CN214336854U - 圆柱形锂电池 - Google Patents

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Abstract

本申请适用于锂电池技术领域，提供了一种圆柱形锂电池，电池壳体、电芯组件、正极端盖和负极端盖，电池壳体的两端分别设有开口；电芯组件设置于电池壳体内；正极端盖和负极端盖设于电池壳体的开口处，并与电芯组件的连接；正极端盖包括防爆片、隔离圈和连接片，隔离圈设于防爆片与连接片之间，防爆片包括连接部和焊接部，连接部沿焊接部的周向设置，焊接部与连接部相焊接。本申请提供的圆柱形锂电池，通过连接部与焊接部的连接处相焊接，精准的控制防爆片破开时的压力，实现防爆片断裂压力的精准控制，保证电池能及时形成排气通道，防止电池爆炸，当电池内压过大时防爆片的中心部位与连接片分离，断开电池帽盖的电性连接，不会引起电池短路。

Description

圆柱形锂电池
技术领域
本申请涉及锂电池技术领域，更具体地说，是涉及一种圆柱形锂电池。
背景技术
目前，现有的铝壳圆柱形电池，包括电池壳，电池壳为向上开口的圆柱形铝壳，电池壳上设计有电池盖板固定凹槽和电芯固定凹槽，电池壳内装有电芯，电芯上端带有电芯正极耳和电芯负极耳，电池壳上端盖有电池盖板，电池盖板上镶嵌有导电端子，导电端子与电芯正极耳和电芯负极耳通过圆孔固定连接。然而，现有的圆柱铝壳电池两端为平板结构，电池使用时电阻值较大，且无法及形成泄压排气通道，容易引发电池热失稳，存在电池安全使用风险。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种圆柱形锂电池，旨在解决现有技术中圆柱铝壳电池两端为平板结构，电池使用时电阻值较大，且无法及形成泄压排气通道，容易引发电池热失稳，存在电池安全使用风险的技术问题。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种圆柱形锂电池，包括：
电池壳体，所述电池壳体的两端分别设置有开口；
电芯组件，所述电芯组件设置于所述电池壳体内；
负极端盖，所述负极端盖设置于所述电池壳体的一端的所述开口处；
正极端盖，所述正极端盖设置于所述电池壳体的另一端的所述开口处，并与所述电芯组件的一端连接，所述正极端盖包括防爆片、隔离圈和连接片，所述隔离圈设置于所述防爆片与所述连接片之间，所述电池壳体设置于所述防爆片的周向外部，所述防爆片包括连接部和焊接部，所述隔离圈设置于所述连接部的底部，所述连接部沿所述焊接部的周向设置，且所述焊接部与所述连接部相焊接。
进一步地，所述焊接部上设置有破裂刻线，所述破裂刻线靠近所述连接部设置；和/或
所述连接片上设置有刻痕线，所述刻痕线靠近所述焊接部的中部与所述连接片的中部连接处设置。
进一步地，所述连接片远离所述焊接部的一侧设置有凹槽，且所述刻痕线位于所述凹槽的槽底上。
进一步地，所述连接部的厚度大于所述焊接部的厚度，且所述连接部上设置有弯折部，所述弯折部与所述焊接部相焊接，所述弯折部与所述焊接部围合形成开槽。
进一步地，所述负极端盖上远离所述电芯组件的一侧设置有铝质材料层，所述负极端盖上靠近所述电芯组件的一侧设置有铜质材料层，所述铜质材料层与所述电芯组件的另一端连接。
进一步地，所述负极端盖包括盖板和连接块，所述盖板设置于所述电池壳体的一端，且所述盖板上设置有通孔，所述连接块设置于所述通孔内，所述铝质材料层设置于所述连接块上远离所述电芯组件的一侧，所述铜质材料层设置于靠近所述电芯组件的一侧，所述铝质材料层的边缘和所述铜质材料层的边缘分别沿所述通孔的边缘向远离所述通孔的方向在所述盖板上延伸设置。
进一步地，所述盖板上设置有注液孔；所述盖板还包括密封部，所述密封部设置于所述注液孔内，所述密封部用于封堵所述注液孔。
进一步地，所述密封部为不锈钢球，所述不锈钢球与所述注液孔采用激光焊接密封。
进一步地，所述密封部与所述注液孔采用有机胶粘接层粘接密封。
进一步地，所述密封部为T型密封钉，所述注液孔为与所述T型密封钉相配合的T型孔，且所述T型密封钉的底部边缘设置有导向面。
