，包括：圆筒形的电池外壳，收容于所述电池外壳中的电池内芯和集流盘，封闭设置于所述电池外壳端部开口处的电池盖帽；所述集流盘由盘体以及与所述盘体一体连接的尾体构成，所述盘体与所述电池内芯焊接，所述尾体与所述电池盖帽连接；所述尾体与所述盘体之间以及所述尾体与所述电池盖帽之间中均夹设有导热片。该电池散热优良，能够迅速将其内部热量向外导出，避免热量在电池内部聚集。

Description

一种圆柱形全极耳电池

技术领域

本申请涉及一种圆柱形全极耳电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、体积小、重量轻、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应、维护成本低等诸多优势，得到各行各业的青睐。近年来，锂离子电池正逐步从手机、笔记本电脑的应用走向电动自行车、电动汽车、大型储能电站等。随着技术的进步和新能源产业的发展，锂离子电池技术和产业化发展非常迅猛。

但是电池在高倍率充放电时会产生大量的热，当散热速率不能满足要求时，电池内部温度将持续升高，电池循环寿命下降，严重时引发电池热失控，造成安全事故。随着新能源汽车等对电池提出高倍率充放电的新要求，常规单极耳及双极耳结构的电池已经不能满足大电流充放电条件下电池的散热要求，因此现有技术中已经开发了采用全极耳设计的端面焊圆柱形电池，全极耳结构的电池大幅降低电池的内阻，极大地提高了电池倍率充放电性能，降低电池在充放电过程中的产热效率，同时提高电池的热扩散系数，可有效提高电池的倍率性能和安全性能。

上述全极耳结构的电池中，通常是将正负极集流盘直接与电池卷芯和正负极盖帽直接焊接，集流盘与卷芯(电池内芯)和电池盖帽之间属于硬链接，无法释放焊接过程产生的应力，导致电池的抗震性较差。为此现有技术中开发软连接集流盘结构的全极耳端面焊电池，一体结构的软连接集流盘由盘体和尾体组成，集流盘盘体与电池卷芯焊接后，集流盘上弯折的尾体部分可以降低部分焊接应力，提高电池的抗振动性，但是集流盘焊接后，尾体与盘体之间以及尾体与电池盖帽之间均存在一定的间隙，不利于电池的散热。

发明内容

本申请目的是：提出一种新型结构的圆柱形全极耳电池，该电池散热优良，能够迅速将其内部热量向外导出，避免热量在电池内部聚集。

本申请的技术方案是：

一种圆柱形全极耳电池，包括：

圆筒形的电池外壳，

收容于所述电池外壳中的电池内芯和集流盘，以及

封闭设置于所述电池外壳端部开口处的电池盖帽；

所述集流盘由盘体以及与所述盘体一体连接的尾体构成，所述盘体与所述电池内芯焊接，所述尾体与所述电池盖帽连接；

所述尾体与所述盘体之间以及所述尾体与所述电池盖帽之间均夹设有导热片。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述电池盖帽包括：

其外缘边与所述电池外壳开口部密封焊接的圆形端盖，

设于所述圆形端盖外侧的极柱，

夹设于所述极柱和所述圆形端盖之间、以将所述极柱与所述圆形端盖绝缘隔离的外绝缘垫，

夹设于所述尾体和所述圆形端盖之间、以将所述尾体与所述圆形端盖绝缘隔离的内绝缘垫，以及

将所述极柱、所述圆形端盖、所述外绝缘垫、所述内绝缘垫和所述尾体铆接固定，同时将所述极柱和所述尾体导电连接的金属铆钉。

所述导热片与所述金属铆钉接触布置。

所述电池盖帽为其外缘边与所述电池外壳开口部密封焊接的圆形盖板，所述尾体与所述圆形盖板焊接固定。

所述导热片为带有平直缺口的圆形结构。

所述导热片为石墨片。

所述导热片为金属片或层叠布置的金属箔。

所述导热片为聚酰亚胺基导热复合材料。

本申请在集流盘尾体和盘体间的空隙以及集流盘尾体与电池盖帽间的空隙中夹设导热片，具有以下优势：

1.减小集流盘盘体、集流盘尾体和电池盖帽之间的间隙，降低三者之间的热阻，提高电池内芯与集流盘间的热传导速率，可将电池内芯与集流盘焊接处产生的热量迅速传递到电池外部，减少电池内部热量积聚，提高电池的安全性。

2.将导热片插入尾体、盘体、电池盖帽之间的间隙后，增加了电池轴向的强度，降低电池轴向发生变形的几率，进一步提高电池的安全性能。

3.选择高导热金属箔或高导热金属片作导热片时，提高电池的过电流能力和倍率充放电性能。

4.一体结构的集流盘由盘体和尾体组成，集流盘盘体与电池内芯焊接后，集流盘弯折的尾体部分可以降低部分焊接应力，提高电池的抗振动性。

5.全极耳设计的端面焊圆柱电池，大幅降低电池的内阻，极大地提高了电池倍率充放电性能，降低电池在充放电过程中的产热效率，同时提高电池的热扩散系数，可有效提高电池的倍率性能和安全性能。

