CN211789249U - 具有胶圈防爆结构的电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有胶圈防爆结构的电池，其包括内金属壳、外金属壳、叠绕电芯以及绝缘胶圈，叠绕电芯的正极极片和负极极片之间设置有隔离膜，正极极片的外侧设置有隔离膜，负极极片的外侧设置有隔离膜，正极极片一端通过端部留白区域正极集流体与外金属壳连接，负极极片一端通过端部留白区域负极集流体与内金属壳连接，绝缘胶圈密封设置在外金属壳和内金属壳之间。本实用新型通过叠绕电芯膜片形成叠绕电芯，叠绕电芯的正极极片一端通过端部留白区域正极集流体与外金属壳连接，负极极片一端通过端部留白区域负极集流体与内金属壳连接，无需设置极耳，连接更加简单。

Description

具有胶圈防爆结构的电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，特别涉及一种具有胶圈防爆结构的电池。

背景技术

电池是盛有电解质溶液和金属电极的装置，电池能将化学能转化成电能。电池包括一端的正极和另一端的负极。在现有技术中，电池通常包括极耳、外金属壳、内金属壳以及电芯，极耳连接电芯和外金属壳，使得外金属壳成为正极，极耳连接电芯和内金属壳，使得内金属壳成为负极，其中，极耳既需要与电芯连接，又需要与外金属壳或内金属壳连接，连接较为复杂。

故需要提供一种具有胶圈防爆结构的电池来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有胶圈防爆结构的电池，其通过叠绕电芯膜片形成叠绕电芯，叠绕电芯的正极极片一端通过端部留白区域正极集流体与外金属壳连接，负极极片一端通过端部留白区域负极集流体与内金属壳连接，以解决现有技术中电池的极耳既需要与电芯连接，又需要与外金属壳或内金属壳连接，连接较为复杂的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种具有胶圈防爆结构的电池，其包括：

内金属壳，为一端具有第一开口的筒状结构；

外金属壳，为一端具有第二开口的筒状结构，所述第一开口和所述第二开口对接；

叠绕电芯，包括正极极片、隔离膜以及负极极片，所述正极极片和所述负极极片之间设置有所述隔离膜，所述正极极片的外侧设置有所述隔离膜，所述负极极片的外侧设置有所述隔离膜，所述正极极片、所述隔离膜以及所述负极极片叠绕设置在所述内金属壳内，所述正极极片包括位于一端的端部留白区域正极集流体，通过弯折所述端部留白区域正极集流体与所述外金属壳连接，所述负极极片包括位于一端的端部留白区域负极集流体，通过弯折所述端部留白区域负极集流体与所述内金属壳连接；以及

绝缘胶圈，密封设置在所述外金属壳和所述内金属壳之间，所述外金属壳的一端锁紧连接在所述绝缘胶圈的外周，使得外金属壳的边沿和绝缘胶圈之间形成封口。

在本实用新型中，所述绝缘胶圈上设置有胶圈泄气口，当所述外金属壳和所述绝缘胶圈分离至设定程度时，所述胶圈泄气口连通所述外金属壳的内部空间和外部空间，所述绝缘胶圈靠近所述第一开口的一端内侧边沿设置有斜倒角，外侧边沿设置有圆倒角。

在本实用新型中，所述叠绕电芯包括叠层段和叠绕弯折段，多个所述叠层段叠层设置；

所述叠绕弯折段连接相邻的所述叠层段，每个所述叠层段两端的所述叠绕弯折段的弯折方向相反。

其中，所述叠层段的所述正极极片还包括非留白区域正极集流体和正极活性材料，所述正极活性材料设置在所述非留白区域正极集流体的表面，所述叠层段的所述负极极片还包括非留白区域负极集流体和负极活性材料，所述负极活性材料设置在所述非留白区域负极集流体的表面；

所述叠绕弯折段的正极极片还包括中部留白区域正极集流体，每个所述中部留白区域正极集流体连接两个所述非留白区域正极集流体，多个所述非留白区域正极集流体和多个所述中部留白区域正极集流体连接成直条状，所述叠绕弯折段的负极极片还包括中部留白区域负极集流体，每个所述中部留白区域负极集流体连接两个所述非留白区域负极集流体，多个所述非留白区域负极集流体和多个所述中部留白区域负极集流体连接成直条状。

进一步的，所述非留白区域正极集流体和所述非留白区域负极集流体均为圆形片结构，所述中部留白区域正极集流体和所述中部留白区域负极集流体为矩形片结构。

另外，所述端部留白区域正极集流体包括正极弯折部和正极连接片，所述正极弯折部连接所述正极连接片和所述非留白区域正极集流体，所述正极连接片与所述外金属壳成面接触连接；

