CN211376669U - 一种高结构强度的圆柱形锂电池壳 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，包括圆柱形壳体，其特征在所述壳体两端分别设有上盖和下盖，壳体与上盖配合的一端设有四处向圆柱体外部延伸且以圆柱体中心对称布置的耳承，所述上盖设有与耳承配合的耳托；在所述耳承和耳托之间设有粘胶层，且通过铆钉连接成一体。不仅减小壳体重量，而且大大增加壳体强度，从而保持长时间使用过程中良好的可靠性和安全性，具有良好的应用市场；减少出现断路、短路现象，提高了电池的容量、循环使用寿命和储存寿命，且在短路、过充电、高温等情况下导致的电池内压过大时，能有效抑制燃烧、爆炸等安全事故发生；此外，使用报废后，废旧电池壳也不会造成环境污染。

Description

一种高结构强度的圆柱形锂电池壳

技术领域

本实用新型涉及电池技术，尤其是一种高结构强度的圆柱形锂电池壳。

背景技术

因锂离子电池具有能量密度高、可循环充放电性能好等优点，而广泛应用于移动电话、电脑以及电动汽车、电动自行车等产品中，但锂离子电池的安全性是所有设计者、制造商以及消费者最关心的问题之一。锂离子电池的安全，一是体现在电池充放电循环过程中产生气体造成电池内压增大，二是锂离子电池结构，特别是锂离子电池壳的结构所决定的。现有锂离子电池主要有三种材质构造的电池壳，软包装锂离子电池的铝塑膜电池壳、硬包装圆柱形锂离子电池不锈钢钢壳、方形电池塑料壳。其中，锂离子电池壳所用的不锈钢钢壳或者塑料壳存在着明显的缺点：电池壳体强度较低易受电池内压而发生气胀变形、挤压变形；电池壳体导热、散热性能较差，电池充放电过程中壳体内部升温快、降温慢；丢弃的电池壳体会造成严重的环境污染等问题。

发明内容

本实用新型的目的是就是为了解决上述问题，提供一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，它具有质量较轻、自身结构强度大、使用过程安全性高的特点。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，包括圆柱形壳体，其特征在所述壳体两端分别设有上盖和下盖，壳体与上盖配合的一端设有四处向圆柱体外部延伸且以圆柱体中心对称布置的耳承，所述上盖设有与耳承配合的耳托；在所述耳承和耳托之间设有粘胶层，且通过铆钉连接成一体。

前述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳中，作为优选，上盖中间部位镶嵌有正极片，并在其幅面上设有安全阀；下盖中间位置镶嵌有负极片。

前述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳中，作为优选，所述壳体是由碳纤维单向预浸料固化成型的圆柱形结构。

前述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳中，作为优选，所述壳体厚度为0.5～2mm。

前述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳中，作为优选，所述上盖和下盖是由碳纤维单向预浸料固化成型的圆状板形结构。

前述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳中，作为优选，所述上盖和下盖的厚度为0.5～2mm。

前述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳中，作为优选，所述上盖中间部位设有预埋镶嵌孔，并在其幅面上设有预埋安全阀孔。

前述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳中，作为优选，所述安全阀与上盖盖体安装部之间设有粘胶层。

前述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳中，作为优选，所述壳体耳承底面设有固铆片。

前述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳中，作为优选，所述安全阀为铝合金片结构。

本技术方案从自身具有较高结构强度的圆柱形壳体入手，在各组成部分的细节上进行研究，在锂离子电池使用特性前提下对整个壳体进行分解，壳体、上盖、下盖均通过碳纤维单向预浸料固化成型所得，由这种碳纤维复合材料替代现有的钢材、塑料材质，使电池壳体结构质量减小而强度增大，同时避免短路或断路现象，以保证长时间使用过程中保持着良好的可靠性和安全性。基于这种碳纤维复合材料，本方案将壳体与上盖配合的一端设置四处向圆柱体外部延伸的耳承，耳承与圆柱体为一体式结构，再在上盖上配置和上盖体成一体的耳托与耳承配合，在装配时不仅使用耳承和耳托之间的粘胶层，而且加上铆钉进行一次性铆接。

本方案完全按锂离子电池常规要求在上盖中间部位布置正极片，不同的是利用这种碳纤维复合材料对正极片进行镶嵌，同理在下盖上镶嵌负极片，完全避免极片与盖板间的脱离现象。进一步，在制作过程中，本方案可以直接在述上盖中间设置预埋镶嵌孔和预埋安全阀孔，然后将极片、安全阀先行装配到上盖中，再进行与壳体的组装，使得在制造工艺简单化基础上保证产品的可靠性。

