CN211719698U - 卷绕式锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种卷绕式锂离子电池,包括外壳和设置在外壳内的卷绕式电芯,外壳为金属外壳,其上开设有引出孔,引出孔内固定设置有端子组件,端子组件包括基座和金属端子,基座上贯穿开设有安装孔,金属端子插设于安装孔,其两端分别位于安装孔外,二者之间通过固化的粘胶层连接,卷绕式电芯的一极耳与金属端子位于外壳内的一端连接,另一极耳与外壳内壁连接;卷绕式电芯的极片位于或邻近于卷绕式电芯的中心位置设置有极耳,极耳延伸至卷绕式电芯的外部。本实用新型的卷绕式锂离子电池结构简单,装配简便,密封效果好,电池的体积能量密度大,且极耳不易断裂,使用寿命长。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,尤其涉及一种卷绕式锂离子电池。
背景技术
软包电池的正负极端子引出部位由于封装工艺的限制,此引出部位的密封区域占用电池的内外空间,导致电池的体积能量密度降低,且端子引出结构复杂,增加了装配和密封难度。此外,由于软包电池的正负极端子引出部位的突出结构,对多个单体软包电芯组装成电池包或电路保护器件的安装造成一定困难。
同时,由于卷绕式电芯的极片位于整个卷绕式电芯的最外周,在电池使用时,卷绕式电芯会不断地收缩、膨胀,致使极片不断被拉扯,特别是极片受力最为脆弱的极耳点焊处的空箔材附近区域非常容易发生断裂现象。
实用新型内容
本实用新型实施例的一个目的在于:提供一种卷绕式锂离子电池,其结构简单,装配简便,密封效果好,且电池的体积能量密度大。
本实用新型实施例的另一个目的在于:提供一种卷绕式锂离子电池,其极耳不易断裂,使用寿命长。
为达此目的,本实用新型实施例采用以下技术方案:
提供一种卷绕式锂离子电池,包括外壳和设置在所述外壳内的卷绕式电芯,所述外壳为金属外壳,所述外壳上开设有引出孔,所述引出孔内固定设置有端子组件,所述端子组件包括基座和金属端子,所述基座上贯穿开设有安装孔,所述金属端子插设于所述安装孔,所述金属端子的两端分别位于所述安装孔外,所述金属端子与所述安装孔的孔壁之间通过固化的粘胶层连接,所述卷绕式电芯的一极耳与所述金属端子位于所述外壳内的一端连接,另一极耳与所述外壳内壁连接;
所述卷绕式电芯的极片位于或邻近于所述卷绕式电芯的中心位置设置有所述极耳,所述极耳延伸至所述卷绕式电芯的外部。
作为卷绕式锂离子电池的一种优选方案,所述基座包括座板,所述座板的一侧凸出设置有第一凸部,所述安装孔开设于所述座板上并贯穿所述第一凸部,所述第一凸部与所述引出孔插接配合,所述座板抵接在所述外壳的内壁或所述外壳的外壁。
作为卷绕式锂离子电池的一种优选方案,所述金属端子至少具有与所述粘胶层结合的结合区域;
所述结合区域设置有粗糙层;或,所述结合区域设置有若干凸出于所述金属端子表面的结合凸部。
作为卷绕式锂离子电池的一种优选方案,所述外壳上固定有加强板,所述加强板与所述引出孔间隔,所述极耳与所述外壳的连接位置位于所述加强板处。
作为卷绕式锂离子电池的一种优选方案,所述外壳上开设有化成孔,所述化成孔与所述引出孔间隔,所述化成孔内设置有防水透气膜。
作为卷绕式锂离子电池的一种优选方案,所述外壳包括基壳和盖体,所述基壳为一端开口一端封口的壳体结构,所述基壳的开口端位于所述外壳厚度方向上的其中一侧面,所述盖体封堵所述基壳的开口端。
作为卷绕式锂离子电池的一种优选方案,所述端子组件安装在所述基壳垂直所述盖体的侧面上。
作为卷绕式锂离子电池的一种优选方案,所述外壳为圆柱形壳体,所述外壳的弧形侧面上开设有开口,所述开口通过盖体封堵。
作为卷绕式锂离子电池的一种优选方案,所述金属端子与所述外壳的内壁之间设置第一绝缘板。
作为卷绕式锂离子电池的一种优选方案,所述卷绕式电芯的极片包括集流体和涂覆在所述集流体上的活性物质,所述集流体具有沿所述卷绕式电芯的径向方向延伸至所述活性物质外的延伸部,所述延伸部弯折后部分叠合,所述延伸部与所述极片呈夹角设置,所述延伸部形成所述极耳;或,
