CN215578675U - 正极柱和正极集流盘的装配结构、电池、电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种正极柱和正极集流盘的装配结构，包括正极柱和正极集流盘，正极柱上套设有上绝缘塑胶圈、中绝缘塑胶圈和下绝缘塑胶圈，下绝缘塑胶圈相比于上绝缘塑胶圈更靠近正极集流盘，中绝缘塑胶圈设置在上绝缘塑胶圈和下绝缘塑胶圈之间，上绝缘塑胶圈上设有固定环，固定环与正极柱的外侧壁固定连接，正极柱靠近正极集流盘的端面和正极集流盘焊接连接。本实用新型涉设置有上述装配结构的电池。本实用新型还涉及电池模组，电池模组包括上述电池。本实用新型还涉及电池包，电池包包括上述电池模组。

Description

正极柱和正极集流盘的装配结构、电池、电池模组及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池领域，特别是涉及一种正极柱和正极集流盘的装配结构、一种设置有上述装配结构的电池、电池模组和电池包。

背景技术

圆柱型全极耳锂离子电池包括壳体、正极柱、正极集流盘、负极盖板、负极集流盘、电芯等组件，壳体为圆柱型槽体结构，正极集流盘、负极集流盘、电芯均设置在壳体的内部，通过负极盖板与壳体的槽口连接后使内外环境隔绝起到密封作用，正极柱由壳体的远离负极盖板的端面贯穿进入壳体的内部，正极柱和壳体为铆接结构。正极集流盘在正极柱及电芯之间起传导电流的作用，若正极集流盘与正极柱装配后连接强度不足，一旦正极集流盘从正极柱上脱落将会造成电池直接断开。正极柱和正极集流盘的装配结构相对比较复杂，该装配结构会直接影响圆柱型全极耳锂离子电池性能发挥和使用。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种正极柱和正极集流盘的装配结构，正极集流盘直接焊接到正极柱上，确保了正极集流盘和正极柱的连接强度并且增加了正极柱的过流能力。

为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种正极柱和正极集流盘的装配结构，包括正极柱和正极集流盘，正极柱上套设有上绝缘塑胶圈、中绝缘塑胶圈和下绝缘塑胶圈，下绝缘塑胶圈相比于上绝缘塑胶圈更靠近正极集流盘，中绝缘塑胶圈设置在上绝缘塑胶圈和下绝缘塑胶圈之间。上绝缘塑胶圈上设有固定环，固定环与正极柱的外侧壁固定连接。正极柱靠近正极集流盘的端面和正极集流盘焊接连接。

正极柱包括三个圆柱及一圆台同轴叠加的一体式结构，从上至下分别为第一圆柱、圆台、第二圆柱和第三圆柱，第三圆柱的直径大于第二圆柱的直径，第二圆柱的直径大于第一圆柱的直径。第一圆柱远离圆台的端面设置有正极连接端子。

上绝缘塑胶圈套设在第一圆柱的外侧壁上，上绝缘塑胶圈远离中绝缘塑胶圈的端面设置有一环形凹槽，固定环为铝环或钢环，固定环一端面的边缘周向设置有凸起块，凸起块插入环形凹槽中，正极柱的顶部插入固定环的内孔中，固定环与正极柱远离正极集流盘的端部的外侧壁铆接和/或焊接。

圆台贯穿中绝缘塑胶圈，中绝缘塑胶圈在正极柱的外侧壁的投影覆盖圆台的外侧壁。

下绝缘塑胶圈远离中绝缘塑胶圈的端面设置有一凹槽，第二圆柱贯穿该凹槽的槽底面，并且第三圆柱位于该凹槽的槽体内，第三圆柱远离第二圆柱的端面与凹槽的槽口位于同一水平面，并且第三圆柱远离第二圆柱的端面与正极集流盘焊接连接，正极集流盘的宽度大于凹槽的槽口的宽度但小于下绝缘塑胶圈的宽度，正极集流盘和下绝缘塑胶圈远离中绝缘塑胶圈的端面接触。

被实用新型提供的正极柱和正极集流盘的装配结构适用于圆柱型全极耳锂离子电池，也适用于方型全极耳锂离子电池。

第二方面，本实用新型提供一种电池，包括壳体和设置在壳体内部的电芯，该电池设置有上述的正极柱和正极集流盘的装配结构。壳体为槽体结构，为方便叙述，将壳体远离壳体的槽口的端面称为“壳体底端面”，将壳体底端面和壳体的槽底面之间的壳体的部分称为“壳体底部”。

