CN216450702U - 一种异形电池 - Google Patents

Abstract

一种异形电池，涉及动力电池技术领域，包括电池壳体，电池壳体内设有卷芯，电池壳体的内壁具有第一定位面，卷芯的外壁具有第二定位面，第一定位面和第二定位面抵接配合，第一定位面和第二定位面均为异形面。本实用新型提供的异形电池，相比于传统的圆柱电池，本实用新型的卷芯通过两个异形面的抵接配合构成限位，使得卷芯能够牢固的锚定在电池壳体中，使得电池即使在运输或放置过程中，电芯不会发生抖动或晃动，保证了电池的使用寿命及使用性能。此外，相比于现有技术中采用滚槽来固定电芯的方式，本实用新型生产工序少，操作简单，能够有效降低生产成本，提高生产效率。

Description

一种异形电池

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，具体涉及一种异形电池。

背景技术

动力电池在实际应用中具有重要的作用，锂离子动力电池具有能量密度高、快速充放电、循环寿命长、安全性能好和对环境友好等优点，在新能源汽车领域得到广泛的应用。

通常，圆柱电池由正极极片、隔膜、负极极片依次层叠绕卷成电芯后收容在钢壳中，将电芯焊接极耳后，最后盖上盖帽制成。然而传统的圆柱电池对于轴向的固定措施不够，不利于卷芯在钢壳中的稳定，因而电池在运输或放置过程中，容易发生抖动、颠簸，会使电芯晃动、脱落、焊接松动等，进而影响其使用寿命及性能。为了确保锂离子电池电芯在电池内部的固定，目前，普通圆柱电池都是通过滚槽来固定电芯，需要在卷芯入钢壳后，对钢壳进行滚槽压制，再进行焊接，这种方法操作复杂，工序繁多，而且严重影响生产效率，并且电池功率密度和能量密度无法兼顾。

因此亟需设计一种电池结构来确保锂离子电池电芯在电池内部的固定，从而保证在使用中的安全性。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的电芯轴向不固定，电池在运输或放置过程中因抖动、颠簸造成电芯晃动、脱落、焊接松动等，进而影响其使用寿命的缺陷，从而提供一种异形电池。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种异形电池，包括电池壳体，所述电池壳体内设有卷芯，电池壳体的内壁具有第一定位面，卷芯的外壁具有第二定位面，第一定位面和第二定位面抵接配合，第一定位面和第二定位面均为异形面。

可选的，所述电池壳体包括筒体以及设置在所述筒体两端开口上的第一端盖和第二端盖，所述第一定位面设在所述筒体的内壁、所述第一端盖或所述第二端盖中的一个或多个上，所述卷芯与所述电池壳体的容纳腔相匹配。

可选的，所述第一定位面设在所述第一端盖和所述第二端盖上，所述第二定位面设在所述卷芯的两端，所述卷芯的一端与所述第一端盖的所述第一定位面配合，所述卷芯的另一端与所述第二端盖的所述第一定位面配合。

可选的，所述异形面为锥形、曲面或圆台形中的一种。

可选的，所述异形面呈凸起或凹陷设置。

可选的，所述第一端盖的第一定位面为向内凹陷的锥形面，所述第二端盖的第一定位面为向外凸起的锥形面，所述卷芯两端的所述第二定位面分别对应设为向外凸起的锥形面和向内凹陷的锥形面。

可选的，所述第一端盖的第一定位面为向内凹陷的曲面，所述第二端盖的第一定位面为向外凸起的曲面，所述卷芯两端的所述第二定位面分别对应设为向外凸起的曲面和向内凹陷的曲面。

可选的，所述第一定位面设在所述筒体的内壁上，所述第二定位面对应设在所述卷芯的侧壁上，所述卷芯的所述第二定位面与所述筒体的所述第一定位面抵接配合。

可选的，所述第一定位面为沿所述筒体内壁一圈向内凹陷设置的曲面，所述第二定位面为沿所述卷芯外壁一圈向外凸起设置的曲面。

可选的，所述第一定位面为沿所述筒体内壁一圈向外凸起设置的曲面，所述第二定位面为沿所述卷芯外壁一圈向内凹陷设置的曲面。

可选的，所述第一定位面设在所述第一端盖、所述第二端盖和所述筒体的内壁上，所述第二定位面设在所述卷芯的两端以及所述卷芯的侧壁上。

可选的，所述第一端盖的第一定位面为向内凹陷的锥形面，所述第二端盖的第一定位面为向外凸起的锥形面，所述卷芯两端的所述第二定位面分别对应设为向外凸起的锥形面和向内凹陷的锥形面；