所述端部留白区域负极集流体包括负极弯折部和负极连接片，所述负极弯折部连接所述负极连接片和所述非留白区域负极集流体，所述负极连接片与所述内金属壳成面接触连接。

进一步的，所述正极弯折部和所述负极弯折部分别位于所述叠绕电芯径向方向的两侧，与所述正极弯折部连接的所述非留白区域正极集流体位于相邻的所述非留白区域负极集流体的内侧，与所述负极弯折部连接的所述非留白区域负极集流体位于相邻的所述非留白区域正极集流体的内侧。

在本实用新型中，所述正极活性材料还设置在所述中部留白区域正极集流体的表面，所述负极活性材料还设置在所述中部留白区域负极集流体的表面。

在本实用新型中，所述绝缘胶圈包覆在所述内金属壳的轴向侧板的内外表面上，所述绝缘胶圈采用热敏树脂材料，所述内金属壳靠近第一开口的边沿设置有折边，所述折边向外侧凸出，所述折边与所述绝缘胶圈卡固。

在本实用新型中，所述外金属壳的内壁上设置有环形凸条，所述环形凸条与所述绝缘胶圈过盈连接，所述环形凸条通过对所述外金属壳的外侧进行冲压的方式形成。

在本实用新型中，所述外金属壳内远离所述第二开口的一端设置有紧缩段，所述紧缩段靠近所述第二开口的一端的内径大于所述紧缩段远离所述第二开口的一端的内径。

本实用新型相较于现有技术，其有益效果为：本实用新型通过叠绕电芯膜片形成叠绕电芯，叠绕电芯的正极极片一端通过端部留白区域正极集流体与外金属壳连接，负极极片一端通过端部留白区域负极集流体与内金属壳连接，无需设置极耳，连接更加简单。

其中，通过将绝缘胶圈包覆在内金属壳的轴向侧板的内外表面上，当电池发热时，电池内部产生高压气体，高压气体使得内金属壳和绝缘胶圈一起相对外金属壳滑动，滑动分离至设定程度时，电池能通过泄气口进行泄压，防止电池着火或爆炸。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本实用新型的部分实施例相应的附图。

图1为本实用新型的具有胶圈防爆结构的电池的优选实施例的结构示意图。

图2为本实用新型的具有胶圈防爆结构的电池的负极极片的展开状态示意图。

图3为本实用新型的具有胶圈防爆结构的电池的正极极片的展开状态示意图。

图4为本实用新型的具有胶圈防爆结构的电池的隔离膜的展开状态示意图。

图5为优选实施例的具有胶圈防爆结构的电池的叠绕电芯的剖视结构示意图。

图6为优选实施例的具有胶圈防爆结构的电池设置有环形凸条时的结构示意图。

图7为图6中X处的局部结构放大图。

外金属壳11；环形凸条111；内金属壳12；折边121；绝缘胶圈13；胶圈泄气口131；叠绕电芯14；负极极片141；非留白区域负极集流体1411；端部留白区域负极集流体1412；负极弯折部14121；负极连接片14122；中部留白区域负极集流体1413；正极极片142；非留白区域正极集流体1421；端部留白区域正极集流体1422；正极弯折部14221；正极连接片14222；中部留白区域正极集流体1423；隔离膜143；第一隔离部1431；第二隔离部1432；叠层段A1；叠绕弯折段B1；紧缩段L。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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做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。

本实用新型中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」、「顶部」以及「底部」等词，仅是参考附图的方位，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。

本实用新型术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，连接可以是可拆卸连接，或一体结构的连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

现有技术中的电池通常包括极耳、外金属壳、内金属壳以及电芯，极耳连接电芯和外金属壳，使得外金属壳成为正极，极耳连接电芯和内金属壳，使得内金属壳成为负极，其中，极耳既需要与电芯连接，又需要与外金属壳或内金属壳连接，连接较为复杂。

如下为本实用新型提供的一种能解决以上技术问题的具有胶圈防爆结构的电池的优选实施例。

请参照图1，其中为本实用新型的具有胶圈防爆结构的电池的优选实施例的结构示意图。

在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。

本实用新型提供一种具有胶圈防爆结构的电池，其包括内金属壳12、外金属壳11、叠绕电芯14以及绝缘胶圈13。

其中，内金属壳12为一端具有第一开口的筒状结构。

外金属壳11为一端具有第二开口的筒状结构，第一开口和第二开口对接。

叠绕电芯14包括正极极片142、隔离膜143以及负极极片141，正极极片142、隔离膜143以及负极极片141均为电芯膜片。正极极片142和负极极片141之间设置有隔离膜143，正极极片142的外侧设置有隔离膜143，负极极片141的外侧设置有隔离膜143，正极极片142、隔离膜143以及负极极片141叠绕设置在内金属壳12内，正极极片142包括位于一端的端部留白区域正极集流体1422，通过弯折端部留白区域正极集流体1422与外金属壳11连接，负极极片141包括位于一端的端部留白区域负极集流体1412，通过弯折端部留白区域负极集流体1412与内金属壳12连接。

