CN217009287U - 一种圆柱型锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆柱型锂离子电池，包括电池顶盖、电池壳、绝缘垫、卷芯、底汇流盘、密封垫、防爆阀、垫圈和焊片；中空的电池壳的内腔中，设置有电池顶盖中的顶汇流盘、卷芯和底汇流盘；卷芯的顶端，与电池顶盖中的顶汇流盘底面相焊接；卷芯的底端与底汇流盘的顶面相焊接；顶汇流盘的四周边缘与电池壳的顶部四周边缘相激光焊接；底汇流盘的四周边缘，与电池壳的下部四周内侧壁相激光焊接；对于电池顶盖，其包括负极极柱、绝缘垫、焊接圈、绝缘套、密封圈和顶汇流盘；对于底汇流盘，其正下方从上往下依次设置有密封垫、防爆阀和垫圈；本实用新型能够保证电池顶盖上的极柱与电池壳之间的绝缘性能，以及保证电池顶盖与卷芯之间的可靠连接。

Description

一种圆柱型锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种圆柱型锂离子电池。

背景技术

目前，锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备(如移动电话、数码摄像机和手提电脑)上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。

随着圆柱型锂离子电池技术的日益成熟，18650型与21700型这两种圆柱型锂离子电池，逐渐成为圆柱电池主流。

需要说明的是，21700型锂离子电池是圆柱形锂电池的一种。其中“21”指电池直径为21mm，“70”指高度为70mm，“0”代表圆柱体型的电池。18650 型锂离子电池是圆柱形锂电池的一种。其中“18”指电池直径为18mm，“65”指高度为65mm，“0”代表圆柱体型的电池。

随着多领域大范围的应用18650型与21700型这两种圆柱型锂离子电池，其缺点也慢慢显现出来。例如，电池顶盖上的极柱与电池壳之间的绝缘性能较差，以及电池顶盖与卷芯(即电池极组)容易存在连接不良的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种圆柱型锂离子电池。

为此，本实用新型提供了一种圆柱型锂离子电池，包括电池顶盖、电池壳、绝缘垫、卷芯、底汇流盘、密封垫、防爆阀、垫圈和焊片；

中空的电池壳的内腔中，设置有电池顶盖中的顶汇流盘、卷芯和底汇流盘；

卷芯的顶端，与电池顶盖中的顶汇流盘底面相焊接；

卷芯的底端，与底汇流盘的顶面相焊接；

顶汇流盘的四周边缘，与电池壳的顶部四周边缘相激光焊接；

底汇流盘的四周边缘，与电池壳的下部四周内侧壁相激光焊接；

对于电池顶盖，其包括负极极柱、绝缘垫、焊接圈、绝缘套、密封圈和顶汇流盘；

顶汇流盘的中心位置，设置有上下贯通的顶汇流盘极柱安装开孔；

电池壳的顶部，在与顶汇流盘极柱安装开孔相对应位置，设置有电池壳极柱安装开孔；

顶汇流盘极柱安装开孔中，设置有负极极柱；

负极极柱的底面，与顶汇流盘的顶汇流盘极柱安装开孔底部四周边缘相激光焊接，并且位于同一水平面上；

负极极柱的底部四周，具有环绕分布的限位平台；

限位平台的底面与顶汇流盘的顶面之间，从下到上依次设置有绝缘垫、焊接圈和绝缘套；

绝缘垫、焊接圈和绝缘套，分别套在负极极柱的四周外壁上；

负极极柱的中心位置，具有上下垂直贯通的注液孔；

注液孔的顶部，密封设置有焊片；

对于底汇流盘，其正下方从上往下依次设置有密封垫、防爆阀和垫圈；

垫圈的底面，与电池壳的底部内侧面相接触；

电池壳的下部，环绕设置有一圈内凹的壳体凹陷部；

壳体凹陷部的底面，与密封垫的顶面相接触。

优选地，底汇流盘，罩在密封垫的中部限位凸台上；

中部限位凸台位于密封垫的中心位置，并且其内具有上下贯通的中心通孔。

优选地，焊接圈的四周边缘表面，与电池壳的顶部内侧相焊接。

优选地，电池顶盖中的负极极柱与顶汇流盘的连接处，设置有环绕分布的定位台阶；

定位台阶的四周内侧壁，比密封圈的中心通孔四周侧壁以及绝缘垫的中心通孔四周侧壁，更加靠近位于负极极柱中心位置的注液孔；

密封圈的中心通孔四周侧壁以及绝缘垫的中心通孔四周侧壁，上下对齐。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种圆柱型锂离子电池，其结构设计科学，能够保证电池顶盖上的极柱与电池壳之间的绝缘性能，以及保证电池顶盖与卷芯(即电池极组)之间的可靠连接，具有重大的实践意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种圆柱型锂离子电池的剖视图；