所述筒体内壁上的所述第一定位面为一圈向外凸起设置的曲面，所述卷芯外壁上的所述第二定位面为一圈向内凹陷设置的曲面。

可选的，所述第一定位面和所述第二定位面固定相连或抵触相接。

可选的，所述卷芯的两端分别与所述第一端盖、所述第二端盖焊接。

可选的，所述电池壳体的外壁设置有固定滚槽。

本实用新型具有以下优点：

1.本实用新型提供的异形电池，通过在电池壳体的内壁上设置第一定位面，在卷芯的外壁上设置第二定位面，并且第一定位面和第二定位面都设置成异形面，相比于传统的圆柱电池，本实用新型的卷芯通过两个异形面的抵接配合构成限位，使得卷芯能够牢固的锚定在电池壳体中，使得电池即使在运输或放置过程中，电芯不会发生抖动或晃动，保证了电池的使用寿命及使用性能。此外，相比于现有技术中采用滚槽来固定电芯的方式，本实用新型生产工序少，操作简单，能够有效降低生产成本，提高生产效率，同时电池可以兼顾能量密度和功率密度。

2.本实用新型提供的异形电池，第一定位面和第二定位面的设置的位置可以根据实际需要灵活变更，卷芯的两端或两端加侧面都设置异形面，相应的，在电池壳体的两端或两端加电池壳体的侧面都设置对应配合的异形面，实现卷芯的轴向和径向的双向定位，固定可靠，使卷芯在电池壳体内更加稳固。同时，异形面可以扩大卷芯和电池壳体之间的接触面积，增大电流传达面积，热量扩散面积也增大，进一步保证电池的使用性能和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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示出了本实用新型提供的异形电池的第一种实施方式的结构示意图；

图2示出了本实用新型提供的异形电池的第二种实施方式的结构示意图；

图3示出了本实用新型提供的异形电池的第三种实施方式的结构示意图；

图4示出了本实用新型提供的异形电池的第四种实施方式的结构示意图；

图5示出了本实用新型提供的异形电池的第五种实施方式的结构示意图。

附图标记说明：

1、电池壳体；2、卷芯；3、第一端盖；4、第二端盖；5、第一定位面；6、第二定位面。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

一种异形电池，包括电池壳体1，电池壳体1内设有卷芯2，电池壳体1的内壁具有第一定位面5，卷芯2的外壁具有第二定位面6，第一定位面5和第二定位面6抵接配合，第一定位面5和第二定位面6均为异形面。

电池壳体1包括筒体以及设置在筒体两端开口上的第一端盖3和第二端盖4，第一定位面5设在筒体的内壁、第一端盖3或第二端盖4中的一个或多个上，卷芯2与电池壳体1的容纳腔相匹配。相应的，卷芯2的第二定位面6可以设在卷芯2的侧壁以及卷芯2的两端。

异形面可以是锥形、曲面或圆台形中的一种。

异形面可以是凸起设置，也可以是凹陷设置。

若第一定位面5在电池壳体1的第一端盖3、第二端盖4和筒体内壁中的任意两个或三个中出现，则三处的第一定位面5可以是同样的形状，也可以是不同的形状，可以是同时凸起设置，也可以是同时凹陷设置，可以根据实际需要来设置。

第一定位面5和第二定位面6可以是固定相连，或者说是硬连接，也可以是抵触相接，或者说是软连接。

硬连接可以采用焊接，将卷芯2的两端分别和电池壳体1的第一端盖3和第二端盖4焊接，包括但不限于电磁焊接、电陶焊接、感应焊接和激光焊接等焊接方式。采用软连接则无需焊接工序，电池壳体1与卷芯2之间紧密封装。

卷芯2正极极耳、负极极耳可以是单极耳、双极耳、多极耳、全极耳或无极耳。

本实用新型提供的异形电池，已经能够实现电池卷芯2在电池壳体1内的固定，可以不必在电池壳体1的外壁上设置固定滚槽。但为了进一步增强卷芯2的固定效果，可根据实际需要在电池壳体1的外壁上设置固定滚槽。

