CN217361741U - 一种冲压外壳及圆柱电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种冲压外壳及圆柱电池，所述冲压外壳包括下端开口的外壳本体和绝缘设置在所述外壳本体上端的极柱，所述极柱包括形成于所述外壳本体内的导电连接部以及自所述导电连接部上对应于所述第一通孔的位置处向上拉伸而形成的铆接部，所述铆接部及所述导电连接部与所述外壳本体之间形成有一绝缘部；所述圆柱电池包括所述冲压外壳、位于所述冲压外壳内的电芯和将外壳本体下端封闭的底盖。本实用新型采用一体成型的极柱代替传统冲压外壳的导电柱和集流片，取消了导电柱与集流片以及外壳本体之间的焊接工序，极大简化了工艺并降低成本，具有可靠性高、成本低廉的优点。

Description

一种冲压外壳及圆柱电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种冲压外壳及圆柱电池。

背景技术

锂离子动力电池是新能源的能量输出关键零部件，在新能源汽车整体成本中占比较高，这也导致新能源汽车相比于传统汽车竞争力不足，因此降低动力电池成本，开发低成本高可靠性的动力电池结构件，是动力电池发展的一大方向。传统的圆柱锂离子动力电池由外壳、盖帽、集流片、导电柱等组成，其集流片是位于外壳本体内的独立部件，集流片与外壳本体内的电芯的正极连接用于收集电芯的正极电流，然后集流片再与导电柱焊接，再在电极柱上焊接盖帽作为动力电池的外接正极，传统的圆柱锂离子动力电池的盖帽、集流片、导电柱等部件间多采用焊接方式连接，部件多，工艺复杂。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种冲压外壳及圆柱电池，所述圆柱电池的极柱采用一体结构取代传统圆柱锂电池的导电柱和集流片，取消导电柱与集流片的焊接工序，极大简化了工艺并降低成本，具有可靠性高、成本低廉等优点。

为达到上述目的，本实用新型的基础方案如下：

一种冲压外壳，包括下端开口的外壳本体和绝缘设置在所述外壳本体上端的极柱，所述外壳本体的顶板上设置有第一通孔；所述极柱包括形成于所述外壳本体内的导电连接部以及自所述导电连接部上对应于所述第一通孔的位置处向上拉伸而形成的铆接部，所述铆接部设于所述第一通孔中且冒出所述顶板，所述铆接部及所述导电连接部与所述外壳本体之间形成有一绝缘部，所述导电连接部的外周与所述外壳本体的内壁间留有间隙。

进一步，所述绝缘部包括一嵌设于所述第一通孔中的第一绝缘体以及形成于所述导电连接部与所述顶板之间的第二绝缘体，所述第一绝缘体具有垂直贯通的第二通孔，所述铆接部由所述导电连接部上对应于所述第二通孔的位置处向上拉伸而形成，所述铆接部铆接于所述第二通孔中。

进一步，所述第一绝缘体包括嵌入所述第二通孔中的绝缘柱以及自所述绝缘柱上端水平向外延伸形成的绝缘上沿，绝缘上沿的下表面与所述顶板的上表面接触，所述绝缘柱的下端面低于所述顶板的下表面，所述第二通孔竖向贯通所述绝缘柱，所述铆接部铆接于所述第二通孔中后，其下端面与所述绝缘柱的下端面平齐以使得所述绝缘柱的下端面与所述导电连接部的上表面相接，进而使所述导电连接部的上表面与所述顶板的下表面之间形成一环形绝缘空间，所述第二绝缘体置于所述环形绝缘空间中以使所述导电连接部与所述外壳本体绝缘。

进一步，所述铆接部包括铆接于所述第二通孔中的铆体以及形成于所述铆体上端的帽幨，所述帽幨的下表面与所述绝缘上沿的上表面相接，所述铆体的下端面与所述绝缘柱的下端面平齐。

进一步，还包括一密封圈，所述密封圈环设于所述绝缘柱上低于所述顶板的下表面的下段外周，且所述密封圈的上密封面与所述顶板的下表面相接，所述密封圈的下密封面与所述导电连接部的上表面相接，所述环形绝缘空间形成于所述密封圈外。

进一步，所述导电连接部为形状与所述外壳本体内腔形状相适配的导电连接板，导电连接板的上表面上对应于所述绝缘柱下端面的位置处与所述绝缘柱的下端面相接，所述导电连接板的上表面上对应于所述密封圈的位置处与所述密封圈的下密封面相接，所述导电连接板的上表面上对应于所述环形绝缘空间的位置处与所述第二绝缘体的下表面相接。