电芯为全极耳结构，全极耳结构的电芯依次经过超声揉平和机械揉平后，再通过激光焊接到正极集流盘远离正极柱的端面焊接到揉平后的电芯的正极端面，此时正极集流盘和电芯的正极电性连接。壳体底部上设置有连接孔，连接孔贯穿壳体底部，正极柱贯穿连接孔进入壳体的内部，连接孔的内侧壁和正极柱的外侧壁之间设置有中绝缘塑胶圈，下绝缘塑胶圈和正极集流盘设置在壳体的内部，并且下绝缘塑胶圈和壳体的槽底面接触。上绝缘塑胶圈设置在壳体底端面的外侧并且上绝缘塑胶圈和壳体底端面接触。

第三方面，本实用新型提供一种动力电池模组，包括上述的电池。

第四方面，本实用新型提供一种动力电池包，包括上述的动力电池模组。

本实用新型提供一种正极柱和正极集流盘的装配结构，正极集流盘直接焊接到正极柱上，确保了正极集流盘和正极柱的连接强度并且增加了正极柱的过流能力，而且通过设置上绝缘塑胶圈、中绝缘塑胶圈和下绝缘塑胶圈确保了对于正极柱的外侧壁的绝缘隔离。

下面结合具体实施例进行说明。

附图说明

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。

图1为本实用新型一实施例提供的正极柱和正极集流盘的装配结构的正视图。

图2为本实用新型一实施例提供的正极柱和正极集流盘的装配结构的爆炸图。

图3为本实用新型一实施例提供的正极柱和正极集流盘的装配结构的爆炸图。

图4为本实用新型一实施例提供的电池的正视图。

图5为图4局部A的剖视图。

其中，附图标记为：1.正极柱；11.第一圆柱；12.第二圆柱；13.第三圆柱； 14.圆台；21.上绝缘塑胶圈；211.环形凹槽；212.定位块；213.第一放置凹槽； 22.中绝缘塑胶圈；23.下绝缘塑胶圈；231.第二放置凹槽；232.凹槽；3.正极集流板；4.固定环；41.环形凸起块；42.定位槽；5.壳体；51.安装凹槽；6.电芯。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，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。

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上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如附图1-3所示，本实用新型一实施例提供的正极柱和正极集流盘的装配结构，包括正极柱1、固定环4、上绝缘塑胶圈21、中绝缘塑胶圈22、下绝缘塑胶圈23和正极集流板3，正极柱1、上绝缘塑胶圈21、中绝缘塑胶圈22和下绝缘塑胶圈23构成铆接结构。正极柱1依次贯穿固定环4、上绝缘塑胶圈21、中绝缘塑胶圈22和下绝缘塑胶圈23，正极柱1靠近下绝缘塑胶圈23的端面和正极集流板3焊接连接，正极柱1的中轴线、固定环4的中轴线、上绝缘塑胶圈 21的中轴线、中绝缘塑胶圈22的中轴线、下绝缘塑胶圈23的中轴线和正极集流板3的中轴线均重合。

上绝缘塑胶圈21远离中绝缘塑胶圈22的端面设置有一环形凹槽211，环形凹槽211的中轴线和上绝缘塑胶圈21的中轴线重合。环形凹槽211的内侧壁上设置有两个沿水平方向凸起的定位块212。固定环4靠近上绝缘塑胶圈21的端面的边缘设置有环形凸起块41，环形凸起块41的内侧壁上沿着水平方向内凹形成定位槽42，环形凸起块41上设置有两个定位槽42，定位槽42和定位块212 相配合，环形凸起块41和环形凹槽211紧密结合。

固定环4与正极柱1远离正极集流盘3的端部的外侧壁铆接，固定环4的高度大于环形凹槽211的深度，正极柱1远离正极集流盘3的端面和固定环4 远离上绝缘塑胶圈21的端面处于同一水平面上。正极柱1远离正极集流盘3的端面作为正极连接端子。

上绝缘塑胶圈21靠近中绝缘塑胶圈22的端面设置有第一放置凹槽213。中绝缘塑胶圈22为圆台结构，中绝缘塑胶圈22的直径较小一端与第一放置凹槽 213的槽底面接触，这样设计可以减少装配结构的整体高度。