本申请提供的圆柱形锂电池的有益效果在于：与现有技术相比，本申请的圆柱形锂电池，通过防爆片的连接部与焊接部的连接处相焊接，能更精准的控制防爆片破开时的压力，进而实现防爆片断裂压力的精准控制，保证电池能及时形成排气通道，防止电池爆炸，当电池内压过大时防爆片的中心部位与连接片分离，断开电池帽盖的电性连接，不会引起电池短路，保障电池安全，维护人员安全。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请的一个实施例提供的圆柱形锂电池的剖面示意图；
图2是图1中A部的放大示意图；
图3是图1中B部的放大示意图；
图4是本申请的一个实施例提供的圆柱形锂电池的负极端盖的一种结构示意图；
图5是本申请的一个实施例提供的圆柱形锂电池的负极端盖的另一种结构示意图；
图6是本申请的一个实施例提供的圆柱形锂电池的负极端盖的又一种结构示意图；
图7是本申请的一个实施例提供的圆柱形锂电池的正极端盖的爆裂状态示意图。
上述附图所涉及的标号明细如下：
1-电池壳体；2-电芯组件；3-正极端盖；4-负极端盖；
31-防爆片；32-隔离圈；33-连接片；
21-电极卷芯；22-电极延伸片；23-集流板；
311-连接部；312-焊接部；313-破裂刻线；314-弯折部；315-开槽；
331-刻痕线；332-凹槽；
41-连接块；42-盖板；43-密封部；44-密封垫圈；
411-铝质材料层；412-铜质材料层；
421-注液孔；
431-有机胶粘接层；432-T型密封钉。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”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该另一个元件上。
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附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。
如图1至图7所示，本申请的一个实施例提供了圆柱形锂电池，包括电池壳体1、电芯组件2、正极端盖3和负极端盖4，所述电池壳体1的两端分别设置有开口；所述电芯组件2设置于所述电池壳体1内；所述负极端盖4设置于所述电池壳体1的一端的所述开口处，所述正极端盖3设置于所述电池壳体1 的一端的所述开口处，并与所述电芯组件2的一端连接，所述正极端盖3包括防爆片31、隔离圈32和连接片33，所述隔离圈32设置于所述防爆片31与所述连接片33之间，所述电池壳体1设置于所述防爆片31的外部；所述防爆片 31包括连接部311和焊接部312，所述隔离圈32设置于所述连接部311的底部，所述连接部311沿所述焊接部312的周向设置，且所述焊接部312与所述连接部311相焊接。
本申请的实施例提供的圆柱形锂电池，如图1和图2所示，另外，防爆片 31的连接部311与焊接部312的连接处相焊接，能更精准的控制防爆片31破开时的压力，进而实现防爆片31断裂压力的精准控制，保证电池能及时形成排气通道，防止电池爆炸，当电池内压过大时防爆片31的中心部位与连接片33 分离，断开电池帽盖的电性连接，不会引起电池短路，保障电池安全，维护人员安全。
需要说明的是，电芯组件2包括电极卷芯21、电极延伸片22和集流板34，电极卷芯21设置于集流板34的底部，电极延伸片22与负极端盖4的铜质材料层412连接。
在本申请的一些实施例中，可选地，如图6和图7所示，所述焊接部312 上设置有破裂刻线313，所述破裂刻线313靠近所述连接部311设置；和/或所述连接片33上设置有刻痕线331，所述刻痕线331靠近所述焊接部312的中部与所述连接片33的中部连接处设置。
可选地，如图3和图7所示，所述连接片33远离所述焊接部312的一侧设置有凹槽332，且所述刻痕线331位于所述凹槽332的槽底上。
