CN214625295U - 一种圆柱锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种圆柱锂离子电池，包括壳体，壳体的顶部固定安装有防爆盖帽组件，壳体的底部固定安装有防爆底盖组件；防爆盖帽组件包括顶盖、防爆片、绝缘环和孔板，防爆片位于顶盖的下方并与顶盖导通，绝缘环位于防爆片的底面与孔板的顶面之间，以使防爆片与孔板分隔，防爆片的中部朝向孔板凸出形成翻折部，翻折部穿过绝缘环的内环与孔板抵接；防爆片的底面设有位于翻折部周沿的第一刻痕；防爆底盖组件包括底盖板，底盖板的底面设有第二刻痕。与现有技术相比，其结构简单，制造成本低，通过在电池的顶部和底部均设置防爆结构，当电池发生异常失效时，可双向泄压，提高了电池安全性能提高。

Description

一种圆柱锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种圆柱锂离子电池。

背景技术

圆柱锂离子电池在各行各业的运用越来越广泛，但相对于方形、软包锂离子电池，圆柱锂离子电池单体容量有限，为了适应各领域的应用，圆柱电池结构只能往更大、更高的方向发展。

随着大圆柱锂离子电池的发展，现有金属桶状壳及盖帽防护结构已不能满足安全性的需求。当电池出现短路、过充等异常情况时，会造成热失控，使电池内部温度急剧上升，电池内部的物质，如活性物质、电解液急剧分解并产生高温和大量气体，导致电池内部气压升高，壳体膨胀变形，严重时会导致爆炸。另外，大圆柱电池壳体越来越高，会存在以下两大问题，其一：大型壳体冲压拉伸制造成桶状的难度越来越大，其二：仅正极端盖帽防爆安全保护泄压，若泄压不及时或能力不足，很容易造成爆炸，防爆性能较差。

另外，随着更大、更高的圆柱电池的发展，电池都采用铝筒状壳体和双头盖板，而对于壳体与双头盖板的固接，现有的方式是采用激光焊接密封，虽然这种固接方式安全性能较优，但对激光焊接密封用到的材料成本以及制造成本都较高，不适用于中小型企业生产。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种圆柱锂离子电池，采用该电池能够解决以往防爆性能差的问题。

本发明提供一种圆柱锂离子电池，包括壳体，壳体的顶部固定安装有防爆盖帽组件，壳体的底部固定安装有防爆底盖组件；防爆盖帽组件包括顶盖、防爆片、绝缘环和孔板，防爆片位于顶盖的下方并与顶盖导通，绝缘环位于防爆片的底面与孔板的顶面之间，以使防爆片与孔板分隔，防爆片的中部朝向孔板凸出形成翻折部，翻折部穿过绝缘环的内环与孔板抵接；防爆片的底面设有位于翻折部周沿的第一刻痕；防爆底盖组件包括底盖板，底盖板的底面设有第二刻痕。

其中，第一刻痕为开设在防爆片底面的第一环状沟槽。

其中，第一环状沟槽的横截面形状为三角形或梯形。

其中，第二刻痕为开设在底盖板的底面的第二环状沟槽。

其中，第二环状沟槽的横截面形状为三角形或梯形。

其中，防爆片的周沿朝上延伸出折弯部，折弯部卡扣在顶盖的周沿。

其中，防爆盖帽组件还包括盖帽密封圈，盖帽密封圈包住顶盖、防爆片、绝缘环和孔板，盖帽密封圈紧贴壳体的内壁形成密封。

其中，防爆底盖组件还包括底盖密封圈，底盖密封圈包住底盖板，底盖密封圈紧贴壳体的内壁形成密封。

其中，壳体内还设有卷芯，卷芯的顶端和底端分别固接有上集流盘和下集流盘，上集流盘与孔板导通，下集流盘与底盖板导通。

其中，壳体的顶端面朝里横向延伸出上翻边部，壳体的侧面上部形成有一圈第一滚槽，防爆盖帽组件卡持在上翻边部与第一滚槽之间，壳体的底端面朝里横向延伸出下翻边部，壳体的侧面下部形成有一圈第二滚槽，防爆底盖组件卡持在下翻边部与第二滚槽之间。