也基于碳纤维复合材料的应用，本方案中安全阀与上盖盖体之间通过粘胶层即可实现固定并使安全阀起到足够的安全保护作用。

另外，为了使壳体和上、下盖之间的连接更可靠并进一步提高铆钉连接强度，在壳体耳承底面设置固铆片，月牙形固铆片与耳承、耳托配制，虽然质量轻但却大大提高连接部位强度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：用碳纤维复合材料替代钢质、塑质作为壳体，不仅减小壳体重量，而且大大增加壳体强度，从而保持长时间使用过程中良好的可靠性和安全性，具有良好的应用市场；减少出现断路、短路现象，提高了电池的容量、循环使用寿命和储存寿命，且在短路、过充电、高温等情况下导致的电池内压过大时，能有效抑制燃烧、爆炸等安全事故发生；此外，使用报废后，废旧电池壳也不会造成环境污染。

附图说明

图1是本实用新型的一种主视结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是本实用新型的一种上盖结构示意图。

图4是图1的A-A向结构示意图。

图中：1. 壳体，2. 上盖，201. 预埋镶嵌孔，202. 耳托，203. 预埋安全阀孔，3.安全阀，4. 正极片，5. 固铆片。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

本实施例一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，参见图1至图3，设一由碳纤维单向预浸料固化成型的圆柱形结构的壳体1，厚度为1.0mm，在壳体1两端分别设有上盖2和下盖，上盖2和下盖均是由碳纤维单向预浸料固化成型的圆状板形结构，厚度也为1.0mm。上盖2和下盖中间部位均设有预埋镶嵌孔201，并在预埋镶嵌孔201一侧的幅面上设有一个预埋安全阀孔203。通过预埋镶嵌孔201在上盖2中间部位镶嵌正极片4，以及在下盖中间位置镶嵌有负极片，通过预埋安全阀孔203装配安全阀3，安全阀3为铝合金片结构。

进一步，壳体1与上盖2配合的一端设有四处向圆柱体外部延伸、且以圆柱体中心对称布置的耳承，耳承和壳体1为一体式结构，与之相应，上盖2设有与耳承配合的耳托202；在耳承和耳托202之间设有粘胶层，并在壳体1耳承底面上设一块固铆片5，且通过铆钉连接成一体。安全阀3与上盖2盖体安装部之间设有粘胶层。

制作时，先用碳纤维单向预浸料固化成型厚度为1.0mm的圆柱形壳体1，包括耳承一次性成型；再用碳纤维单向预浸料固化成型已镶嵌包覆正、负极，厚度为1.0mm的上、下盖板；然后在上盖2中使用环氧树脂胶安装安全阀3；接下来在圆柱形壳体1和上、下盖板延伸出来的耳承、耳托202处打孔并粗化胶接位置，最后将壳体1和上、下盖板胶接并采用铝合金铆钉铆接。

上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型的简单变换后的结构等均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，包括圆柱形壳体（1），其特征在所述壳体两端分别设有上盖（2）和下盖，壳体与上盖配合的一端设有四处向圆柱体外部延伸且以圆柱体中心对称布置的耳承，所述上盖设有与耳承配合的耳托（202）；在所述耳承和耳托之间设有粘胶层，且通过铆钉连接成一体。

2.根据权利要求1所述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，其特征是，上盖（2）中间部位镶嵌有正极片（4），并在其幅面上设有安全阀（3）；下盖中间位置镶嵌有负极片。

3.根据权利要求1所述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，其特征是，所述壳体（1）是由碳纤维单向预浸料固化成型的圆柱形结构。

4.根据权利要求1或3所述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，其特征在于，所述壳体（1）厚度为0.5～2mm。

5.根据权利要求1所述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，其特征是，所述上盖（2）和下盖是由碳纤维单向预浸料固化成型的圆状板形结构。

6.根据权利要求1或5所述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，其特征是，所述上盖（2）和下盖的厚度为0.5～2mm。

7.根据权利要求2所述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，其特征是，所述上盖（2）中间部位设有预埋镶嵌孔（201），并在其幅面上设有预埋安全阀孔（203）。

8.根据权利要求2或7所述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，其特征是，所述安全阀（3）与上盖（2）盖体安装部之间设有粘胶层。

9.根据权利要求1或2或3或5或7所述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，其特征是，所述壳体（1）耳承底面设有固铆片（5）。

10.根据权利要求2所述的一种高结构强度的圆柱形锂电池壳，其特征是，所述安全阀（3）为铝合金片结构。

Images