所述卷绕式电芯的极片包括集流体和涂覆在所述集流体上的活性物质,所述集流体具有沿所述卷绕式电芯的轴向方向延伸至所述活性物质外的延伸部,所述延伸部形成所述极耳。
作为卷绕式锂离子电池的一种优选方案,所述卷绕式电芯包括正极片、负极片以及设置在所述正极片与所述负极片之间的隔膜,所述隔膜具有沿所述卷绕式电芯的轴线方向延伸至所述负极片的两端的隔离部,所述隔离部用于隔离所述卷绕式电芯的极耳与所述卷绕式电芯的端面;或,
所述极耳与所述卷绕式电芯的端面之间设置绝缘件。
本实用新型实施例的有益效果为:通过将卷绕式电芯的一极耳与端子组件的金属端子连接,另一极耳与外壳连接,可以仅在外壳上设置一处密封结构,且一体式的端子组件的密封结构简单,占用外壳内的空间少,使得卷绕式锂离子电池的体积能量密度大,另外,一体式的端子组件还可以有效降低安装难度,固化的粘胶层可以提升密封和固定效果;通过将极耳由卷绕式电芯的中心位置或邻近于中心位置引出至卷绕式电芯的外部,可有效地减小卷绕式电芯的变形对极片的拉扯作用力,使极片不易断裂,延长极片的使用寿命。
附图说明
下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型实施例的卷绕式锂离子电池的第一视角的立体示意图(端子组件部分展示为分解状态)。
图2为本实用新型实施例的卷绕式锂离子电池的第二视角的立体示意图(端子组件部分展示为分解状态)。
图3为本实用新型一实施例的卷绕式锂离子电池的剖视示意图。
图4为本实用新型一实施例的卷绕式锂离子电池的俯视示意图(未示出盖体)。
图5为本实用新型另一实施例的卷绕式锂离子电池的剖视示意图。
图6为本实用新型又一实施例的卷绕式锂离子电池的剖视示意图。
图7为本实用新型一实施例的展开状态的极片与极耳的组装示意图。
图8为本实用新型另一实施例的展开状态的极片与极耳的组装示意图。
图9为本实用新型实施例的卷绕式电芯的剖视示意图。
图10为本实用新型一实施例的极片与极耳的结构示意图。
图11为本实用新型另一实施例的极片与极耳的结构示意图。
图12为本实用新型一实施例的基壳的局部剖视图。
图13为本实用新型另一实施例的基壳的局部剖视图。
图14为本实用新型实施例的第一绝缘板的主视示意图。
图15为本实用新型实施例的第一绝缘板的侧视示意图。
图中:
1、外壳;11、基壳;111、安装部;112、引出孔;12、盖体;13、化成孔;131、台阶面;14、密封板;15、第二凸部;16、限位环板;
2、卷绕式电芯;21、极耳;211、正极耳;212、负极耳;22、极片;221、正极片;222、负极片;23、延伸部;231、叠合位置;24、加强件;25、隔膜;251、隔离部;
3、端子组件;31、基座;311、座板;312、第一凸部;313、安装孔;32、金属端子;33、粘胶层;
4、第一绝缘板;41、第一板体;42、第二板体;
5、加强板;
6、第二绝缘板;61、缺口;
7、防水透气膜;
8、密封塞;81、透气孔;82、塞本体;83、第三凸部。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域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。
在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系。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。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
