CN213905519U - 方形电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种方形电池，其包括：电芯和电池外壳，其中，所述电芯包括至少一个卷芯、与所述卷芯固定连接的极耳保持架和将所述卷芯包裹的绝缘膜，通过极耳保持架和绝缘膜的包裹，有效规避了极耳与连接片折弯、以及电芯的高度方向上的挤压造成的极耳侧正负极片与极耳接触造成短路的安全问题，提高了方形电池在高度方向上的空间利用率和安全性。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种方形电池。
背景技术
在全球能源与环境问题越来越严峻的情况下，新的用电器具的发展和保护环境的要求已成为推动电池工业快速发展的两大主要因素。未来产业、科技、军事国防、航天航空、日常生活对各类电池的需求将持续增加，对电池无害化的要求也将越来越高。
然而，各锂电池企业制造商在追求高能量密度的同时，大容量锂离子电池的安全性无法得到进一步有效保障，特别是在一些极端环境下，如对电池进行过充、挤压、振动与短路等，锂电池会发生内短路、胀气、着火甚至爆炸，存在一定的安全隐患。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型有必要提供一种方形电池，该方形电池的结构有效规避了极耳与连接片折弯、以及电芯的高度方向上的挤压造成的极耳侧正负极片与继而接触造成短路的安全问题，提高了方形电池在高度方向上的空间利用率继而获得更高的能量密度，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供了一种方形电池，其包括：
电芯，所述电芯包括至少一个卷芯、与所述卷芯固定连接的极耳保持架和将所述卷芯包裹的绝缘膜，其中，所述卷芯的一侧分别设有正极极耳和负极极耳，所述极耳保持架与所述卷芯固定连接，所述极耳保持架上开设有两个通孔，所述通孔分别用于所述正极极耳和所述负极极耳穿出；
以及用于容置所述电芯的电池外壳，所述电池外壳包括壳体和盖板，所述电芯收容于所述壳体内，所述盖板将所述壳体封盖且所述绝缘膜与所述盖板的内端面固定连接，所述盖板的外端面分别固定有正极柱和负极柱，所述盖板的内端面设有正极连接件和负极连接件，所述正极连接件的两端分别与所述正极柱、正极极耳连接，所述负极连接件的两端分别与所述负极柱、负极极耳连接。
进一步的，所述卷芯的个数为两个，所述卷芯并联且平行放置，并通过固定胶带固定。
进一步的，所述极耳保持架为片状，其厚度在0.5～2mm。
进一步的，所述极耳保持架上开设有第一注液口，所述盖板上开设有第二注液口，所述第一注液口和所述第二注液口对应。
进一步的，所述通孔为条形孔。
进一步的，所述绝缘膜包括承托部和包裹部，所述承托部将所述卷芯远离所述极耳保持架的侧面包裹，所述包裹部设于所述承托部相对的两边且自所述承托部向上延伸将所述卷芯的侧面包裹。
优选的，所述承托部上开设有若干孔洞。
进一步的，所述盖板上设有防爆阀。
进一步的，所述正极连接件为铝片，所述负极连接件为铜片。
进一步的，所述正极连接件与所述正极极耳、所述负极连接件与所述负极极耳均为焊接固定；所述绝缘膜和所述盖板通过热烫工艺固定。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
该方形电池在盖板和卷芯之间设有极耳保持架，采用极耳保持架套钳正极极耳和负极极耳，有效规避了极耳与连接件折弯、以及电芯高度方向挤压造成的极耳侧正负极片与极耳接触引起的短路问题；
同时提高了方形电池在高度方向上的空间利用率进而获得更高的能量密度。此外，也避免了焊渣从上侧掉落卷芯内部的风险，结合包裹的绝缘膜与底托对卷芯进行了全方面的保护，进一步提高电池安全性。
本实用新型结构简单、安全性高、成本低，便于在各类方形电池结构设计上推广。
附图说明
图1为本实用新型一较佳实施例中方形电池的分解结构示意图；
图2为图1中极耳保持架20的俯视图；
图3为图1中盖板50的结构示意图；
图4为图1的方形电池中卷芯10和极耳保持架20的装配结构示意图；
图5为图1中的方形电池组装后的结构示意图。
图中：卷芯10、正极极耳101、负极极耳102；
极耳保持架20、通孔201、第一注液口202、极耳绝缘胶带203；
绝缘膜30、承托部301、孔洞3011、包裹部302；
固定胶带40；
盖板50、正极柱501、负极柱502、正极连接件503、负极连接件504、第二注液口505、防爆阀506；