图2为本实用新型提供的一种圆柱型锂离子电池中，电池顶盖部分的剖视图；

图3为图1中所示A部分的放大示意图，是电池底部部分的局部放大剖视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参见图1至图3，本实用新型提供了一种圆柱型锂离子电池，包括电池顶盖1、电池壳2、绝缘垫3、卷芯(即电池极组)4、底汇流盘5、密封垫6、防爆阀7、垫圈8和焊片(PIN)9；

中空的电池壳2的内腔中，设置有电池顶盖1中的顶汇流盘10、卷芯(即电池极组)4和底汇流盘5；

卷芯4的顶端(具体是顶端的负极耳)，与电池顶盖1中的顶汇流盘10 底面相焊接；

卷芯4的底端(具体是底端的正极耳)，与底汇流盘5的顶面相焊接；

顶汇流盘10的四周边缘，与电池壳2的顶部四周边缘相激光焊接；

底汇流盘5的四周边缘，与电池壳2的下部四周内侧壁相激光焊接；

对于电池顶盖1，其包括负极极柱101、绝缘垫3、焊接圈102、绝缘套 103、密封圈104和顶汇流盘10；

顶汇流盘10的中心位置，设置有上下贯通的顶汇流盘极柱安装开孔；

电池壳2的顶部，在与顶汇流盘极柱安装开孔相对应位置，设置有电池壳极柱安装开孔；

顶汇流盘极柱安装开孔中，设置有负极极柱101；

负极极柱101的底面，与顶汇流盘10的顶汇流盘极柱安装开孔底部四周边缘相激光焊接，并且位于同一水平面上；

负极极柱101的底部四周，具有环绕分布的限位平台1010；

限位平台1010的底面与顶汇流盘10的顶面之间，从下到上依次设置有绝缘垫3、焊接圈102和绝缘套103；

绝缘垫3、焊接圈102和绝缘套103，分别套在负极极柱101的四周外壁上；

负极极柱101的中心位置，具有上下垂直贯通的注液孔1011；

注液孔1011的顶部，密封设置有焊片(PIN)9；

对于底汇流盘5，其正下方从上往下依次设置有密封垫6、防爆阀7和垫圈8；

垫圈8的底面，与电池壳2的底部内侧面相接触；

电池壳2的下部，环绕设置有一圈内凹的壳体凹陷部201；

壳体凹陷部201的底面，与密封垫6的顶面相接触。

需要说明的是，防爆阀7，为现有的防爆阀，其工作原理是：通过采取在平板上进行刻痕的方式，当电池内部压力达到规定值时，防爆阀从刻痕处破裂，起到安全保护的作用，实现防爆的功能。由于为现有常规的结构设计，在此不再赘述。

需要说明的是，在本实用新型中，焊接圈102的材质是钢镀镍材质，其具有的作用包括：主要为电池盖基体，按图2所示的电池顶盖结构顺序进行安装，使密封圈104达到规定的压缩量，从而达到可靠的密封作用；此外，焊接圈102还与电池壳2(具体是电池壳2的顶部内侧)进行焊接。

在本实用新型中，具体实现上，焊接圈102的四周边缘表面，与电池壳 2的顶部内侧相焊接，保证电池顶盖1的安装牢固性，以及提升密封性能。

在本实用新型中，具体实现上，底汇流盘5，罩在密封垫6的中部限位凸台601上；

中部限位凸台601位于密封垫6的中心位置，并且其内具有上下贯通的中心通孔。

在本实用新型中，具体实现上，电池壳2的底部中心位置，设置有正极极柱11；

正极极柱11从下往上依次贯穿垫圈3的中心通孔、密封垫6的中部限位凸台601具有的中心通孔后，与底汇流盘5的底部相连接(具体是焊接)。

在本实用新型中，需要说明的是，参见图2所示的结构，本实用新型在按图2所示对电池顶盖进行装配后，采用激光焊接方式对负极极柱与顶汇流盘进行焊接，从而达到密封和绝缘的作用，通过焊接方式，可使内阻将至很低；

在本实用新型中，电池顶盖的负极极柱处留有注液孔，因为在负极极柱处留有注液孔，从而具有焊接性好，密封性好的特点；

在本实用新型中，具体实现上，电池顶盖1中的负极极柱101与顶汇流盘10的连接处，设置有环绕分布的定位台阶105；

定位台阶105的四周内侧壁，比密封圈104的中心通孔四周侧壁以及绝缘垫3的中心通孔四周侧壁，更加靠近位于负极极柱101中心位置的注液孔 1011；

密封圈104的中心通孔四周侧壁以及绝缘垫3的中心通孔四周侧壁，上下对齐。

需要说明的是，在本实用新型中，电池顶盖1中的负极极柱101与顶汇流盘10的焊接处，留有定位台阶，主要作用是：防止因焊接温度过高而导致绝缘垫融化使得短路作用降低，同时，具有为顶汇流盘定位的作用。