下绝缘塑胶圈23靠近中绝缘塑胶圈22的端面设置有第二放置凹槽231，中绝缘塑胶圈22的直径较大一端与第二放置凹槽231的槽底面接触。

正极柱1包括三个圆柱及一圆台同轴叠加的一体式结构，从上至下分别为第一圆柱11、圆台14、第二圆柱12和第三圆柱13，第三圆柱13的直径大于第二圆柱12的直径，第二圆柱12的直径大于第一圆柱11的直径。第一圆柱11 远离圆台14的端面设置有正极连接端子。

上绝缘塑胶圈21和第一圆柱11的外侧壁接触，中绝缘塑胶圈22在正极柱 1上的投影覆盖圆台14。

下绝缘塑胶圈23远离中绝缘塑胶圈22的端面设置有凹槽232，第二圆柱 12依次贯穿第二放置凹槽231的槽底面和凹槽232的槽底面，并且第三圆柱13 位于凹槽的232槽体内，第三圆柱13远离第二圆柱12的端面与凹槽232的槽口位于同一水平面，并且第三圆柱远13离第二圆柱12的端面与正极集流盘3 焊接连接，正极集流盘3的宽度大于凹槽232的槽口的宽度但小于下绝缘塑胶圈23的宽度，正极集流盘3和下绝缘塑胶圈23远离中绝缘塑胶圈22的端面接触。此设计可以最大化的减少装配结构的整体高度。

如图4-5所示，本实用新型一实施例还提供一种圆柱型电池，该电池包括壳体5和设置在壳体5内部的电芯6，该电池设置有本实施例提供的正极柱1和正极集流盘3的装配结构。

正极柱1贯穿壳体5进入壳体5内部，正极集流盘3远离正极柱1的端面和电芯6的正极端连接，因此正极柱1通过正极集流盘3和电芯6电性连接，正极柱1带正电。

本实施例提供的装配结构应用于电池时，至少具有如下有益效果：

(1)通过设置上绝缘塑胶圈21、中绝缘塑胶圈22和下绝缘塑胶圈23，能够使正极柱1与壳体5连接后对连接部分达到密封效果，并且能够有效隔正极柱1和壳体5的接触，避免电池的正负极连接出现短路。

(2)中绝缘塑胶圈22设置在正极柱1贯穿壳体5的部分与壳体5之间，通过在正极柱1外侧设置的中绝缘塑胶圈22，使得正极柱1贯穿壳体5的部分与壳体5之间隔绝绝缘，并且上绝缘塑胶圈21和下绝缘塑胶圈23均在竖直方向对中绝缘塑胶圈22形成挤压，壳体5在水平方向对中绝缘塑胶圈22形成挤压，从而使中绝缘塑胶圈22与正极柱1紧密结合，使得正极柱1和壳体5隔绝的同时能够阻碍正极柱1的转动。

(3)本实施例提供的装配结构通过从上至下各部件的层层嵌套和无缝叠合，充分利用了轴向上的装配空间。本实施例中正极连接端子和固定环4远离上绝缘塑胶圈21的端面处于同一水平面，固定环4与正极柱1铆接后不突出于正极柱1的表面，从而降低了电池总体的高度，还降低了电池的重量，另一方面，固定环4与正极柱1铆接后会同时将上绝缘塑胶圈21压紧在壳体5上。

(4)电池的壳体5的端面上设置有安装凹槽51，正极柱1由安装凹槽51 的中部贯穿进入壳体5的内部，正极柱1的中轴线、安装凹槽51的中轴线、壳体5的中轴线均重合。上绝缘塑胶圈21与安装凹槽51紧密接触，从而限制了上绝缘塑胶圈21在水平方向的移位，安装凹槽51通过上绝缘塑胶圈21在水平方向挤压正极柱1，这样有利于对正极柱1的固定，并且该设计有利于降低电池总体的高度。

(5)下绝缘塑胶圈23和正极集流盘3均设置在壳体5的内部，下绝缘塑胶圈23将正极集流盘3和壳体5隔绝，同轴叠加的下绝缘塑胶圈23和正极集流盘3可使壳体5内部的轴向空间得到最大限度的使用。