壳体60。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本实用新型提供的方形电池进行进一步的详细说明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“安装于”另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者间接在所述另一个元件上。但一个元件被称为“连接于”、“相连”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至所述另一个元件上。另外，连接一般指的是用于固定作用，这里的固定可以是本领域常规的任何一种固定方式，如“螺纹连接”、“铆接”、“焊接”等。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，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，以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
本实施例中公开了一种方形电池，如图1中所示的，该方形电池包括电芯和电池外壳，所述电池外壳用于容置所述电芯，所述电池外壳的形状和尺寸根据电芯的形状和尺寸进行调整，这里不再具体限定。请继续参阅图1，本实施例中的电芯由至少一个卷芯10、极耳保持架20和绝缘膜30组成，本实施例中的电池外壳由盖板50和壳体60组成，从而由盖板50和壳体60形成腔体，将电芯收纳于其中。
具体的，电芯中卷芯10的数量没有特别的限定，可根据实际电池的需要进行调整，可以为一个，也可以为两个或两个以上，在本实施例中，卷芯10的数量为两个，且两个卷芯10并联配对，平行放置，两个卷芯10通过固定胶带40固定。请继续参阅图1，卷芯 10的一侧分别设有正极极耳101和负极极耳102，本实施例中，将两个卷芯10的正极极耳101远离卷芯10的一端焊接在一起，负极极耳102远离卷芯10的一端同样焊接在一起。进一步的，如图1中所示的，极耳保持架20贯穿正极极耳101和负极极耳102且极耳保持架20与卷芯10通过固定胶带40固定连接。具体的，请参阅图2，极耳保持架20为厚度在0.5～2mm的片状，其上开设两个通孔201和第一注液口202，通孔201分别用于正极极耳101和负极极耳102穿出，因此，通孔201的排布根据正极极耳101和负极极耳102 的排布进行设计，没有特别的限定，在本实施例中，通孔201为条形孔，这是根据正极极耳101和负极极耳102片式结构来设计的，方便正极极耳101和负极极耳102穿出。第一注液口202用于从外界向电芯内注入电解液。通过极耳保持架20将正极极耳101和负极极耳102套嵌，一方面可有效规避极耳与其他连接件的折弯、以及电芯的高度方向(z向) 挤压造成的极耳侧正负极片与极耳接触引起的短路问题，另一方面也提高了方形电池在高度方向上的空间利用率进而获得更高的能量密度。此外，通过将通孔201和第一注液口202 设计合适大小，还可以避免在焊接过程中焊渣从上侧掉落卷芯10的内部。
进一步的，绝缘膜30将卷芯10的外表面包裹并通过固定胶带40固定，具体的，请继续参阅图1，绝缘膜30由承托部301和包裹部302组成，其中承托部301用于将卷芯 10远离极耳保持架20的一侧面包裹，具体的说，在本实施例中，极耳保持架20固定于卷芯10的顶面，承托部301将卷芯10的底面包裹，且承托部301上开设有若干孔洞3011，用于电解液从底部渗透进入卷芯10的内部，在本实施例中，孔洞3011在承托部301上呈阵列排布，可使得电解液均匀渗透进入卷芯10的内部。进一步的，包裹部302设于承托部301相对的两边，包裹部302自承托部301向上延伸将卷芯10的侧面包裹，在本实施例中，承托部301和包裹部302为一体式结构。
电芯装配后的结构如图4中所示的，极耳保持架20通过固定胶带40固定于卷芯10的上端面，焊接后的正极极耳101和负极极耳102分别从对应的通孔201穿出，绝缘膜30 将卷芯10包裹。