绝缘胶圈13密封设置在外金属壳11和内金属壳12之间，外金属壳11的一端锁紧连接在绝缘胶圈13的外周，使得外金属壳11的边沿和绝缘胶圈13之间形成封口。

本实用新型的具有胶圈防爆结构的电池通过叠绕电芯膜片形成叠绕电芯14，叠绕电芯14的正极极片142的一端通过端部留白区域正极集流体1422与外金属壳11连接，负极极片141的一端通过端部留白区域负极集流体1412与内金属壳12连接，无需设置极耳，连接更加简单。

请参照图3，本实施例中的正极极片142还包括非留白区域正极集流体1421、中部留白区域正极集流体1423以及正极活性材料，每个中部留白区域正极集流体1423连接两个非留白区域正极集流体1421，多个非留白区域正极集流体1421和多个中部留白区域正极集流体1423连接成直条状，正极活性材料设置在非留白区域正极集流体1421的表面。

端部留白区域正极集流体1422与端部的一个非留白区域正极集流体1421连接。

请参照图2，本实施例中负极极片141还包括非留白区域负极集流体1411、中部留白区域负极集流体1413以及负极活性材料，每个中部留白区域负极集流体1413连接两个非留白区域负极集流体1411，多个非留白区域负极集流体1411和多个中部留白区域负极集流体1413连接成直条状，负极活性材料设置在非留白区域负极集流体1411的表面。

端部留白区域负极集流体1412与端部的一个非留白区域负极集流体1411连接。

隔离膜143包括第一隔离部1431和第二隔离部1432，一个第二隔离部1432连接两个第一隔离部1431。

请参照图5,本实用新型中的叠绕电芯14包括叠层段A1和叠绕弯折段B1，多个叠层段A1叠层设置。

每个叠层段A1和叠绕弯折段B1的层级结构一致，均包括一层正极极片142、一层负极极片141以及三层隔离膜143(其中每层隔离膜也可由多个隔离膜叠加形成)，叠绕弯折段B1连接相邻的叠层段A1，每个叠层段A1两端的叠绕弯折段B1的弯折方向相反。

非留白区域正极集流体1421、正极活性材料、非留白区域负极集流体1411、负极活性材料、以及三层隔离膜143的第一隔离部1431叠层形成叠层段A1。

中部留白区域正极集流体1423、中部留白区域负极集流体1413以及三层隔离膜143的第二隔离部1432弯折形成叠绕弯折段B1。

在本实施例中，非留白区域正极集流体1421和非留白区域负极集流体1411均为圆形片结构，使得叠绕后形成圆柱状的叠绕电芯，中部留白区域正极集流体1423和中部留白区域负极集流体1413为矩形片结构。

请参照图5，本实施例中的端部留白区域正极集流体1422包括正极弯折部14221和正极连接片14222，正极弯折部14221连接正极连接片14222和非留白区域正极集流体1421，正极连接片14222与外金属壳11成面接触连接，如采用激光连接的方式将正极连接片14222与外金属壳11进行面接触焊接。

端部留白区域负极集流体1412包括负极弯折部14121和负极连接片14122，负极弯折部14121连接负极连接片14122和非留白区域负极集流体1411，负极连接片14122与内金属壳12成面接触连接，如采用激光连接的方式将负极连接片14122与内金属壳12进行面接触焊接。

优选的，正极弯折部14221和负极弯折部14121分别位于叠绕电芯14径向方向的两侧。

与正极弯折部14221连接的非留白区域正极集流体1421位于相邻的非留白区域负极集流体1411的内侧，使得非留白区域正极集流体1421与正极连接片14222之间的距离更大，从而更利于设置正极弯折部14221。

与负极弯折部14121连接的非留白区域负极集流体1411位于相邻的非留白区域正极集流体1421的内侧，使得非留白区域负极集流体1411与负极连接片14122之间的距离更大，从而更利于设置负极弯折部14121。