对于本实用新型提供的电池，其可以包括以下的装配方式：

1、卷芯的上下两端(即电池极组的负极和正极)，分别与电池顶盖的顶汇流盘和底汇流盘进行焊接；

2、将焊接后的产品入壳，通过卷芯中心位置的卷芯孔对电池顶盖进行定位，在定位后，将电池顶盖的顶汇流盘四周边缘，与电池壳进行激光焊接；

3、将底汇流盘与电池壳进行激光焊接；

4、将密封垫、防爆阀和垫圈，以图3的方式进行装配，装配后采用滚边的方式进行封底口；

5、在封口后对电池进行注液化成等现有的电池生产工序；

6、使用焊片(PIN)9对电池进行封顶口(具体是对电池极柱中心位置设置的注液孔进行封口)。

需要说明的是，对于本实用新型提供的新型结构的电池，其包括的技术优点如下：

1、卷芯的上下两端(即电池极组的负极和正极)，均采用焊接的方式，使电池整体内阻小，电池使用过程中产生热量小；

2、因电池顶盖采用焊接方式进行连接，具有可靠性高、制作流程简单、占用体积小等优点；

3、电池采取的底部封口方式，是较为成熟的技术，具有可靠性高、效率高等优势。

需要说明的是，鉴于小直径圆柱型电池因容量小给模组带来成本增加，本实用新型可以应用于直径大于30mm、小于90mm的大圆柱电池结构，能够降低圆柱电池模组生产成本和制作成本。

对于实用新型，通过先将卷芯(即极组)与电池顶盖和底汇流盘焊接，再将电池顶盖与电池壳焊接，焊接后产品与防爆阀等结构件采用滚边的方式进行封口。本实用新型的应用，能够解决电池顶盖上的极柱与电池壳的绝缘问题，以及电池顶盖与卷芯连接不良等问题。本实用新型，具有装配方式简单、实用性强、电池内阻小等特点。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种圆柱型锂离子电池，其结构设计科学，能够保证电池顶盖上的极柱与电池壳之间的绝缘性能，以及保证电池顶盖与卷芯(即电池极组)之间的可靠连接，具有重大的实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种圆柱型锂离子电池，其特征在于，包括电池顶盖(1)、电池壳(2)、绝缘垫(3)、卷芯(4)、底汇流盘(5)、密封垫(6)、防爆阀(7)、垫圈(8)和焊片(9)；

中空的电池壳(2)的内腔中，设置有电池顶盖(1)中的顶汇流盘(10)、卷芯(4)和底汇流盘(5)；

卷芯(4)的顶端，与电池顶盖(1)中的顶汇流盘(10)底面相焊接；

卷芯(4)的底端，与底汇流盘(5)的顶面相焊接；

顶汇流盘(10)的四周边缘，与电池壳(2)的顶部四周边缘相激光焊接；

底汇流盘(5)的四周边缘，与电池壳(2)的下部四周内侧壁相激光焊接；

对于电池顶盖(1)，其包括负极极柱(101)、绝缘垫(3)、焊接圈(102)、绝缘套(103)、密封圈(104)和顶汇流盘(10)；

顶汇流盘(10)的中心位置，设置有上下贯通的顶汇流盘极柱安装开孔；

电池壳(2)的顶部，在与顶汇流盘极柱安装开孔相对应位置，设置有电池壳极柱安装开孔；

顶汇流盘极柱安装开孔中，设置有负极极柱(101)；

负极极柱(101)的底面，与顶汇流盘(10)的顶汇流盘极柱安装开孔底部四周边缘相激光焊接，并且位于同一水平面上；

负极极柱(101)的底部四周，具有环绕分布的限位平台(1010)；

限位平台(1010)的底面与顶汇流盘(10)的顶面之间，从下到上依次设置有绝缘垫(3)、焊接圈(102)和绝缘套(103)；

绝缘垫(3)、焊接圈(102)和绝缘套(103)，分别套在负极极柱(101)的四周外壁上；

负极极柱(101)的中心位置，具有上下垂直贯通的注液孔(1011)；

注液孔(1011)的顶部，密封设置有焊片(9)；

对于底汇流盘(5)，其正下方从上往下依次设置有密封垫(6)、防爆阀(7)和垫圈(8)；

垫圈(8)的底面，与电池壳(2)的底部内侧面相接触；

电池壳(2)的下部，环绕设置有一圈内凹的壳体凹陷部(201)；

壳体凹陷部(201)的底面，与密封垫(6)的顶面相接触。

2.如权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于，底汇流盘(5)，罩在密封垫(6)的中部限位凸台(601)上；

中部限位凸台(601)位于密封垫(6)的中心位置，并且其内具有上下贯通的中心通孔。

3.如权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于，焊接圈(102)的四周边缘表面，与电池壳(2)的顶部内侧相焊接。

4.如权利要求1至3中任一项所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于，电池顶盖(1)中的负极极柱(101)与顶汇流盘(10)的连接处，设置有环绕分布的定位台阶(105)；

定位台阶(105)的四周内侧壁，比密封圈(104)的中心通孔四周侧壁以及绝缘垫(3)的中心通孔四周侧壁，更加靠近位于负极极柱(101)中心位置的注液孔(1011)；

密封圈(104)的中心通孔四周侧壁以及绝缘垫(3)的中心通孔四周侧壁，上下对齐。

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