参照图1至6所示,本实用新型公开的卷绕式锂离子电池包括外壳1和设置在所述外壳1内的卷绕式电芯2,所述外壳1为金属外壳1,所述外壳1上开设有引出孔112,所述引出孔112内固定设置有端子组件3,所述端子组件3包括基座31和金属端子32,所述基座31上贯穿开设有安装孔313,所述金属端子32插设于所述安装孔313,所述金属端子32的两端分别位于所述安装孔313外,所述金属端子32与所述安装孔313的孔壁之间通过固化的粘胶层33连接,所述卷绕式电芯2的一极耳21与所述金属端子32位于所述外壳1内的一端连接,另一极耳21与所述外壳1内壁连接。通过将卷绕式电芯2的一极耳21与端子组件3的金属端子32连接,另一极耳21与外壳1连接,可以仅在外壳1上设置一处密封结构,且一体式的端子组件3的密封结构简单,占用外壳1内的空间少,使得卷绕式锂离子电池的体积能量密度增大,另外,一体式的端子组件3还可以有效降低安装难度,固化的粘胶层33可以提升密封和固定效果。
在其他实施例中,不限于采用固化的粘胶层33连接基座31和金属端子32,还可以在基座31的安装孔313的内壁设置密封圈,密封圈套设金属端子32外,通过密封圈实现基座31和金属端子32的连接密封以及绝缘。为了进一步防止密封圈位置发生移动,在安装孔313内环形设置一圈安装槽,密封圈卡设于所述安装槽内。
外壳1采用金属材料制成,其硬度高,可以保证整个卷绕式锂离子电池的外观形态不变,还能有效防止因电池内胀气而引起的外壳1变形的情况。
此处的金属材料可以为单一的金属材料,也可以为合金材料。在本实施例中,金属材料为不锈钢。
另外,在保证机械强度的前提下,还可以进一步采用金属箔材料,例如:钢箔,如此,可以进一步减轻电池的重量。
卷绕式电芯2可以为方柱形、圆柱形、椭圆柱形等形状,其形状与外壳1的形状相对应。
在本实施例中,如图1和2所示,外壳1为矩形,端子组件3设置在外壳1的长度方向的一端,即外壳1为扁平方形结构,对应地,卷绕式电芯2为方柱形结构。
具体地,所述外壳1包括基壳11和盖体12,所述基壳11为一端开口一端封口的壳体结构,所述基壳11的开口端位于所述外壳1厚度方向上的其中一侧面,所述盖体12封堵所述基壳11的开口端,所述端子组件3安装在所述基壳11垂直所述盖体12的侧面上。此结构的外壳1更便于卷绕式电芯2的放置,因为基壳11的开口位于外壳1厚度方向上的其中一侧面,说明开口的尺寸可以做到很大,卷绕式电芯2放置时更加方便,难度更低,能增加入壳比。
本实用新型实施例的外壳1的厚度方向是指扁平结构的外壳1两个平行的面积较大的侧面的垂直方向,即外壳1的厚度为扁平结构的外壳1两个平行的面积较大的侧面之间的距离,而此厚度方向的一侧面就是外壳1的面积较大的侧面,在此侧面上设置的开口端的尺寸较大,更便于卷绕式电芯2的放置。
盖体12为平板状,其采用焊接的方式与基壳11固定连接,盖体12焊接到位后,基壳11的封口端被封堵,外壳1的内部形成一个密闭的腔体。
可选地,所述基壳11的开口端朝向所述外壳1的外部延伸有安装部111,所述安装部111与所述盖体12连接。通过设置安装部111,可以降低盖体12与基壳11的组装难度,将焊接方式由对接模式修改为角接模式,极大地降低了焊接难度,提升了焊接速度,另外,还可以提升密封性,有效防止电解液外漏,同时,焊接完成后,可将多余的安装部111裁切去除,如此,可进一步减少电池的体积。
在其他实施例中,盖体12不限于为平板状,还可以设置为与基壳11结构一致,也就是盖体12也为一端开口一端封口的壳体结构,盖体12的开口端和基壳11的开口端对接或套接实现密封,此时端子组件3即可以设置在基壳11上,也可以设置在盖体12上。
另外,当外壳1为圆柱形时,外壳1的弧形侧面上开设有开口,此开口通过盖体12封堵,此时盖体12为弧形板状结构,所述端子组件3安装在圆柱形的所述外壳1的其中一个端面上。