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为本申请实施例中圆柱形全极耳电池的整体结构示意图；

图2为本申请实施例中圆柱形全极耳电池负极端的结构示意图，为方便读者理解该结构，图中将集流盘的尾体展开示出；

图3为图2中左侧导热片的结构示意图；

图4为图2中右侧导热片的结构示意图；

图5为本申请实施例中圆柱形全极耳电池正极端的结构示意图，为方便读者理解该结构，图中将集流盘的尾体展开示出；

图6为图5中左侧导热片的结构示意图；

图7为图7中右侧导热片的结构示意图；

其中：

1-电池外壳，2-电池内芯，3-集流盘，301-盘体，302-尾体，4-电池盖帽，401-圆形端盖，402-极柱，403-外绝缘垫，404-内绝缘垫，405-金属铆钉，406-圆形盖板，5-导热片。

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)。

图1至图7示出了本申请这种圆柱形全极耳电池的一个具体实施例，与一些传统圆柱形全极耳电池相同的是，该电池也包括圆筒形的且其轴向两端均为开口结构的电池外壳1，电池外壳1内部收容有：右正负极片和隔膜卷绕而成的电池内芯2以及用于将前述电池内芯的电能向外导出的集流盘3，电池外壳1两端的开口处分别封闭设置一电池盖帽4，这两个电池盖帽4分别为正极盖帽和负极盖帽，对应地，前述集流盘3也设置有两个，分别是连接电池内芯正极端与正极盖帽的正极集流盘和连接电池内芯负极端与负极盖帽的负极集流盘。具体的，图1中左侧的电池盖帽4为负极盖帽，右侧的电池盖帽为正极盖帽。前述两个集流盘3均由盘体301以及与盘体一体连接的尾体302构成，其中盘体301与电池内芯2(的正极端面/负极端面)焊接，尾体302与电池盖帽4连接。尾体302具有一定的变形能力，其将盘体301与电池盖帽4柔性导电连接。

本实施例的关键改进在于，上述尾体302与盘体301之间夹设有导热片5，上述尾体302与电池盖帽4之间也夹设有导热片5。

具体地，上述负极盖帽包括：其外缘边与所述电池外壳1开口部密封焊接的圆形端盖401，设于圆形端盖401外侧的极柱402，夹设于极柱402和圆形端盖401之间、以将极柱与圆形端盖绝缘隔离的外绝缘垫403，夹设于尾体302和圆形端盖401之间、以将尾体与圆形端盖绝缘隔离的内绝缘垫404，将极柱402、圆形端盖401、外绝缘垫403、内绝缘垫404和尾体302铆接固定在一起的多个金属铆钉405，并且前述金属铆钉405将极柱402和尾体302导电连接。可见，负极集流盘的尾体302具体与负极盖帽上的金属铆钉405直接连接。

并且，对应的导热片5与上述金属铆钉405接触布置，从而将热量快速导至金属铆钉405，由金属铆钉405将热量引出至电池外部。

上述正极盖帽的结构非常简单，是一块外缘边与电池外壳1开口部(图1中右侧开口)密封焊接的圆形盖板406，负极集流盘的尾体302与该圆形盖板406直接焊接固定。

上述各块导热片5均为带有平直缺口的圆形结构。该导热片5可以选用各种具有高导热系数的固定材料，比如：高导热的石墨片、金属片或聚酰亚胺基导热复合材料，也可以是呈层叠布置的金属箔。

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 (8)

1.一种圆柱形全极耳电池，包括：

圆筒形的电池外壳(1)，

收容于所述电池外壳中的电池内芯(2)和集流盘(3)，以及

封闭设置于所述电池外壳端部开口处的电池盖帽(4)；

所述集流盘(3)由盘体(301)以及与所述盘体一体连接的尾体(302)构成，所述盘体(301)与所述电池内芯(2)焊接，所述尾体(302)与所述电池盖帽(4)连接；

其特征在于，所述尾体(302)与所述盘体(301)之间以及所述尾体(302)与所述电池盖帽(4)之间均夹设有导热片(5)。

2.如权利要求1所述的圆柱形全极耳电池，其特征在于，所述电池盖帽(4)包括：

其外缘边与所述电池外壳(1)开口部密封焊接的圆形端盖(401)，

设于所述圆形端盖(401)外侧的极柱(402)，

夹设于所述极柱(402)和所述圆形端盖(401)之间、以将所述极柱与所述圆形端盖绝缘隔离的外绝缘垫(403)，

夹设于所述尾体(302)和所述圆形端盖(401)之间、以将所述尾体与所述圆形端盖绝缘隔离的内绝缘垫(404)，以及

将所述极柱(402)、所述圆形端盖(401)、所述外绝缘垫(403)、所述内绝缘垫(404)和所述尾体(302)铆接固定，同时将所述极柱(402)和所述尾体(302)导电连接的金属铆钉(405)。

3.如权利要求2所述的圆柱形全极耳电池，其特征在于，所述导热片(5)与所述金属铆钉(405)接触布置。

4.如权利要求1所述的圆柱形全极耳电池，其特征在于，所述电池盖帽(4)为其外缘边与所述电池外壳(1)开口部密封焊接的圆形盖板(406)，所述尾体(302)与所述圆形盖板(406)焊接固定。

5.如权利要求1所述的圆柱形全极耳电池，其特征在于，所述导热片(5)为带有平直缺口的圆形结构。

6.如权利要求1所述的圆柱形全极耳电池，其特征在于，所述导热片(5)为石墨片。

7.如权利要求1所述的圆柱形全极耳电池，其特征在于，所述导热片(5)为金属片或层叠布置的金属箔。

8.如权利要求1所述的圆柱形全极耳电池，其特征在于，所述导热片(5)为聚酰亚胺基导热复合材料。

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