进一步，所述导电连接板的上表面向上凸起使所述导电连接板的上表面形成台阶面，所述导电连接板的上表面对应于所述绝缘柱及所述密封圈的部分形成水平位较高的第一台面，所述导电连接板的上表面上位于所述第一台面之外的部分形成水平位较低的第二台面，所述第二台面与所述第一台面之间通过一踢面连接，所述第一台面的外边缘沿径向方向超出所述密封圈的外周面，以使得所述第一台面上超出所述密封圈的部分、踢面以及第二台面的截面呈“Z”形。

本实用新型提供的一种圆柱电池，包括上述的冲压外壳、位于所述外壳内本体与所述外壳本体同轴设置的电芯和用于将所述外壳本体下端开口封闭的底盖，所述电芯的一电极与所述导电连接板电连接，所述电芯的另一电极与所述底盖电连接。

进一步，所述电芯为卷绕电芯，所述卷绕电芯的正极片与所述导电连接板电连接，卷绕电芯的负极片与所述底盖电连接。

进一步，所述底盖为由金属材料制成的组件，所述底盖与所述外壳本体焊接或铆接。

本实用新型的圆柱电池具体装配时，先将极柱上的导电连接板与卷绕电芯的正极片焊接在一起，在极柱的导电连接板的上表面上放置好第二绝缘体和密封圈；将第一绝缘体放置在外壳本体顶板上的第一通孔内；将焊接在一起的卷绕电芯和极柱由外壳本体的底部开口处放入外壳本体内使极柱的铆接部的上端由第一绝缘体的第二通孔伸出外壳本体外；采用铆接工具将铆接部铆接在第一绝缘体上使铆接部的上端扩展形成压紧在所述第一绝缘体上的帽幨；将底盖焊接或者铆接在外壳本体的底部将外壳本体底部封闭并使底盖与电芯的负极片接触。

本实用新型至少具有以下有益效果：

1.本实用新型采用一体成型的极柱代替传统电池的导电柱和集流片，将所述极柱铆接在所述外壳本体的顶板上，取消了导电柱与集流片以及导电柱与帽盖之间的焊接工序，极大简化了工艺并降低成本，具有可靠性高、成本低廉等优点。

2.通过铆接工艺使得第一绝缘体、第二绝缘体和密封圈均被压紧贴合在外壳本体的顶板上，提高第一绝缘体、第二绝缘体与外壳本体之间的连接稳定性，同时，铆接使得极柱的铆接部的上端扩展压紧在第一绝缘体上表面使第一绝缘体压紧在外壳本体顶板的上表面，也进一步使得第二绝缘体和密封圈被压紧在极柱的导电连接板和外壳本体的顶板之间，密封圈被压紧变形填充在由第一绝缘体、第二绝缘体、导电连接板和外壳本体的顶板四者围成的空间内，可以有效防止电芯里的电解液外漏出外壳本体和防止外壳本体外的水体等液体进入外壳本体内。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型采用辅助棒装配的示意图。

其中附图标记为：

外壳本体10、顶板101、第一通孔102、第二通孔103、极柱20、导电连接板201、铆接部202、铆体2021、帽幨2022、第二绝缘体30、第一绝缘体40、绝缘柱401、绝缘上沿402、密封圈50、底盖60、电芯70、正极片701、负极片702、辅助棒80。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

实施例1

本实施例公开的一种冲压外壳，如图1所示，包括下端开口的外壳本体10和绝缘设置在所述外壳本体10上端的极柱20，所述外壳本体10的顶板101上设置有第一通孔102；所述极柱20包括形成于所述外壳本体10内的导电连接部以及自所述导电连接部上对应于所述第一通孔102的位置处向上拉伸而形成的铆接部202，所述铆接部202设于所述第一通孔102中且冒出所述顶板101，所述铆接部202及所述导电连接部与所述外壳本体10之间形成有一绝缘部，所述导电连接部的外周与所述外壳本体10的内壁间留有间隙。

所述外壳本体10为铝合金、不锈钢或SPCC冷轧钢板等导电金属冲压而成的圆筒状壳体，所述极柱20为由铜、铝、镍等可塑性强的金属制成，所述外壳本体10的顶板101上的第一通孔102位于所述顶板101的中心处与所述外壳本体10同轴设置，所述导电连接部为形状与所述外壳本体10内腔形状相适配的导电连接板201。

