CN211350696U - 一种圆柱锂离子电池结构 - Google Patents

Abstract

一种圆柱锂离子电池结构，包括电池壳体和电芯，所述电芯设置在所述电池壳体内，所述电池壳体两端设置有正极盖板组件和负极盖板组件，所述正极盖板组件和负极盖板组件分别与所述电芯的两端相互配合，使电芯稳定设置在所述电池壳体内。本实用新型相对于传统的圆柱电池结构，本设计的锂电池结构稳固性好，内部空间利用率高；正负极盖板加工有内螺纹，模组装配时，既可以焊接又可以采用螺栓连接。

Description

一种圆柱锂离子电池结构

技术领域

本实用新型属于锂离子电池领域，尤其涉及一种圆柱锂离子电池结构。

背景技术

随着锂离子电池的广泛使用，锂离子电池的安全性是我们需要优先考虑的问题，特别是乘用车关系到我们生命财产安全的领域，更是重中之重。因此，通过锂电池的结构设计，来确保锂离子电池可以通过安全性测试，保证使用过程中的安全性，是我们需要考虑的问题。

当电池在做振动测试、跌落测试时，锂离子电池结构的稳定性十分重要，而起稳固作用的核心构件就是中心管。常见的锂电池中心管定位的结构方式有两种：一种是中心管通过与电池盖板两端正、负极极柱连接，电池稳定性好，但其电池结构成本较大，空间利用率低，因而同体积电池能量密度低；还有一种方式是中心管光与正极盖板组件一端的正极柱相连，负极盖板一端无定位，电池空间利用率高，成本较低。但电池稳定性差，在碰撞过程中，电池容易发生短路爆炸等危险。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种圆柱锂离子电池结构,以解决电池稳定性差，在碰撞过程中，电池容易发生短路爆炸等危险的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的一种圆柱锂离子电池结构的具体技术方案如下：

一种圆柱锂离子电池结构，包括电池壳体和电芯，所述电芯设置在所述电池壳体内，所述电池壳体两端设置有正极盖板组件和负极盖板组件，所述正极盖板组件和负极盖板组件分别与所述电芯的两端相互配合，使电芯稳定设置在所述电池壳体内。

在本实用新型中，优选的，所述电芯由正负极片和隔膜通过中心管卷绕制成，所述中心管为两种材质结合而成，一端是铝管，另一端是PPS管，所述铝管和PPS管过盈配合，且外部使用热缩膜包裹紧密。

在本实用新型中，优选的，所述正极盖板组件包括正极柱，所述正极柱从上向下依次贯穿上塑胶、正极盖板、下塑胶、转接板和集流板；

所述集流板靠近所述电池壳体的一端与电芯正极焊接，另一端和转接板边缘焊接，所述转接板的中心圆孔与正极柱底端的圆柱形通过突起铆接，组成一个整体结构；

所述正极柱和转接板间压紧设置有上塑胶、正极盖板和下塑胶。

在本实用新型中，优选的，所述正极盖板和正极柱之间压紧设置有密封圈。

在本实用新型中，优选的，所述正极柱形状为三叶扇形。

在本实用新型中，优选的，所述正极盖板上设置有定位槽和注液孔。

在本实用新型中，优选的，所述正极柱最底部设置有第一凸台，所述中心管端部设置有与所述第一凸台相配合的第一沉孔。

在本实用新型中，优选的，所述负极盖板组件包括负极盖板，所述负极盖板和电池壳体配合焊接；

所述负极盖板靠近所述电池壳体的一面设置有第二凸台，所述中心管靠近所述负极盖板的一端设置有与所述第二凸台相对应的第二沉孔。

在本实用新型中，优选的，所述负极盖板和正极盖板远离所述电池壳体一面的中心处分别设置有带有螺纹的第一凹槽和第二凹槽。

在本实用新型中，优选的，所述中心管两端开有对称的长方形槽口。

本实用新型的一种圆柱锂离子电池结构具有以下优点：本实用新型设计的圆柱锂离子电池结构，正极柱最底部设置有第一凸台，负极盖板靠近所述电池壳体的一面设置有第二凸台，第一凸台和第二凸台分别与第一沉台和第二沉台相配合，与中心管定位；