在该实施例中，破裂刻线313靠近连接部311设置，当电池内部压力过大时，通过焊接部312的中部与连接片33的中部焊接连接接触，连接片33对焊接部312的中部产生向上压力，方便焊接部312的中间发生弹性形变，进而使靠近连接部311的破裂刻线313发生断裂，便于排压泄气，另外，连接片33 的中部与焊接部312的中部连接，连接片33上的刻痕线331靠近连接片33与焊接部312连接处的两端设置，这样在电池内压过大时连接片33处的刻痕线 331首先断开，完成电池帽盖电性连接的断开，当电池内压持续增大时，防爆片31的焊接部312的破裂刻线313在防爆片31的连接部311与焊接部312的焊接处拉曳达到设定焊接压力阈值时断开，形成排气通道，便于排压泄气，连接片33的刻痕线331位于凹槽332的槽底上，这样使凹朝向电池内部，当电池内压过大时连接片33处的刻痕线331更容易断开，进而完成电池帽盖电性连接的断开。
在本申请的一些实施例中，可选地，如图3和图7所示，所述连接部311 的厚度大于所述焊接部312的厚度，所述连接部311上设置有弯折部314，所述弯折部314与所述焊接部312相焊接，所述弯折部314与所述焊接部312围合形成开槽315。
在该实施例中，连接部311的弯折部314与焊接部312围合形成开槽315，开槽315处形成爆破区，这样增加了焊接部312的爆裂空间，便于泄压排气，同时，所述焊接部312与所述连接部311的连接处采用超声波焊接或激光焊接，另外，防爆阀的连接部311的厚度大于焊接部312的厚度，使连接部311的厚度设计保证去除顶盖后的帽盖的强度，焊接部312的厚度设计确保防爆阀上的破裂刻线313可以及时断裂，断开电性连接，保证电池安全。
在本申请的一些实施例中，可选地，如图2所示，所述负极端盖4上远离所述电芯组件2的一侧设置有铝质材料层411，所述负极端盖4上靠近所述电芯组件2的一侧设置有铜质材料层412，所述铜质材料层412与所述电芯组件2 的另一端连接。
在该实施例中，通过在负极端盖4上远离所述电芯组件2的一侧设置有铝质材料层411，负极端盖4上靠近电芯组件2的一侧设置有铜质材料层412，铜质材料层412与电芯组件2的另一端连接，这样使电池通过铝质材料层411与电池外部电连接时，减小了连接电阻，电池通过铜质材料层412与电池内部电连接时也减小了连接电阻。
在本申请的一些实施例中，可选地，如图2、图4至图6所示，所述负极端盖4包括盖板42和连接块41，所述盖板42设置于所述电池壳体1的一端，且所述盖板42上设置有通孔，所述连接块41设置于所述通孔内，所述铝质材料层411设置于所述连接块41上远离所述电芯组件2的一侧，所述铜质材料层 412设置于所述靠近所述电芯组件2的一侧，所述铝质材料层411的边缘和所述铜质材料层412的边缘分别沿所述通孔的边缘向远离所述通孔的方向在所述盖板42上延伸设置。可选地，连接块41与盖板42之间设置有密封垫圈44，密封垫圈44用于密封和绝缘作用。
在该实施例中，具体地，盖板42与电池壳体1连接，铝质材料层411设置于连接块41上远离电芯组件2的一侧，铜质材料层412设置于靠近电芯组件2 的一侧，铝质材料层411的边缘和铜质材料层412的边缘分别沿所述通孔的边缘向远离盖板42的通孔的方向在盖板42上延伸设置，也就是使连接部311呈工字型结构，在工字型的上表面设置铝质材料层411，工字型的下表面设置铜质材料层412，这样使负极盖板42与电池外部电连接时，通过铝质材料层411 与电池外部连接，铜质材料层412与电池内部的电芯组件2连接，相对现有技术中采用铜镀镍材质的负极端盖4，减小了连接电阻。
在本申请的一些实施例中，可选地，如图2、图4至图6所示，所述盖板 42上设置有注液孔421；所述盖板42还包括密封部43，所述密封部43设置于所述注液孔421内，所述密封部43用于封堵所述注液孔421。可选地，如图3 所示，所述密封部43为不锈钢球，所述不锈钢球与所述注液孔421采用激光焊接密封。
在该实施例中，盖板42上设置注液孔421，密封部43用于封堵注液孔421，密封部43可以是不锈钢球，可以在不锈钢球的周边采用激光焊或冷焊进行连接密封，确保不锈钢球的密封稳定，避免晃动，放止漏液。