具体地，所述绝缘部包括一嵌设于所述第一通孔102中的第一绝缘体40以及形成于所述导电连接板201与所述顶板101之间的第二绝缘体30，所述第一绝缘体40具有垂直贯通的第二通孔103，所述铆接部202由所述导电连接板201上对应于所述第二通孔103的位置处向上拉伸而形成，所述铆接部202铆接于所述第二通孔103中。更具体地，所述第一绝缘体40包括嵌入所述第二通孔103中的绝缘柱401以及自所述绝缘柱401上端水平向外延伸形成的绝缘上沿402，绝缘上沿402的下表面与所述顶板101的上表面接触，所述绝缘柱401的下端面低于所述顶板101的下表面，所述第二通孔103竖向贯通所述绝缘柱401，所述铆接部202铆接于所述第二通孔103中后，其下端面与所述绝缘柱401的下端面平齐以使得所述绝缘柱401的下端面与所述导电连接板201的上表面相接，进而使所述导电连接板201的上表面与所述顶板101的下表面之间形成一环形绝缘空间，所述第二绝缘体30置于所述环形绝缘空间中以使所述导电连接板201与所述外壳本体10绝缘。

所述铆接部202包括铆接于所述第二通孔103中的铆体2021以及形成于所述铆体2021上端的帽幨2022，所述帽幨2022的下表面与所述绝缘上沿402的上表面相接，所述铆体2021的下端面与所述绝缘柱401的下端面平齐，所述第一通孔102的直径大于所述铆接部202的外径。

在所述第二绝缘体30与所述外壳本体10的顶板101间还设置一密封圈50，所述密封圈50环设于所述绝缘柱401上低于所述顶板101的下表面的下段外周，且所述密封圈50的上密封面与所述顶板101的下表面相接，所述密封圈50的下密封面与所述导电连接部的上表面相接，所述环形绝缘空间形成于所述密封圈50外。

导电连接板201的上表面上对应于所述绝缘柱401下端面的位置处与所述绝缘柱401的下端面相接，所述导电连接板201的上表面上对应于所述密封圈50的位置处与所述密封圈50的下密封面相接，所述导电连接板201的上表面上对应于所述环形绝缘空间的位置处与所述第二绝缘体30的下表面相接。

所述导电连接板201的上表面向上凸起使所述导电连接板201的上表面形成台阶面，所述导电连接板201的上表面对应于所述绝缘柱401及所述密封圈50的部分形成水平位较高的第一台面，所述导电连接板201的上表面上位于所述第一台面之外的部分形成水平位较低的第二台面，所述第二台面与所述第一台面之间通过一踢面连接，所述第一台面的外边缘沿径向方向超出所述密封圈50的外周面，以使得所述第一台面上超出所述密封圈50的部分、踢面以及第二台面的截面呈“Z”形。

实施例2

本实施例提供了一种圆柱电池，如图1所示，包括实施例1中的冲压外壳、电芯70和将所述外壳本体下端封闭的底盖60。

具体地，所述电芯70为位于所述外壳本体10内与外壳本体10同轴设置的卷绕电芯，在本实施例中，所述电芯70的正极片701与所述导电连接板201焊接使所述极柱20作为圆柱电池的正极，更具体地，为防止在采用穿透焊工艺将导电连接板201与电芯70的电极焊接时导电连接板201被焊穿，设置卷绕电芯的正极片701位于所述导电连接板201的第一台阶面处的下方与所述导电连接板201焊接，在其它实施例中，可将所述电芯70的负极片702与所述导电连接板201焊接使所述极柱20作为圆柱电池的负极。

所述底盖60为由金属材料制成的与所述外壳本体10的下端开口适配的圆形板组件，所述底盖60通过焊接或铆接方式与所述外壳本体10连接，底盖60与外壳本体10连接后与所述电芯70的负极片702接触使底盖60作为圆柱电池的负极，在其它可行的实施例中，可将电芯70的正极片701与底盖60接触设置使底盖60作为圆柱电池的正极。

本实用新型的圆柱电池具体装配时，先将极柱20上的导电连接板201与卷绕电芯的正极片701焊接在一起，在极柱20的导电连接板201的上表面上放置好第二绝缘体30和密封圈50；将第一绝缘体40放置在外壳本体10的顶板101上的第一通孔102内；如图2所示，将辅助棒80穿过卷绕电芯的中心，将焊接在一起的电芯70和极柱20由外壳本体10的底部开口处放入外壳本体10内使极柱20的铆接部20的上端由第一绝缘体40上的第二通孔103中伸出外壳本体10外；采用铆接工具将极柱20上的铆接部202铆接在第一绝缘体40上；将底盖60焊接或者铆接在外壳本体10的底部将外壳本体10底部封闭并使底盖60与电芯70的负极片702接触。