本次设计的负极盖板为一体件，不需要与极柱部分焊接成型，制作成本降低，节省电池内部空间；

本设计正负极盖板都加工有内螺纹，在装配铝排时，既可以焊接连接又可以通过螺纹连接，电池成组灵活。

附图说明

图1为本实用新型的一种圆柱锂离子电池结构的立体结构示意图；

图2为图1的部分拆分视图；

图3为本实用新型的一种圆柱锂离子电池结构的主视图；

图4为图3的俯视图；

图5为图3的仰视图；

图6为本实用新型的一种圆柱锂离子电池结构的部分剖视图；

图7为本实用新型的一种圆柱锂离子电池结构的正极盖板组件的剖视图；

图8为本实用新型的一种圆柱锂离子电池结构的部分结构的爆炸示意图；

图9为图8在A处的局部放大图；

图10为图8在B处的局部放大图；

图中标记说明：1、电池壳体；2、中心管；3、正极盖板组件；301正极柱；302、上塑胶；303、正极盖板；304、下塑胶；305、转接板；306、集流板；307、密封圈；308、定位槽；309、注液孔；310、第一凸台；4、负极盖板组件；401、负极盖板；402、第二凸台；403、通孔；404、防爆阀；5、第一凹槽；6、第二凹槽；7、长方形槽口；8、第一沉孔；9、第二沉孔。

具体实施方式

为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型一种圆柱锂离子电池结构做进一步详细的描述。

如图1-图10所示，本实用新型相对于传统的圆柱电池结构，本设计的锂电池结构稳固性好，内部空间利用率高；负极盖板401外表面平整光滑，且有冲压成型的凹槽含有内螺纹，模组装配时，既可以焊接又可以采用螺栓连接，内表面相对应有若干个第二凸台402，用于中心管2定位。相比较传统的极柱和中心管2定位的方式，负极盖板401直接和中心管2定位。本次设计的负极盖板401为一体件，不需要与极柱部分焊接成型，制作成本降低，节省电池内部空间。

一种圆柱锂离子电池结构，包括电池壳体1和电芯，所述电芯设置在所述电池壳体1内，所述电池壳体1两端设置有正极盖板组件3和负极盖板组件4，所述正极盖板组件3和负极盖板组件4分别与所述电芯的两端相互配合，使电芯稳定设置在所述电池壳体1内。

在本实施方式中，所述电芯由正负极片和隔膜通过中心管2卷绕制成，所述中心管2为两种材质结合而成，一端是铝管，其作用是防止在卷绕电芯时，中心管2端部在卷针带动下受力过大而损坏；另一端是PPS管，起绝缘作用，所述铝管和PPS管过盈配合，且外部使用热缩膜包裹紧密；

在本实施方式中，所述正极盖板组件3包括正极柱301，所述正极柱301从上向下依次贯穿上塑胶302、正极盖板303、下塑胶304、转接板305和集流板306；

所述集流板306靠近所述电池壳体1的一端与电芯正极焊接，另一端和转接板305边缘焊接，所述转接板305的中心圆孔与正极柱301底端的圆柱形通过突起铆接，组成一个整体结构；

所述正极柱301和转接板305间压紧设置有上塑胶302、正极盖板303和下塑胶304，相对于之前的圆柱电池结构，正极柱301和盖板间的周向力进一步增强，在电池剧烈震动的过程中，不会出现相对转动的情况。

在本实施方式中，所述正极盖板303和正极柱301之间压紧设置有密封圈307，防止电池转接板305和集流板306焊接时，密封圈离焊接部位过近，造成受热变形等影响

在本实施方式中，所述正极柱301形状为三叶扇形，其特点在于增大电池正极盖板303的周向力，防止正极柱301与正极盖板303之间发生相对转动，提高电池的安全性能。

在本实施方式中，所述正极盖板303上设置有定位槽308和注液孔309，所述定位槽308对称设置有两个，用于电池注液时定位，避免漏液的情况，所述注液孔309设置有一个。

在本实施方式中，所述正极柱301最底部设置有第一凸台310，所述中心管2端部设置有与所述第一凸台310相配合的第一沉孔8311，使得所述正极柱301与电芯形成轴向定位。

在本实施方式中，所述负极盖板组件4包括负极盖板401，所述负极盖板401和电池壳体1配合焊接；

所述负极盖板401靠近所述电池壳体1的一面设置有第二凸台402，所述中心管2靠近所述负极盖板401的一端设置有与所述第二凸台402相对应的第二沉孔9403，可用于和中心管2定位，增加电池结构的稳定性，保障电池在跌落、振动测试时不发生起火爆炸等现象，保证在电池振动过程中，电芯在电池内部不会发生轴向位移。

在本实施方式中，所述电池正极盖板303和负极盖板401表面光滑平整，所述负极盖板401和正极盖板303远离所述电池壳体1一面的中心处分别设置有带有螺纹的第一凹槽5和第二凹槽6，在电池壳体1与负盖板焊接时，可用于定位，在装配模组时，即可焊接又可以用螺栓连接，成组方式灵活。