一实施例中,端子组件3的基座31包括座板311,所述座板311的一侧凸出设置有第一凸部312,所述安装孔313开设于所述座板311上并贯穿所述第一凸部312,所述第一凸部312与所述引出孔112插接配合,所述座板311抵接在所述基壳11的内壁或所述基壳11的外壁。第一凸部312与座板311的配合,可以降低端子组件3的组装难度,座板311可以对端子组件3的插接位置进行限位,第一凸部312与引出孔112相配合,最后将端子组件3与基壳11焊接,以实现端子组件3与基壳11的固定连接。
在本实施例中,座板311抵接于基壳11的外壁,座板311的外周通过激光焊接或者电阻焊接的方式与基壳11焊接,实现密封和固定。
如图1、图2、图14和图15,若金属端子32位于基壳11内的一端过长,则需要弯折贴合在基壳11的内壁,为了防止金属端子32与基壳11之间实现电导通,金属端子32与基壳11的内壁之间设置第一绝缘板4。
第一绝缘板4可以通过粘接的方式固定在基壳11的内壁,也可以通过其他固定方式比如卡扣连接的方式固定在基壳11的内壁。第一绝缘板4呈L型,其包括垂直连接的第一板体41和第二板体42,第一板体41插接在基壳11的内壁与金属端子32之间,进行绝缘隔离,第二板体42位于基壳11的开口端的端面,L型的第一绝缘板4可以在安装时对其进行位置限定,降低安装难度。
为了增加金属端子32与基座31之间的连接稳定性和密封性,金属端子32与粘胶层33的结合区域设置粗糙层或者设置若干凸出于金属端子32表面的结合凸部,利用粗糙层或结合凸部增强金属端子32与粘胶层33的结合力度,进而提升金属端子32与基座31的连接稳定性和密封性。当然,也可以将金属端子32整个表面都设置粗糙层或分布有结合凸部。
一实施例中,如图1至图4所示,所述基壳11上固定有加强板5,所述加强板5与所述引出孔112间隔,所述极耳21与所述基壳11的连接位置位于所述加强板5处。加强板5的设置可以增强基壳11与极耳21焊接位置的厚度,防止极耳21与基壳11焊接时基壳11被击穿。
加强板5的位置可以设置在基壳11的内壁也可以设置在基壳11的外壁。在本实施例中,加强板5位于基壳11的外壁。
另外,为了进一步防止位于外壳1外的金属片与外壳1接触,还可以在位于外壳1外侧的座板311上涂敷绝缘胶或设置绝缘件。
卷绕式电芯2的极耳21包括正极耳211和负极耳212,其中,负极耳212与端子组件3的金属端子32焊接,正极耳211与基壳11的内壁焊接,焊接的位置正好位于加强板5所在的位置,当然,也可以是正极耳211与端子组件3的金属端子32焊接,负极耳212与基壳11的内壁焊接,焊接的位置正好位于加强板5所在的位置。
在本实施例中,正极耳211和负极耳212均从卷绕式电芯2的同一端引出,基壳11设置有端子组件3的侧边和基壳11与正极耳211焊接的侧边为同一侧边。
在其他实施例中,正极耳211和负极耳212也不限于在卷绕式电芯2的同一端引出,还可以分别设置在卷绕式电芯2的两端,此时,加强板5和端子组件3分别设置在基壳11的长度方向的两端的侧面上。
一实施例中,参照图10和图11,所述卷绕式电芯2的极片22分为正极片221和负极片222,正极片221和负极片222的形状类似,每个极片22均包括集流体和涂覆在所述集流体上的活性物质,所述集流体具有沿所述卷绕式电芯2的径向方向延伸至所述活性物质外的延伸部23,所述延伸部23弯折后部分叠合,所述延伸部23与所述极片22呈夹角设置,所述延伸部23形成所述极耳21。通过将极片22的集流体的延伸部23延伸至活性物质的外部弯折后直接形成极耳21,省去了极耳21焊接的工序,提升了生产效率,降低了卷绕式电芯2的内阻,同时一体成型的极耳21和极片22强度更高,不易脱离。
当然,所述集流体具有沿所述卷绕式电芯2的轴向方向延伸至所述活性物质外的延伸部23,该延伸部23无需弯折直接形成极耳21,具体地,在呈长条形的正/负极片的长度方向上设置有此延伸部23,当沿呈长条形的正/负极片的长度方向卷绕时,该延伸部23直接形成于卷绕式电芯2的轴向方向的两端,然后分别将正极片221的延伸部23和负极片222的延伸部23焊接后各自成为正/负极耳。