在本实用新型中，正极活性材料还可以设置在中部留白区域正极集流体1423的表面，负极活性材料还可以设置在中部留白区域负极集流体1413的表面。

请参照图1，外金属壳11内远离第二开口的一端设置有紧缩段L，沿第二开口指向外金属壳11内底面的方向，紧缩段L的内径逐渐减小，即紧缩段L靠近第二开口的一端的内径大于紧缩段L远离第二开口的一端的内径,绝缘胶圈13与外金属壳11装配前期，绝缘胶圈13与外金属壳11的内壁之间具有间隙，绝缘胶圈13和外金属壳11的安装较为方便、容易，而当绝缘胶圈13逐渐与紧缩段L连接时，绝缘胶圈13逐步的与外金属壳11形成过盈连接，使得绝缘胶圈13与外金属壳11的连接较为方便。

其中，在本实施例中，紧缩段L的高度与外金属壳11的高度之比介于0.15～0.7之间，紧缩段L的内壁面与外金属壳11的内壁面之间的夹角介于170°～179°之间。

优选的，本实施例中的绝缘胶圈13包覆在内金属壳12的轴向侧板的内外表面上，绝缘胶圈13和内金属壳12连接形成更加稳定的整体结构，该整体结构便于与外金属壳11装配，且装配连接效果好。

另外，内金属壳12内表面的绝缘胶圈13能对内金属壳12和叠绕电芯14进行隔离，使得内金属壳12和叠绕电芯14之间形成绝缘。

绝缘胶圈13上设置有胶圈泄气口131。电池发热时，其内部会产生高压气体，高压气体会使得外金属壳11和绝缘胶圈13分离。当外金属壳11和绝缘胶圈13分离至设定程度时，绝缘胶圈13不再与外金属壳11密封连接，使得胶圈泄气口131能连通外金属壳11的内部空间和外部空间，从而能通过胶圈泄气口131释放高压气体，防止电池着火或爆炸。

其中，绝缘胶圈13采用热敏树脂材料，如PE，当电池温度上升到一定范围内，绝缘胶圈13会收缩，绝缘胶圈13与外金属壳11之间会形成间隙空间，从而能通过间隙空间释放高压气体，防止电池着火或爆炸。

请参照图7，其中图7为图6中X处的局部结构放大图。

优选的，内金属壳12靠近第一开口的边沿设置有向外侧凸出的折边121，折边121与绝缘胶圈13卡固以防止内金属壳12与绝缘胶圈13分离，使得内金属壳12和绝缘胶圈13连接紧固。

绝缘胶圈13靠近第一开口的一端内侧边沿设置有斜倒角，外侧边沿设置有圆倒角，内侧边沿的斜倒角不易与叠绕电芯14干涉，外侧边沿的圆倒角利于与外金属壳11进行装配。

请参照图6，其中图6为优选实施例的具有胶圈防爆结构的电池设置有环形凸条时的结构示意图。

在本实用新型中，外金属壳11的内壁上设置有环形凸条111，环形凸条111与绝缘胶圈13过盈连接，环形凸条111通过对外金属壳11的外侧进行冲压的方式形成。

环形凸条111能增强外金属壳11和内金属壳12的连接，同时在外金属壳11和内金属壳12装配后，再冲压形成环形凸条111，因此不会影响外金属壳11和内金属壳12的装配操作。

在本实施例中，将外金属壳11和连接有绝缘胶圈13的内金属壳12进行套接时，由于外金属壳11内设置有内径逐渐减小的紧缩段L，因此在绝缘胶圈13与外金属壳11套接的前期，绝缘胶圈13与外金属壳11的内壁之间具有间隙，安装较为方便、容易。

而当绝缘胶圈13逐渐与紧缩段L连接时，绝缘胶圈13逐步的与外金属壳11形成过盈连接，之后，再对外金属壳11的边沿加压使其形变，产生形变后，外金属壳11的边沿锁紧连接在绝缘胶圈13的外周，使得外金属壳11的边沿和绝缘胶圈13之间形成封口。

这样即完成了本实施例的具有胶圈防爆结构的电池的装配过程。

本实施例的具有胶圈防爆结构的电池通过叠绕电芯膜片形成叠绕电芯，叠绕电芯的正极极片一端通过端部留白区域正极集流体与外金属壳连接，负极极片一端通过端部留白区域负极集流体与内金属壳连接，无需设置极耳，连接更加简单。

其中，通过将绝缘胶圈包覆在内金属壳的轴向侧板的内外表面上，当电池发热时，电池内部产生高压气体，高压气体使得内金属壳和绝缘胶圈一起相对外金属壳滑动，滑动分离至设定程度时，电池能通过泄气口进行泄压，防止电池着火或爆炸。