通过铆接使得第一绝缘体40、第二绝缘体30和密封圈50均被压紧贴合在外壳本体10的顶板101上，提高第一绝缘体40、第二绝缘体30与外壳本体10之间的连接稳定性，同时，铆接使得极柱20的连接部202的上端扩展形成帽幨2022压紧在第一绝缘体40上表面使第一绝缘体40压紧在外壳本体10的顶板101的上表面，也进一步使得第二绝缘体30和密封圈50被压紧在极柱20的导电连接板201和外壳本体10的顶板101之间，密封圈50被压紧变形填充在由第一绝缘体40、第二绝缘体30、导电连接板201和外壳本体10的顶板101四者围成的空间内，可以有效防止电芯70里的电解液外漏出外壳本体10和防止外壳本体10外的水体等液体进入外壳本体10内。

以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种冲压外壳，其特征在于：包括下端开口的外壳本体和绝缘设置在所述外壳本体上端的极柱，所述外壳本体的顶板上设置有第一通孔；所述极柱包括形成于所述外壳本体内的导电连接部以及自所述导电连接部上对应于所述第一通孔的位置处向上拉伸而形成的铆接部，所述铆接部设于所述第一通孔中且冒出所述顶板，所述铆接部及所述导电连接部与所述外壳本体之间形成有一绝缘部，所述导电连接部的外周与所述外壳本体的内壁间留有间隙。

2.如权利要求1所述的冲压外壳，其特征在于：所述绝缘部包括一嵌设于所述第一通孔中的第一绝缘体以及形成于所述导电连接部与所述顶板之间的第二绝缘体，所述第一绝缘体具有垂直贯通的第二通孔，所述铆接部由所述导电连接部上对应于所述第二通孔的位置处向上拉伸而形成，所述铆接部铆接于所述第二通孔中。

3.如权利要求2所述的冲压外壳，其特征在于：所述第一绝缘体包括嵌入所述第二通孔中的绝缘柱以及自所述绝缘柱上端水平向外延伸形成的绝缘上沿，绝缘上沿的下表面与所述顶板的上表面接触，所述绝缘柱的下端面低于所述顶板的下表面，所述第二通孔竖向贯通所述绝缘柱，所述铆接部铆接于所述第二通孔中后，其下端面与所述绝缘柱的下端面平齐以使得所述绝缘柱的下端面与所述导电连接部的上表面相接，进而使所述导电连接部的上表面与所述顶板的下表面之间形成一环形绝缘空间，所述第二绝缘体置于所述环形绝缘空间中以使所述导电连接部与所述外壳本体绝缘。

4.如权利要求3所述的冲压外壳，其特征在于：所述铆接部包括铆接于所述第二通孔中的铆体以及形成于所述铆体上端的帽幨，所述帽幨的下表面与所述绝缘上沿的上表面相接，所述铆体的下端面与所述绝缘柱的下端面平齐。

5.如权利要求4所述的冲压外壳，其特征在于：还包括一密封圈，所述密封圈环设于所述绝缘柱上低于所述顶板的下表面的下段外周，且所述密封圈的上密封面与所述顶板的下表面相接，所述密封圈的下密封面与所述导电连接部的上表面相接，所述环形绝缘空间形成于所述密封圈外。

6.如权利要求5所述的冲压外壳，其特征在于：所述导电连接部为形状与所述外壳本体内腔形状相适配的导电连接板，导电连接板的上表面上对应于所述绝缘柱下端面的位置处与所述绝缘柱的下端面相接，所述导电连接板的上表面上对应于所述密封圈的位置处与所述密封圈的下密封面相接，所述导电连接板的上表面上对应于所述环形绝缘空间的位置处与所述第二绝缘体的下表面相接。

7.如权利要求6所述的冲压外壳，其特征在于：所述导电连接板的上表面向上凸起使所述导电连接板的上表面形成台阶面，所述导电连接板的上表面对应于所述绝缘柱及所述密封圈的部分形成水平位较高的第一台面，所述导电连接板的上表面上位于所述第一台面之外的部分形成水平位较低的第二台面，所述第二台面与所述第一台面之间通过一踢面连接，所述第一台面的外边缘沿径向方向超出所述密封圈的外周面，以使得所述第一台面上超出所述密封圈的部分、踢面以及第二台面的截面呈“Z”形。

8.一种圆柱电池，其特征在于：包含权利要求6-7中任一所述的冲压外壳、位于所述外壳内本体内与所述外壳本体同轴设置的电芯和用于将所述外壳本体下端开口封闭的底盖，所述电芯的一电极与所述导电连接板电连接，所述电芯的另一电极与所述底盖电连接。

9.如权利要求8所述的圆柱电池，其特征在于：所述电芯为卷绕电芯，所述卷绕电芯的正极片与所述导电连接板电连接，卷绕电芯的负极片与所述底盖电连接。

10.如权利要求9所述的圆柱电池，其特征在于：所述底盖与所述外壳本体焊接或铆接。

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