优选地,所述延伸部23的叠合位置231设置有加强件24。通过在延伸部23的叠合位置231设置额外的加强件24,加强件24可以加强折弯叠合位置231的强度,有效防止延伸部23折弯后被折断,保护极耳21的完整性,同时也加强了极耳21的整体强度。
延伸部23折弯的角度大小根据卷绕式电芯2在封装时的要求灵活调整,具体地,延伸部23以与极片22的端部连接的位置为支点弯折,弯折第一夹角α,其中第一夹角α为90°,此角度可以使延伸部23便于从卷绕式电芯2的两端引出,缩短极耳21的长度,降低了制造成本。当然,延伸部23的折弯角度不限于为90°,还可以根据需要将第一夹角α设置为30°、45°、100°或者120°等等。
如图10所示,在本实用新型的一个优选的实施例中,加强件24为包裹在延伸部23的叠合位置231的外部的胶带。将加强件24设置为胶带,一方面可以对延伸部23在弯折后的叠合位置231进行缓冲,可在一定程度上减缓延伸部23在弯折处的应力,有效减少延伸部23在叠合位置231的断裂而导致极耳21与极片22分离的现象,另一方面,利用胶带对延伸部23的叠合位置231的结构起到保护及定型的作用,防止极耳21经过长时间的使用后,延伸部23在弯折后的叠合位置231发生变形而影响卷绕式电芯2的正常使用。为了进一步增强胶带对延伸部23的保护作用,可以在叠合位置231缠绕多层胶带。
如图11所示,在本实用新型的另一个优选的实施例中,所述加强件24为双面胶,所述延伸部23上并位于所述叠合位置231设置有相贴合的第一叠合面和第二叠合面,所述双面胶设置在所述第一叠合面和所述第二叠合面之间。双面胶的设置可以有效防止第一叠合面和第二叠合面分离,以避免极耳21占用基壳11和盖体12之间的空间。
另外,延伸部23可以在同一位置弯折多次,增加叠合位置231的厚度,进而提升极片22的强度。
当然,极耳21不限于与极片22的集流体一体成型,还可以分体成型,在极片22的集流体上预留位置不涂覆活性物质形成空箔区,将极耳21的一端与空箔区焊接,另一端与端子组件3的金属端子32或者外壳1焊接。
一实施例中,如图9所示,所述卷绕式电芯2的正极片221和负极片222之间设置有隔膜25,所述隔膜25具有沿所述卷绕式电芯2的轴线方向延伸至所述负极片222的两端的隔离部251,所述隔离部251用于隔离所述卷绕式电芯2的极耳21与所述卷绕式电芯2的端面。隔离部251的设置可以有效防止极耳21与卷绕式电芯2的竖直方向的两端发生电接触,无需额外在卷绕式电芯2的端面上设置绝缘垫片,降低了卷绕式锂离子电池的制备难度和成本,提升了生产效率,同时无需改变现有电池的制备工艺和设备,有利于卷绕式锂离子电池的大规模生产,且绝缘性良好。
在本实施例中,隔离部251延伸出卷绕式电芯2的端面的长度不小于0.75mm。此设计可以保证正极片221、负极片222和隔膜25卷绕后形成的卷绕式电芯2的端面有足够长度的隔离部251,以对极耳21进行绝缘隔离,保证绝缘效果。
当然,不限于设置隔离部251隔离极耳21和卷绕式电芯2的端面,如图1至6所示,还可以设置额外的第二绝缘板6对极耳21和卷绕式电芯2的端面隔离。
具体地,如图1和图2所示,第二绝缘板6为平板状,其上开设有供负极耳212通过的缺口61。当然,缺口61的数量不限于为一个,还可以为两个,即对应正极耳211和负极耳212均分别设置一个缺口61,两个缺口61间隔设置。当然,供极耳21通过的结构不限于为缺口61,还可以设置通孔供对应极耳21通过,另外,该缺口61的设计也有利于电解液渗透至卷绕式电芯2。
另外,一般地,由于正极片221的集流体为铝箔,而负极片222的集流体为铜箔,因此正极耳211的材质为铝箔,负极耳212的材质为铜箔。对于铝箔和铜箔,二者均比现有的极耳的材质铝片(带)或镍片(带)软,使得隔离部251在贴合到卷绕式电芯2的端面时不易被极耳21刺破。
为了进一步提高卷绕式锂离子电池的安全性,可以使用具有耐高温(130-150℃)特性和/或具有高机械强度的隔膜25,例如:芳纶隔膜。