本实用新型的有益效果：本申请圆柱锂离子电池，当电池内部气压达到某个定值时，防爆片的翻折部朝上翻折，翻折部不再与孔板导通，绝缘环将防爆片与孔板分隔，防爆盖帽组件形成断路，保证了用电安全，若电池内部气压进一步增大，防爆片的翻折部破裂泄压，防止电池爆炸，通过在翻折部周沿设置第一刻痕，更利于翻折部朝上翻折以及防爆片破裂泄压，进一步提高电池的安全性；同理，当电池内部气压达到某个定值时，底盖板的第二刻痕处会破裂泄压，通过设置第二刻痕，更利于底盖板破裂泄压，进一步提高安全性；

与现有技术相比，本申请的圆柱锂离子电池结构简单，制造工艺简单，制造成本低，通过在电池的顶部和底部均设置防爆结构，当电池发生异常失效时，可双向泄压，提高了电池安全性能提高。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本实施例中圆柱锂离子电池的剖视图。

图2为本实施例中圆柱锂离子电池的分解图。

图3为图1中A处的放大图。

图4为本实施例中防爆片的结构示意图。

图5为图1中B处的放大图。

图6为本实施例中底盖板的结构示意图。

附图说明：壳体1，上翻边部11，下翻边部12，第一滚槽13，第二滚槽14，卷芯2，防爆盖帽组件3，顶盖31，防爆片32，翻折部321，折弯部322，绝缘环33，孔板34，盖帽密封圈35，防爆底盖组件4，底盖板41，底盖密封圈42，上集流盘5，下集流盘6，第一刻痕71，第二刻痕72。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

本实用新型的一种圆柱锂离子电池的具体实施方式，如图1所示，电池包括壳体1，包括壳体1内部设有卷芯2，壳体1的顶部固定安装有防爆盖帽组件3，壳体1的底部固定安装有防爆底盖组件4。应当说明的是，本实施例的壳体1采用拉拔成型工艺制备而成，相较于传统冲压拉伸，可得到更高的直通圆筒壳，适用于容量大的电池使用，材质可为铝、镀镍碳钢、碳钢、不锈钢等材质。

请见图2，在本实施例中，卷芯2采用全极耳方式的卷芯2，卷芯2的顶端和低端分别设置有上集流盘5和下集流盘6，上集流盘5和下集流盘6分别与卷芯2采用激光焊接的方式固定连接，焊接后的卷芯2经过绝缘工艺处理后，放入壳体1。应当说明的是，上集流盘5和下集流盘6的材质可以为铝、镍、铜、镀镍铜其中的一种，全极耳的卷芯2和集流盘的结构形式内阻较小，倍率较高，适用于大容量电池。上集流盘5的工作端与图3中的孔板34激光焊接，而下集流盘6的工作端与图5中的底盖板41激光焊接或超声焊接。

请见图3，防爆盖帽组件3包括盖帽密封圈35、顶盖31、防爆片32、绝缘环33和孔板34，盖帽密封圈35包住顶盖31、防爆片32、绝缘环33和孔板34，盖帽密封圈35紧贴壳体1的内壁形成密封。作为改进的是，防爆片32位于顶盖31的下方并与顶盖31导通，具体的，防爆片32的周沿朝上延伸出U型的折弯部322，U型的折弯部322卡扣在顶盖31的周沿，从而保证了防爆片32与顶盖31的导通，使结构更加紧凑安全。绝缘环33位于防爆片32的底面与孔板34的顶面之间，以使防爆片32与孔板34分隔，防爆片32的中部朝向孔板34凸出形成翻折部321，翻折部321穿过绝缘环33的内环与孔板34抵接导通。防爆片32的底面设有位于翻折部321周沿的第一刻痕71，作为优选的方案，请见图4，第一刻痕71为开设在防爆片32底面的第一环状沟槽，第一环状沟槽的横截面形状为三角形或梯形，这种能够有效地引导翻折部321朝上翻折。当电池内部气压达到某个定值时，防爆片32的翻折部321朝上翻折，翻折部321不再与孔板34导通，绝缘环33将防爆片32与孔板34分隔，防爆盖帽组件3形成断路，保证了用电安全，若电池内部气压进一步增大，防爆片32的翻折部321破裂泄压，防止电池爆炸，通过在翻折部321周沿设置第一刻痕71，更利于翻折部321朝上翻折以及防爆片32破裂泄压，进一步提高电池的安全性。当电池内部气压达到某个定值时，图5和图6所示，底盖板41的第二刻痕72处会破裂泄压，通过设置第二刻痕72，更利于底盖板41破裂泄压，进一步提高安全性。