以下为本实用新型的5种具体实施方式。

参照图1，本实施例中，第一定位面5设在电池壳体1的第一端盖3和第二端盖4上，第一端盖3的第一定位面5为向内凹陷的锥形面，第二端盖4的第一定位面5为向外凸起的锥形面。相应的，卷芯2的第二定位面6设在卷芯2的两端，第二定位面6和第一定位面5抵接配合，卷芯2的第一端为向外凸起的锥形面，卷芯2的第二端为向内凹陷的锥形面。

此种异形卷芯2可以通过以下方式卷绕而成：

锥形面的异形卷芯2是使用长条状极片、隔膜通过卷绕机错位卷绕的方式实现，每一圈卷绕过程中，卷芯都较前一圈由卷芯的第一端向卷芯的第二端等距线性下移，从而形成第一端呈锥形凸起和第二端呈锥形凹陷的形状。

实施例2

参照图2，本实施例中，第一定位面5设在电池壳体1的第一端盖3和第二端盖4上，第一端盖3的第一定位面5为向内凹陷的曲面，第二端盖4的第一定位面5为向外凸起的曲面。相应的，卷芯2的第二定位面6设在卷芯2的两端，第二定位面6和第一定位面5抵接配合，卷芯2的第一端为向外凸起的曲面，卷芯2的第二端为向内凹陷的曲面。

此种异形卷芯2可以通过以下方式卷绕而成：

使用长条状极片、隔膜通过卷绕机错位卷绕的方式实现，每一圈卷绕过程中，卷芯都较前一圈由卷芯的第一端向卷芯的第二端不等距线性下移，从而形成第一端呈圆形凸起和第二端呈圆形凹陷的形状。

实施例3

参照图3，本实施例中，第一定位面5设在电池壳体1的筒体内壁上，第一定位面5为向内凹陷的曲面，第一定位面5可以是设在筒体内壁局部一侧的凹陷曲面，也可以是围绕筒体中心对称分布的多处凹陷曲面，还可以是环绕筒体内壁一圈的凹陷曲面，相应的，第二定位面6设在卷芯2的侧壁上，第二定位面6为向外凸起的曲面，其设置方式与第一定位面5对应配合。

此种异形卷芯2可以通过以下方式卷绕而成：

使用长条状极片、隔膜通过卷绕机异形卷针卷绕的方式实现，该卷针为中间粗且向两端弧线型逐步变细的柱状和或通过极片的涂覆厚度实现，中间层涂覆厚，两边涂覆薄。从而卷绕在上的卷芯为侧面向外凸起的弧形面。

实施例4

参照图4，本实施例中，第一定位面5设在电池壳体1的筒体内壁上，第一定位面5为向外凸起的曲面，第二定位面6为设在卷芯2侧壁上的向内凹陷的曲面。本实施例中第一定位面5的设置位置同实施例3所述，此处不再赘述。

此种异形卷芯2可以通过以下方式卷绕而成：

使用长条状极片、隔膜通过卷绕机异形卷针卷绕的方式实现，该卷针为中间细且向两端弧线型逐步变粗的柱状和或通过极片的涂覆厚度实现，中间层涂覆薄，两边涂覆厚。从而卷绕在上的卷芯为侧面向内凹陷的弧形面。

实施例5

参照图5，本实施例中，第一定位面5设在电池壳体1的第一端盖3、第二端盖4和电池壳体1的筒体内壁上，相应的，第二定位面6设在卷芯2的两端及侧壁上。

本实施例中，第一端盖3的第一定位面5设为向内凹陷的锥形面，第二端盖4的第一定位面5设为向外凸起的锥形面，电池壳体1的筒体内壁的第一定位面5设为向外凸起的曲面，卷芯2的第二定位面6分别与电池壳体1的第一定位面5配合设置。

此种异形卷芯2可以通过以下方式卷绕而成：

使用长条状极片、隔膜通过卷绕机异形卷针或者极片异形涂覆且错位卷绕的方式实现，该卷针为中间细且向两端弧线型逐步变粗的柱状。每一圈卷绕过程中，卷芯都较前一圈由卷芯的第一端向卷芯的第二端等距线性下移，从而形成第一端呈锥形凸起和第二端呈锥形凹陷且卷芯侧面向内弧形面凹陷的形状。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (15)