上述卷绕式锂离子电池为可充电电池。
参照图1、图12和图13所示,本实用新型实施例中提到的基壳11的外侧是指:基壳11与盖体12组装后,基壳11背离卷绕式电芯2的一侧面,也就是操作者可以直观地观察到或者操作到的一侧面。
本实用新型实施例的基壳11上设置有化成孔13,所述化成孔13内设置有防水透气膜7,所述基壳11上还设置有用于在化成操作结束后封堵所述化成孔13的密封机构。通过在化成孔13内设置防水透气膜7,卷绕式锂离子电池在化成操作时,可以直接利用化成孔13进行化成操作,而防水透气膜7的特性是仅供气体通过,水分无法通过,因此外部的水分无法穿过防水透气膜7进入到卷绕式锂离子电池的内部,保证化成操作后的卷绕式锂离子电池的优良性能,同时可以降低对环境的干燥的要求,可以在常规环境下进行化成操作,进而降低操作难度和能耗;通过设置密封机构,可以在化成结束后对化成孔13进行封堵,使整个卷绕式锂离子电池处于密封状态。
优选地,防水透气膜7为聚四氟乙烯膜(即E-PTFE膜)或聚氨酯膜(即PU膜)。
一实施例中,如图12所示,所述化成孔13与外壳1上的注液孔合二为一,所述防水透气膜7在注液完成后安装于所述化成孔13内。通过将化成孔13和注液孔合二为一,可以减少在基壳11上开孔的数量,进而降低操作难度,既可以满足注液要求,又可以配合完成化成操作,简化了基壳11的结构。
在本实施例中,所述化成孔13为台阶孔,所述台阶孔包括相连通的第一孔和第二孔,所述第一孔的尺寸大于所述第二孔的尺寸,所述第一孔和所述第二孔的连接处形成有台阶面131,所述防水透气膜7固定在所述台阶面131上。通过设置台阶面131,可以便于防水透气膜7的安装和固定。
具体地,防水透气膜7粘接于所述台阶面131上。粘接的方式操作简单,无需设置额外的紧固件等结构也能实现固定,拆装更换也非常方便。
进一步地,所述第一孔邻近于所述基壳11的外侧。将较大的第一孔邻近于基壳11的外侧,可以降低防水透气膜7的安装难度。
在其他实施例中,化成孔13还可以设置为通孔、锥形孔或者其他孔型。
所述密封机构为密封板14,所述密封板14固定在所述基壳11的外侧并封堵所述化成孔13。密封板14的设置可以对注液以及化成结束后的化成孔13进行密封,保证整个卷绕式锂离子电池的整体密封性。优选地,所述密封板14焊接在所述基壳11的外侧。
一实施例中,如图13所示,不限于将化成孔13和注液孔合二为一,还可以在基壳11上单独设置化成孔13,化成孔13与注液孔间隔设置在基壳11上。
在本实施例中,所述基壳11上朝向其外侧凸出设置有第二凸部15,所述化成孔13开设在所述第二凸部15上并贯穿所述第二凸部15和所述基壳11,所述密封机构为密封塞8,所述密封塞8至少部分插设于所述化成孔13内与所述防水透气膜7抵接。
优选地,所述密封塞8贯穿开设有透气孔81,所述密封塞8可通过外部挤压变形以封堵所述透气孔81。挤压密封塞8变形的方式密封透气孔81,可以降低密封操作难度,无需在基壳11上进行焊接等操作。
具体地,密封塞8采用PFA材质(全氟烷氧基树脂)制成,这种材质制成的密封塞8可以通过外部机械挤压发生变形,变形后不会自动恢复,可以提升密封效果,有效地降低密封难度。在本实施例中,凸出设置的第二凸部15更便于实现密封塞8的挤压操作,在具体操作时,按压第二凸部15,使第二凸部15变形,变形的第二凸部15会带动其内的密封塞8发生变形,进而封堵透气孔81,实现锂离子电池的密封。
密封塞8可以从基壳11的外侧安装于化成孔13内,也可以从基壳11的内侧安装于化成孔13内,在本实施例中,密封塞8从基壳11的内侧预先安装在化成孔13内。
具体地,所述密封塞8包括塞本体82和凸出设置在所述塞本体82一侧面的第三凸部83,所述透气孔81贯穿开设在所述第三凸部83上,所述透气孔81贯穿所述塞本体82,所述第三凸部83插入至所述化成孔13内与所述防水透气膜7抵接,所述塞本体82抵接在所述基壳11背离所述第二凸部15的一侧。