在本实施例中，请见图5和图6，防爆底盖组件4包括底盖板41和底盖密封圈42，底盖密封圈42包住底盖板41，底盖密封圈42紧贴壳体1的内壁形成密封。作为改进的是，底盖板41的底面设有第二刻痕72。与防爆盖帽组件3的设置方式相同，第二刻痕72为开设在底盖板41的底面的第二环状沟槽，第二环状沟槽的横截面形状为三角形或梯形。防爆底盖板41材质为铝、镀镍碳钢等。

本实施例的电池采用的是双头滚封结构，结合图3和图5，壳体1的顶端面朝里横向延伸出上翻边部11，壳体1的侧面上部形成有一圈第一滚槽13，防爆盖帽组件3卡持在上翻边部11与第一滚槽13之间，在装配状态下，上翻边部11与第一滚槽13夹持盖帽密封圈35，这种采用滚封机形成的机械密封能够有效地保证密封性能。同理的，壳体1的底端面朝里横向延伸出下翻边部12，壳体1的侧面下部形成有一圈第二滚槽14，防爆底盖组件4卡持在下翻边部12与第二滚槽14之间，在装配状态下，下翻边部12与第二滚槽14夹持底盖密封圈42，形成有效的机械密封结构。这种双头滚封结构结构简单，使卷芯2固定更可靠，制造工艺简单，设备投资较低，动力能耗低，综合成本低。

与现有技术相比，本实施例的圆柱锂离子电池结构简单，制造工艺简单，制造成本低，通过在电池的顶部和底部均设置防爆结构，当电池发生异常失效时，可双向泄压，提高了电池安全性能提高。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种圆柱锂离子电池，其特征在于：包括壳体，所述壳体的顶部固定安装有防爆盖帽组件，所述壳体的底部固定安装有防爆底盖组件；

所述防爆盖帽组件包括顶盖、防爆片、绝缘环和孔板，所述防爆片位于所述顶盖的下方并与所述顶盖导通，所述绝缘环位于所述防爆片的底面与孔板的顶面之间，以使所述防爆片与孔板分隔，所述防爆片的中部朝向所述孔板凸出形成翻折部，所述翻折部穿过所述绝缘环的内环与所述孔板抵接；

所述防爆片的底面设有位于所述翻折部周沿的第一刻痕；

所述防爆底盖组件包括底盖板，所述底盖板的底面设有第二刻痕。

2.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池，其特征在于：所述第一刻痕为开设在所述防爆片底面的第一环状沟槽。

3.根据权利要求2所述的圆柱锂离子电池，其特征在于：所述第一环状沟槽的横截面形状为三角形或梯形。

4.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池，其特征在于：所述第二刻痕为开设在所述底盖板的底面的第二环状沟槽。

5.根据权利要求4所述的圆柱锂离子电池，其特征在于：所述第二环状沟槽的横截面形状为三角形或梯形。

6.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池，其特征在于：所述防爆片的周沿朝上延伸出折弯部，所述折弯部卡扣在所述顶盖的周沿。

7.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池，其特征在于：所述防爆盖帽组件还包括盖帽密封圈，所述盖帽密封圈包住所述顶盖、防爆片、绝缘环和孔板，所述盖帽密封圈紧贴所述壳体的内壁形成密封。

8.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池，其特征在于：所述防爆底盖组件还包括底盖密封圈，所述底盖密封圈包住所述底盖板，所述底盖密封圈紧贴所述壳体的内壁形成密封。

9.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池，其特征在于：所述壳体内还设有卷芯，所述卷芯的顶端和底端分别固接有上集流盘和下集流盘，所述上集流盘与所述孔板导通，所述下集流盘与所述底盖板导通。

10.根据权利要求1所述的圆柱锂离子电池，其特征在于：所述壳体的顶端面朝里横向延伸出上翻边部，所述壳体的侧面上部形成有一圈第一滚槽，所述防爆盖帽组件卡持在所述上翻边部与所述第一滚槽之间，所述壳体的底端面朝里横向延伸出下翻边部，所述壳体的侧面下部形成有一圈第二滚槽，所述防爆底盖组件卡持在所述下翻边部与所述第二滚槽之间。

Images