(6)壳体5的安装凹槽51在壳体5内部形成凸起，该凸起和下绝缘塑胶圈23的第二放置凹槽231紧密接触，从而限定了下绝缘塑胶圈23在水平方向的移动，这样有利于对正极柱1的固定，并且该设计有利于降低电池总体的高度。

本实用新型第三方面的电池模组动力电池模组包括第二方面的电池，第四方面的电池包包括第三方面的电池模组，也至少具有上述正极柱和正极集流盘的装配结构实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

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)

1.一种正极柱和正极集流盘的装配结构，其特征在于：包括正极柱和正极集流盘，所述正极柱上套设有上绝缘塑胶圈、中绝缘塑胶圈和下绝缘塑胶圈，所述下绝缘塑胶圈相比于所述上绝缘塑胶圈更靠近所述正极集流盘，所述中绝缘塑胶圈设置在所述上绝缘塑胶圈和所述下绝缘塑胶圈之间，所述上绝缘塑胶圈上设有固定环，所述固定环与所述正极柱的外侧壁固定连接，所述正极柱靠近所述正极集流盘的端面和所述正极集流盘焊接连接。

2.根据权利要求1所述的装配结构，其特征在于：所述正极柱包括三个圆柱及一圆台同轴叠加的一体式结构，从上至下分别为第一圆柱、圆台、第二圆柱和第三圆柱，所述第三圆柱的直径大于所述第二圆柱的直径，所述第二圆柱的直径大于所述第一圆柱的直径，所述第一圆柱远离所述圆台的端面设置有正极连接端子。

3.根据权利要求2所述的装配结构，其特征在于：所述上绝缘塑胶圈套设在所述第一圆柱的外侧壁上，所述上绝缘塑胶圈远离所述中绝缘塑胶圈的端面设置有一环形凹槽，所述固定环一端面的边缘周向设置有凸起块，所述凸起块插入所述环形凹槽中，所述正极柱的顶部插入所述固定环的内孔中，所述固定环与所述正极柱远离所述正极集流盘的端部的外侧壁铆接和/或焊接。

4.根据权利要求2所述的装配结构，其特征在于：所述圆台贯穿所述中绝缘塑胶圈，所述中绝缘塑胶圈在所述正极柱的外侧壁的投影覆盖所述圆台的外侧壁。

5.根据权利要求4所述的装配结构，其特征在于：所述中绝缘塑胶圈为圆台结构，所述上绝缘塑胶圈靠近所述中绝缘塑胶圈的端面设置有第一放置凹槽，所述下绝缘塑胶圈靠近所述中绝缘塑胶圈的端面设置有第二放置凹槽，所述中绝缘塑胶圈的直径较小一端与所述第一放置凹槽的槽底面接触，所述中绝缘塑胶圈的直径较大一端与所述第二放置凹槽的槽底面接触。

6.根据权利要求2所述的装配结构，其特征在于：所述下绝缘塑胶圈远离所述中绝缘塑胶圈的端面设置有凹槽，所述第二圆柱贯穿所述凹槽的槽底面，并且所述第三圆柱位于所述凹槽的槽体内，所述第三圆柱远离所述第二圆柱的端面与所述凹槽的槽口位于同一水平面，并且所述第三圆柱远离所述第二圆柱的端面与所述正极集流盘焊接连接，所述正极集流盘的宽度大于所述凹槽的槽口的宽度但小于所述下绝缘塑胶圈的宽度，所述正极集流盘和所述下绝缘塑胶圈远离所述中绝缘塑胶圈的端面接触。

7.一种电池，包括壳体和设置在所述壳体的内部的电芯，其特征在于：所述电池设置有权利要求1-6任一项权利要求所述的一种正极柱和正极集流盘的装配结构，所述正极柱通过所述正极集流盘和所述电芯电性连接。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于：所述正极柱贯穿所述壳体进入所述壳体的内部，所述中绝缘塑胶圈设置在所述正极柱贯穿所述壳体的部分与所述壳体之间，所述上绝缘塑胶圈和所述下绝缘塑胶圈均在竖直方向对所述中绝缘塑胶圈形成挤压，所述壳体在水平方向对所述中绝缘塑胶圈形成挤压。

9.一种电池模组，其特征在于：包括权利要求7所述的电池。

10.一种电池包，其特征在于：包括权利要求9所述的电池模组。

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