所述第二凸部15远离所述基壳11的一端并位于所述化成孔13内环形设置有限位环板16,所述防水透气膜7被夹紧在所述限位环板16与所述密封塞8之间。设置限位环板16可以为防水透气膜7提供安装平面,降低防水透气膜7的安装难度,另外,限位环板16的设置还可以配合密封塞8固定稳定防水透气膜7,无需设置额外的胶水粘贴防水透气膜7。
当然,为了防止防水透气膜7在安装时发生位置移动,可以先通过胶粘的方式将防水透气膜7固定在限位环板16上,然后再组装密封塞8,利用密封塞8压紧防水透气膜7。
在本实施例中,所述基壳11冲压成型所述第二凸部15。通过在基壳11上直接冲压成型第二凸部15,可以降低第二凸部15的制造和安装难度,另外,此方式成型的第二凸部15与基壳11的连接位置的强度高,第二凸部15不会从基壳11上脱落。当然,也可以将第二凸部15单独制造,然后通过焊接等方式固定在基壳11的指定位置。
另外,为了保证整个卷绕式锂离子电池的密封性,注液孔在注液结束后通过密封钉进行密封。
一实施例中,卷绕式电芯2的极片22位于或邻近于卷绕式电芯2的中心位置设置有极耳21,极耳21延伸至卷绕式电芯2的外部。通过将极耳21由卷绕式电芯2的中心位置或邻近于中心位置引出至卷绕式电芯2的外部,可有效地减小卷绕式电芯2的变形对极片22的拉扯作用力,使极片22不易断裂,延长极片22的使用寿命。
所述的卷绕式电芯2的中心位置为卷绕过程中位于卷绕起始端的位置,卷绕式电芯2的卷绕以此为卷绕中心,即正极片221上靠近卷绕式电芯2的卷绕中心的位置或中心位置设置有正极耳211,负极片222上靠近卷绕式电芯2的卷绕中心的位置或中心位置设置有负极耳212,正极片221、负极片222和隔膜25叠设后,从设置有正极耳211和负极耳212的一端开始卷绕形成此卷绕式电芯2。正极耳211和负极耳212分别由卷绕式电芯2的轴线方向的同端引出。
一实施例中,如图7和图8所示,所述卷绕式电芯2的极片22呈长条形,当所述极片22上设置一个所述极耳21时,所述极耳21设置在所述极片22的长度方向的中心位置,当所述极片22上设置至少两个所述极耳21时,至少两个所述极耳21沿所述极片22的长度方向间隔设置,所述极耳21延伸至所述卷绕式电芯2的外部。通过将单个极耳21设置在卷绕式电芯2的极片22的长度方向的中心,或者在极片22上间隔设置多个极耳21,均可以使卷绕式电池满足快充和大倍率放电的要求。
一实施例中,如图7所示,所述卷绕式电芯2的极片22的正极片221和负极片222的形状类似,均成长条形。
在一实施例中,当正极片221上只设置一个正极耳211,负极片222上只设置一个负极耳212,正极耳211位于正极片221的长度方向的中心,并朝向卷绕式电芯2的一端延伸,负极耳212位于负极片222的长度方向的中心,并朝向卷绕式电芯2的一端延伸,正极耳211和负极耳212的延伸方向可以相同,也可以相反。
当然,极片22上的极耳21不限于为一个,还可以为两个或者两个以上,当极片22上设置两个或者两个以上的极耳21时,在极片22的长度方向的中心位置设置一个极耳21,在此极耳21的一侧或者两侧间隔设置剩余的极耳21。如图8所示,以每个极片22上设置三个极耳21为例,其中一个极耳21设置在极片22的长度方向的中心位置,剩余两个极耳21沿极片22的长度方向的中心对称设置。
在其他实施例中,如果极片22上设置有至少两个极耳21时,还可以将极耳21设置在极片22的长度方向的端部。
本实用新型实施例还提供一种卷绕式锂离子电池的制作方法,用于制造如上任意实施例的卷绕式锂离子电池,将基座31和金属端子32组装,在所述基座31和所述金属端子32之间灌注粘胶层33,固化所述粘胶层33使所述基座31与所述金属端子32组装为一端子组件3,将所述端子组件3焊接在所述基壳11的引出孔112内,将卷绕式电芯2放置在所述基壳11内,并将所述卷绕式电芯2的极耳21分别与所述金属端子32和所述基壳11焊接,然后将所述盖体12与所述基壳11组装,最后对所述外壳1内进行注液。