1.一种异形电池，其特征在于，包括电池壳体(1)，所述电池壳体(1)内设有卷芯(2)，电池壳体(1)的内壁具有第一定位面(5)，卷芯(2)的外壁具有第二定位面(6)，第一定位面(5)和第二定位面(6)抵接配合，第一定位面(5)和第二定位面(6)均为异形面。

2.根据权利要求1所述的异形电池，其特征在于，所述电池壳体(1)包括筒体以及设置在所述筒体两端开口上的第一端盖(3)和第二端盖(4)，所述第一定位面(5)设在所述筒体的内壁、所述第一端盖(3)或所述第二端盖(4)中的一个或多个上，所述卷芯(2)与所述电池壳体(1)的容纳腔相匹配。

3.根据权利要求2所述的异形电池，其特征在于，所述第一定位面(5)设在所述第一端盖(3)和所述第二端盖(4)上，所述第二定位面(6)设在所述卷芯(2)的两端，所述卷芯(2)的一端与所述第一端盖(3)的所述第一定位面(5)配合，所述卷芯(2)的另一端与所述第二端盖(4)的所述第一定位面(5)配合。

4.根据权利要求1所述的异形电池，其特征在于，所述异形面为锥形、曲面或圆台形中的一种。

5.根据权利要求1所述的异形电池，其特征在于，所述异形面呈凸起或凹陷设置。

6.根据权利要求3所述的异形电池，其特征在于，所述第一端盖(3)的第一定位面(5)为向内凹陷的锥形面，所述第二端盖(4)的第一定位面(5)为向外凸起的锥形面，所述卷芯(2)两端的所述第二定位面(6)分别对应设为向外凸起的锥形面和向内凹陷的锥形面。

7.根据权利要求3所述的异形电池，其特征在于，所述第一端盖(3)的第一定位面(5)为向内凹陷的曲面，所述第二端盖(4)的第一定位面(5)为向外凸起的曲面，所述卷芯(2)两端的所述第二定位面(6)分别对应设为向外凸起的曲面和向内凹陷的曲面。

8.根据权利要求2所述的异形电池，其特征在于，所述第一定位面(5)设在所述筒体的内壁上，所述第二定位面(6)对应设在所述卷芯(2)的侧壁上，所述卷芯(2)的所述第二定位面(6)与所述筒体的所述第一定位面(5)抵接配合。

9.根据权利要求8所述的异形电池，其特征在于，所述第一定位面(5)为沿所述筒体内壁一圈向内凹陷设置的曲面，所述第二定位面(6)为沿所述卷芯(2)外壁一圈向外凸起设置的曲面。

10.根据权利要求8所述的异形电池，其特征在于，所述第一定位面(5)为沿所述筒体内壁一圈向外凸起设置的曲面，所述第二定位面(6)为沿所述卷芯(2)外壁一圈向内凹陷设置的曲面。

11.根据权利要求2所述的异形电池，其特征在于，所述第一定位面(5)设在所述第一端盖(3)、所述第二端盖(4)和所述筒体的内壁上，所述第二定位面(6)设在所述卷芯(2)的两端以及所述卷芯(2)的侧壁上。

12.根据权利要求11所述的异形电池，其特征在于，所述第一端盖(3)的第一定位面(5)为向内凹陷的锥形面，所述第二端盖(4)的第一定位面(5)为向外凸起的锥形面，所述卷芯(2)两端的所述第二定位面(6)分别对应设为向外凸起的锥形面和向内凹陷的锥形面；

所述筒体内壁上的所述第一定位面(5)为一圈向外凸起设置的曲面，所述卷芯(2)外壁上的所述第二定位面(6)为一圈向内凹陷设置的曲面。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的异形电池，其特征在于，所述第一定位面(5)和所述第二定位面(6)固定相连或抵触相接。

14.根据权利要求2-3、6-12中任一项所述的异形电池，其特征在于，所述卷芯(2)的两端分别与所述第一端盖(3)、所述第二端盖(4)焊接。

15.根据权利要求1-12中任一项所述的异形电池，其特征在于，所述电池壳体(1)的外壁设置有固定滚槽。

Images