综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种具有胶圈防爆结构的电池，其特征在于，包括：

内金属壳，为一端具有第一开口的筒状结构；

外金属壳，为一端具有第二开口的筒状结构，所述第一开口和所述第二开口对接；

叠绕电芯，包括正极极片、隔离膜以及负极极片，所述正极极片和所述负极极片之间设置有所述隔离膜，所述正极极片的外侧设置有所述隔离膜，所述负极极片的外侧设置有所述隔离膜，所述正极极片、所述隔离膜以及所述负极极片叠绕设置在所述内金属壳内，所述正极极片包括位于一端的端部留白区域正极集流体，通过弯折所述端部留白区域正极集流体与所述外金属壳连接，所述负极极片包括位于一端的端部留白区域负极集流体，通过弯折所述端部留白区域负极集流体与所述内金属壳连接；以及

绝缘胶圈，密封设置在所述外金属壳和所述内金属壳之间，所述外金属壳的一端锁紧连接在所述绝缘胶圈的外周，使得外金属壳的边沿和绝缘胶圈之间形成封口。

2.根据权利要求1所述的具有胶圈防爆结构的电池，其特征在于，所述叠绕电芯包括叠层段和叠绕弯折段，多个所述叠层段叠层设置；

所述叠绕弯折段连接相邻的所述叠层段，每个所述叠层段两端的所述叠绕弯折段的弯折方向相反。

3.根据权利要求2所述的具有胶圈防爆结构的电池，其特征在于，所述叠层段的所述正极极片还包括非留白区域正极集流体和正极活性材料，所述正极活性材料设置在所述非留白区域正极集流体的表面，所述叠层段的所述负极极片还包括非留白区域负极集流体和负极活性材料，所述负极活性材料设置在所述非留白区域负极集流体的表面；

所述叠绕弯折段的正极极片还包括中部留白区域正极集流体，每个所述中部留白区域正极集流体连接两个所述非留白区域正极集流体，多个所述非留白区域正极集流体和多个所述中部留白区域正极集流体连接成直条状，所述叠绕弯折段的负极极片还包括中部留白区域负极集流体，每个所述中部留白区域负极集流体连接两个所述非留白区域负极集流体，多个所述非留白区域负极集流体和多个所述中部留白区域负极集流体连接成直条状。

4.根据权利要求3所述的具有胶圈防爆结构的电池，其特征在于，所述非留白区域正极集流体和所述非留白区域负极集流体均为圆形片结构，所述中部留白区域正极集流体和所述中部留白区域负极集流体为矩形片结构。

5.根据权利要求3所述的具有胶圈防爆结构的电池，其特征在于，所述端部留白区域正极集流体包括正极弯折部和正极连接片，所述正极弯折部连接所述正极连接片和所述非留白区域正极集流体，所述正极连接片与所述外金属壳成面接触连接；

所述端部留白区域负极集流体包括负极弯折部和负极连接片，所述负极弯折部连接所述负极连接片和所述非留白区域负极集流体，所述负极连接片与所述内金属壳成面接触连接。

6.根据权利要求5所述的具有胶圈防爆结构的电池，其特征在于，所述正极弯折部和所述负极弯折部分别位于所述叠绕电芯径向方向的两侧，与所述正极弯折部连接的所述非留白区域正极集流体位于相邻的所述非留白区域负极集流体的内侧，与所述负极弯折部连接的所述非留白区域负极集流体位于相邻的所述非留白区域正极集流体的内侧。

7.根据权利要求3所述的具有胶圈防爆结构的电池，其特征在于，所述正极活性材料还设置在所述中部留白区域正极集流体的表面，所述负极活性材料还设置在所述中部留白区域负极集流体的表面。

8.根据权利要求1所述的具有胶圈防爆结构的电池，其特征在于，所述绝缘胶圈包覆在所述内金属壳的轴向侧板的内外表面上，所述绝缘胶圈采用热敏树脂材料，所述内金属壳靠近第一开口的边沿设置有折边，所述折边向外侧凸出，所述折边与所述绝缘胶圈卡固。

9.根据权利要求1所述的具有胶圈防爆结构的电池，其特征在于，所述外金属壳的内壁上设置有环形凸条，所述环形凸条与所述绝缘胶圈过盈连接，所述环形凸条通过对所述外金属壳的外侧进行冲压的方式形成。

10.根据权利要求1所述的具有胶圈防爆结构的电池，其特征在于，所述外金属壳内远离所述第二开口的一端设置有紧缩段，所述紧缩段靠近所述第二开口的一端的内径大于所述紧缩段远离所述第二开口的一端的内径。

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