于本文的描述中,需要理解的是,术语“上”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本说明书的描述中,参考术语“一实施例”等的描述意指结合该实施例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理,而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式,这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种卷绕式锂离子电池,其特征在于,包括外壳和设置在所述外壳内的卷绕式电芯,所述外壳为金属外壳,所述外壳上开设有引出孔,所述引出孔内固定设置有端子组件,所述端子组件包括基座和金属端子,所述基座上贯穿开设有安装孔,所述金属端子插设于所述安装孔,所述金属端子的两端分别位于所述安装孔外,所述金属端子与所述安装孔的孔壁之间通过固化的粘胶层连接,所述卷绕式电芯的一极耳与所述金属端子位于所述外壳内的一端连接,另一极耳与所述外壳内壁连接;
所述卷绕式电芯的极片位于或邻近于所述卷绕式电芯的中心位置设置有所述极耳,所述极耳延伸至所述卷绕式电芯的外部。
2.根据权利要求1所述的卷绕式锂离子电池,其特征在于,所述基座包括座板,所述座板的一侧凸出设置有第一凸部,所述安装孔开设于所述座板上并贯穿所述第一凸部,所述第一凸部与所述引出孔插接配合,所述座板抵接在所述外壳的内壁或所述外壳的外壁。
3.根据权利要求1所述的卷绕式锂离子电池,其特征在于,所述金属端子至少具有与所述粘胶层结合的结合区域;
所述结合区域设置有粗糙层;或,所述结合区域设置有若干凸出于所述金属端子表面的结合凸部。
4.根据权利要求1所述的卷绕式锂离子电池,其特征在于,所述外壳上固定有加强板,所述加强板与所述引出孔间隔,所述极耳与所述外壳的连接位置位于所述加强板处。
5.根据权利要求1所述的卷绕式锂离子电池,其特征在于,所述外壳上开设有化成孔,所述化成孔与所述引出孔间隔,所述化成孔内设置有防水透气膜。
6.根据权利要求1所述的卷绕式锂离子电池,其特征在于,所述外壳包括基壳和盖体,所述基壳为一端开口一端封口的壳体结构,所述基壳的开口端位于所述外壳厚度方向上的其中一侧面,所述盖体封堵所述基壳的开口端。
7.根据权利要求6所述的卷绕式锂离子电池,其特征在于,所述端子组件安装在所述基壳垂直所述盖体的侧面上。
8.根据权利要求1所述的卷绕式锂离子电池,其特征在于,所述外壳为圆柱形壳体,所述外壳的弧形侧面上开设有开口,所述开口通过盖体封堵。
9.根据权利要求1所述的卷绕式锂离子电池,其特征在于,所述金属端子与所述外壳的内壁之间设置第一绝缘板。
10.根据权利要求1至9任一项所述的卷绕式锂离子电池,其特征在于,所述卷绕式电芯的极片包括集流体和涂覆在所述集流体上的活性物质,所述集流体具有沿所述卷绕式电芯的径向方向延伸至所述活性物质外的延伸部,所述延伸部弯折后部分叠合,所述延伸部与所述极片呈夹角设置,所述延伸部形成所述极耳;或,
所述卷绕式电芯的极片包括集流体和涂覆在所述集流体上的活性物质,所述集流体具有沿所述卷绕式电芯的轴向方向延伸至所述活性物质外的延伸部,所述延伸部形成所述极耳。
11.根据权利要求1至9任一项所述的卷绕式锂离子电池,其特征在于,所述卷绕式电芯包括正极片、负极片以及设置在所述正极片与所述负极片之间的隔膜,所述隔膜具有沿所述卷绕式电芯的轴线方向延伸至所述负极片的两端的隔离部,所述隔离部用于隔离所述卷绕式电芯的极耳与所述卷绕式电芯的端面;或,
所述极耳与所述卷绕式电芯的端面之间设置绝缘件。
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