进一步的，请参阅图5，将图4中装配好的电芯收容于壳体60，并通过盖板50封盖。具体的，请结合图3，盖板50包括正极柱501、负极柱502、正极连接件503、负极连接件504、第二注液口505和防爆阀506。其中，正极柱501、负极柱502分别固定于盖板 50的外端面，正极连接件503和负极连接件504分别固定于盖板的内端面，正极连接件 503的一端与正极柱501焊接固定，其另一端与正极极耳101焊接，具体的，正极连接件 503为两个连接片结构，将正极极耳101焊接在正极连接件503的两个连接片之间；负极极耳102的焊接同正极极耳101，负极连接件504的一端与负极柱502焊接固定，其另一端与负极极耳102焊接，将负极极耳102焊接在负极连接件504的两个连接片之间，并在盖板50焊接后的焊印处贴上极耳绝缘胶带203，如图1中所示的。具体的，在本实施中，正极连接件503为铝片，负极连接件504为铜片。请继续参阅图3，第二注液口505的位置没有具体的限定，其保证跟第一注液口202对口即可，用于向卷芯10的内部注入电解液。在本实施例中，第二注液口505设于盖板50的侧边，防爆阀506设于盖板50的中间，可以理解的是，其具体位置可根据实际需要进行调整。
电芯收容入壳体60后，将绝缘膜30和盖板50的内端面，即正极连接件503和负极连接件504所在的端面与绝缘膜30采用热烫工艺固定。
该方形电池采用极耳保持架套钳极耳，有效规避了极耳与连接片折弯、以及电芯的Z 向挤压造成的极耳侧正负极片与极耳接触引起的短路问题，同时提高了方形电池在Z方向上的空间利用率进而获得更高的能量密度。此外，也避免了焊渣从上侧掉落卷芯内部的风险，结合包裹的绝缘膜与底托对卷芯进行了全方面的保护，进一步提高电池安全性。
该方形电池的结构简单、安全性高、成本低，便于在各类方形电池结构设计上推广。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种方形电池，其特征在于，其包括：
电芯，所述电芯包括至少一个卷芯、与所述卷芯固定连接的极耳保持架和将所述卷芯包裹的绝缘膜，其中，所述卷芯的一侧分别设有正极极耳和负极极耳，所述极耳保持架与所述卷芯固定连接，所述极耳保持架上开设有两个通孔，所述通孔分别用于所述正极极耳和所述负极极耳穿出；
以及用于容置所述电芯的电池外壳，所述电池外壳包括壳体和盖板，所述电芯收容于所述壳体内，所述盖板将所述壳体封盖且所述绝缘膜与所述盖板的内端面固定连接，所述盖板的外端面分别固定有正极柱和负极柱，所述盖板的内端面设有正极连接件和负极连接件，所述正极连接件的两端分别与所述正极柱、正极极耳连接，所述负极连接件的两端分别与所述负极柱、负极极耳连接。
2.如权利要求1所述的方形电池，其特征在于，所述卷芯的个数为两个，所述卷芯并联且平行放置，并通过固定胶带固定。
3.如权利要求1所述的方形电池，其特征在于，所述极耳保持架为片状，其厚度在0.5～2mm。
4.如权利要求1所述的方形电池，其特征在于，所述极耳保持架上开设有第一注液口，所述盖板上开设有第二注液口，所述第一注液口和所述第二注液口对应。
5.如权利要求1所述的方形电池，其特征在于，所述通孔为条形孔。
6.如权利要求1所述的方形电池，其特征在于，所述绝缘膜包括承托部和包裹部，所述承托部将所述卷芯远离所述极耳保持架的侧面包裹，所述包裹部设于所述承托部相对的两边且自所述承托部向上延伸将所述卷芯的侧面包裹。
7.如权利要求6所述的方形电池，其特征在于，所述承托部上开设有若干孔洞。
8.如权利要求1所述的方形电池，其特征在于，所述盖板上设有防爆阀。
9.如权利要求1所述的方形电池，其特征在于，所述正极连接件为铝片，所述负极连接件为铜片。
10.如权利要求1所述的方形电池，其特征在于，所述正极连接件与所述正极极耳、所述负极连接件与所述负极极耳均为焊接固定；所述绝缘膜和所述盖板通过热烫工艺固定。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113707972A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-11-26 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | Ctp高集成锂离子电池及其制作方法 |
| CN114914591A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-08-16 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种电芯 |
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