在本实施方式中，中心管2两端开有对称的长方形槽口7，在和卷绕机卷针配合时用于定位，防止中心管2在卷绕过程中打滑。

在本实施方式中，所述负极盖板401上还设置有通孔403，所述通孔403中设置有防爆阀404。

圆柱锂离子电池的制备过程：

电池制备过程中，首先需要制作电芯：正负极片和隔膜通过中心管2，卷绕制成电芯。中心管2两端开有对称的长方形槽口7，起作用在于和卷绕机卷针定位，防止中心管2在卷绕过程中打滑。中心管2由两种材质组成，分别是铝管和PPS管，两者之间过盈配合，外层包有热缩套管，其作用在于绝缘防护。

正极盖板组件3组装过程：自顶端向下依次是，正极柱301、上塑胶302、密封圈、下塑胶304通过三叶扇形特征相互配合，然后将转接板305中心圆孔与正极柱301底端的圆柱形第一凸台310通过铆接，组成一个整体结构。相对于之前的圆柱电池结构，正极柱301和盖板间的周向力进一步增强，在电池剧烈震动的过程中，不会出现相对转动的情况。正极盖板303上有了两个圆槽口，用于电池注液定位，另一个圆孔是注液孔309。

电芯正极一端和集流板306焊接起来，集流板306边缘翘起的部位再和正极盖板组件3中转接板305边缘焊接牢固。其中正极柱301最底部第一凸台310和中心管2端部沉孔相互配合。电芯负极端和外壳底部多孔平面焊接。

负极盖板401和外壳配合焊接，此时负极盖板401凸起部位插入中心管2另一端沉孔处，和正极柱301一端形成轴向定位，保证在电池振动过程中，电芯在电池内部不会发生轴向位移。负极盖板401外表面有向内凹陷的螺纹孔，可用于电池壳体1与负极盖板401焊接定位。

电池正负极盖板401表面光滑平整，中心部位开有螺纹孔，在制备电池模组时，既可以焊接又可以螺纹连接，成组方式灵活。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种圆柱锂离子电池结构，包括电池壳体(1)和电芯，所述电芯设置在所述电池壳体(1)内，其特征在于，所述电池壳体(1)两端设置有正极盖板组件(3)和负极盖板组件(4)，所述正极盖板组件(3)和负极盖板组件(4)分别与所述电芯的两端相互配合，使电芯稳定设置在所述电池壳体(1)内。

2.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池结构，其特征在于，所述电芯由正负极片和隔膜通过中心管(2)卷绕制成，所述中心管(2)为两种材质结合而成，一端是铝管，另一端是PPS管，所述铝管和PPS管过盈配合，且外部使用热缩膜包裹紧密。

3.根据权利要求2所述的圆柱锂离子电池结构，其特征在于，所述正极盖板组件(3)包括正极柱(301)，所述正极柱(301)从上向下依次贯穿上塑胶(302)、正极盖板(303)、下塑胶(304)、转接板(305)和集流板(306)；

所述集流板(306)靠近所述电池壳体(1)的一端与电芯正极焊接，另一端和转接板(305)边缘焊接，所述转接板(305)的中心圆孔与正极柱(301)底端的圆柱形通过突起铆接，组成一个整体结构；

所述正极柱(301)和转接板(305)间压紧设置有上塑胶(302)、正极盖板(303)和下塑胶(304)。

4.根据权利要求3所述的圆柱锂离子电池结构，其特征在于，所述正极盖板(303)和正极柱(301)之间压紧设置有密封圈(307)。

5.根据权利要求4所述的圆柱锂离子电池结构，其特征在于，所述正极柱(301)形状为三叶扇形。

6.根据权利要求5所述的圆柱锂离子电池结构，其特征在于，所述正极盖板(303)上设置有定位槽(308)和注液孔(309)。

7.根据权利要求3所述的圆柱锂离子电池结构，其特征在于，所述正极柱(301)最底部设置有第一凸台(310)，所述中心管(2)端部设置有与所述第一凸台(310)相配合的第一沉孔(8)。

8.根据权利要求3所述的圆柱锂离子电池结构，其特征在于，所述负极盖板组件(4)包括负极盖板(401)，所述负极盖板(401)和电池壳体(1)配合焊接；

所述负极盖板(401)靠近所述电池壳体(1)的一面设置有第二凸台(402)，所述中心管(2)靠近所述负极盖板(401)的一端设置有与所述第二凸台(402)相对应的第二沉孔(9)。

9.根据权利要求8所述的圆柱锂离子电池结构，其特征在于，所述负极盖板(401)和正极盖板(303)远离所述电池壳体(1)一面的中心处分别设置有带有螺纹的第一凹槽(5)和第二凹槽(6)。

10.根据权利要求2所述的圆柱锂离子电池结构，其特征在于，所述中心管(2)两端开有对称的长方形槽口(7)。

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