在本申请的上述实施例中，可选地，如图5所示，所述密封部43与所述注液孔421采用有机胶粘接层431粘接密封。还可以通过在密封球上端采用有机胶粘接层431进行连接来确保密封球的密封稳定，避免其晃动，有机胶粘接层 431可采用如UV胶等
在本申请的上述实施例中，可选地，如图6所示，所述密封部43为T型密封钉432，所述注液孔421为与所述T型密封钉432相配合的T型孔，且所述T型密封钉432的底部边缘设置有导向面。还可以通过T型密封钉432替换密封球，并在T型密封钉432底部进行倒角处理，也就是形成导向面，通过铝合金材料的T型密封钉432激光焊接来进行对注液孔421的封装，防止漏液。
综上所述，本申请的实施例提供的圆柱形锂电池，通过在负极端盖上远离所述电芯组件的一侧设置有铝质材料层，负极端盖上靠近电芯组件的一侧设置有铜质材料层，铜质材料层与电芯组件的另一端连接，这样使电池通过铝质材料层与电池外部电连接时，减小了连接电阻，电池通过铜质材料层与电池内部电连接时也减小了电阻，另外，防爆片的连接部与焊接部的连接处相焊接，能更精准的控制防爆片破开时的压力，进而实现防爆片断裂压力的精准控制，保证电池能及时形成排气通道，防止电池爆炸，当电池内压过大时防爆片可及时断裂，断开电池帽盖的电性连接，不会引起电池短路，保障电池安全，维护人员安全。
以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆柱形锂电池，其特征在于，包括：
电池壳体，所述电池壳体的两端分别设置有开口；
电芯组件，所述电芯组件设置于所述电池壳体内；
负极端盖，所述负极端盖设置于所述电池壳体的一端的所述开口处；
正极端盖，所述正极端盖设置于所述电池壳体的另一端的所述开口处，并与所述电芯组件的一端连接，所述正极端盖包括防爆片、隔离圈和连接片，所述隔离圈设置于所述防爆片与所述连接片之间，所述电池壳体设置于所述防爆片的周向外部，所述防爆片包括连接部和焊接部，所述隔离圈设置于所述连接部的底部，所述连接部沿所述焊接部的周向设置，且所述焊接部与所述连接部相焊接。
2.如权利要求1所述的圆柱形锂电池，其特征在于，所述焊接部上设置有破裂刻线，所述破裂刻线靠近所述连接部设置；和/或
所述连接片上设置有刻痕线，所述刻痕线靠近所述焊接部的中部与所述连接片的中部连接处设置。
3.如权利要求2所述的圆柱形锂电池，其特征在于，所述连接片远离所述焊接部的一侧设置有凹槽，且所述刻痕线位于所述凹槽的槽底上。
4.如权利要求1所述的圆柱形锂电池，其特征在于，所述连接部的厚度大于所述焊接部的厚度，且所述连接部上设置有弯折部，所述弯折部与所述焊接部相焊接，所述弯折部与所述焊接部围合形成开槽。
5.如权利要求1所述的圆柱形锂电池，其特征在于，所述负极端盖上远离所述电芯组件的一侧设置有铝质材料层，所述负极端盖上靠近所述电芯组件的一侧设置有铜质材料层，所述铜质材料层与所述电芯组件的另一端连接。
6.如权利要求5所述的圆柱形锂电池，其特征在于，所述负极端盖包括盖板和连接块，所述盖板设置于所述电池壳体的一端，且所述盖板上设置有通孔，所述连接块设置于所述通孔内，所述铝质材料层设置于所述连接块上远离所述电芯组件的一侧，所述铜质材料层设置于靠近所述电芯组件的一侧，所述铝质材料层的边缘和所述铜质材料层的边缘分别沿所述通孔的边缘向远离所述通孔的方向在所述盖板上延伸设置。
7.如权利要求6所述的圆柱形锂电池，其特征在于，所述盖板上设置有注液孔；
所述盖板还包括密封部，所述密封部设置于所述注液孔内，所述密封部用于封堵所述注液孔。
8.如权利要求7所述的圆柱形锂电池，其特征在于，所述密封部为不锈钢球，所述不锈钢球与所述注液孔采用激光焊接密封。
9.如权利要求7所述的圆柱形锂电池，其特征在于，所述密封部与所述注液孔采用有机胶粘接层粘接密封。
10.如权利要求7所述的圆柱形锂电池，其特征在于，所述密封部为T型密封钉，所述注液孔为与所述T型密封钉相配合的T型孔，且所述T型密封钉的底部边缘设置有导向面。
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