CN217606925U - 一种长筒电池及其盖体组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种长筒电池及其盖体组件，盖体组件包括盖板、极柱与绝缘体。盖板设置有第一通孔；极柱包括第一极板与第二极板，第一极板与第二极板分别设置在盖板的两侧，第一极板部分穿设于第一通孔，第一极板与第二极板固定连接；绝缘体设置于盖板与极柱之间。本申请通过第一极板部分穿过盖板的第一通孔与第二极板固定连接，使极柱能够设置于盖板的两侧，防止极柱从盖板处脱落，并且在极柱与盖板之间设置绝缘体，加强第一极板与第二极板的连接强度，也能够使极柱固定连接于盖板，同时还能够实现盖体组件的密封，整个密封结构不需要使用密封圈，因此减少了盖体组件密封结构的厚度。

Description

一种长筒电池及其盖体组件

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种长筒电池及其盖体组件。

背景技术

随着智能设备在生活中的随处可见，为了满足设备设计的小型化设计场景需求，长筒形锂离子电池成为主选方向，比如眼镜镜腿、录音笔、手写笔、耳机等都需要使用长筒形锂离子电池作为供能设备。

现有的长筒电池的盖板组件包括密封圈，通过机械密封工艺将密封圈进行压缩使盖体组件完成密封，但是密封圈的使用会增加盖板组件的厚度，减少电池空间利用率，使长筒电池的能量密封下降。此外，滚槽工艺会造成盖板装配空间的浪费，使得电池能量密度降低，机械密封存在受力不均匀，导致盖板组件的密封结构不稳定，造成电池漏液，泄露的电解液不仅会导致长筒电池的容量降低，还会对长筒电池周围环境和设备造成腐蚀。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种长筒电池及其盖体组件，用于减小盖体组件的密封结构的厚度，提高电池空间利用率，从而提高电池的能量密度。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，一种长筒电池的盖体组件，包括：

盖板，所述盖板设置有第一通孔；

极柱，包括第一极板与第二极板，所述第一极板与所述第二极板分别设置在所述盖板的两侧，所述第一极板部分穿设于所述第一通孔，所述第一极板与所述第二极板固定连接；

绝缘体，设置于所述盖板与所述极柱之间。

进一步地，所述第一极板包括基板和所述基板沿轴向延伸出的柱部。

进一步地，所述柱部沿轴向的投影小于所述第一通孔沿轴向的投影。

进一步地，所述第二极板设置有第二通孔，所述柱部穿设于所述第二通孔，且所述柱部与所述第二极板固定连接。

进一步地，所述绝缘体包括第一胶体与第二胶体，所述第一胶体设置于所述第一极板与所述盖板之间，所述第二胶体设置于所述第二极板与所述盖板之间。

进一步地，所述盖板、所述极柱与所述绝缘体同轴设置。

进一步地，所述绝缘体沿轴向的投影面积大于所述极柱沿轴向的投影面积。

第二方面，一种长筒电池，包括上述的盖体组件。

进一步地，长筒电池还包括第二壳体、第三壳体与电芯，所述盖体组件、所述第二壳体与所述第三壳体密封连接形成容置腔，所述电芯容置于所述容置腔。本申请通过将盖体组件、第二壳体与第三壳体进行焊接，无需像现有技术进行滚槽与机械密封，减少了装配空间的浪费，同时，保证了密封结构的稳定性，防止电解液的泄漏。

进一步地，所述第二壳体为长筒状结构，包括第一开口与第二开口，所述第一开口和/或所述第二开口设置有凸部。

本实用新型的至少具有以下有益效果：

本申请的盖体组件包括盖板、极柱与绝缘体，通过第一极板部分穿过盖板的第一通孔与第二极板固定连接，并且在极柱与盖板之间设置绝缘体，使极柱能够设置于盖板的两侧，同时使极柱与盖板之间绝缘。相对于现有技术的盖板组件需要使用密封件进行密封，导致盖板组件的厚度增加。本申请由于第一极板与第二极板固定连接，进而能够使极柱牢固地安装于盖板，防止极柱从盖板处脱落，而绝缘体的设置不仅加强第一极板与第二极板的连接强度，也能够使极柱固定连接于盖板，同时还能够实现盖体组件的密封，整个密封结构不需要使用密封圈，因此减少了盖体组件密封结构的厚度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本实用新型一实施例的长筒电池的外观图。

图2为本实用新型一实施例的长筒电池的结构示意图之一。

图3为本实用新型一实施例的盖体组件的结构示意图之一。

图4为本实用新型一实施例的盖体组件的结构示意图之二。

图5为本实用新型一实施例的长筒电池的结构示意图之二。

图6为本实用新型一实施例的长筒电池的结构示意图之三。

图中标记：100－盖体组件；110－盖板；111－第一通孔；120－极柱；121－第一极板；1211－基板；1212－柱部；122－第二极板；1221－第二通孔；130－绝缘体；131－第一胶体；132－第二胶体；200－第二壳体；210－侧部；220－凸部；300－第三壳体；400－电芯；410－正极耳；420－负极耳；X－径向；Y－轴向。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

实施例1

如图1至图2所示，本实施例的长筒电池，包括长筒电池的盖体组件100、第二壳体200、第三壳体300与电芯400，长筒电池的盖体组件100、第二壳体200与第三壳体300密封连接形成容置腔，电芯400容置于容置腔。

具体的，第二壳体200为侧部210围成的长筒状结构，包括第一开口与第二开口，长筒电池的盖体组件100覆盖第一开口并与第二壳体200激光焊接，第三壳体300为板状结构，且覆盖第二开口并与第二壳体200激光焊接，通过将长筒电池的盖体组件100、第二壳体200、第三壳体300进行激光焊接，得到密封的容置腔，电芯400容置于容置腔。由于本申请的第二壳体200设置有第一开口与第二开口，因此第二壳体200在制作时不需要进行极限冲深，保证了第二壳体200的结构强度。同时由于第二壳体200分别激光焊接盖体组件100与第三壳体300，因此不需要使用滚槽封口工艺与机械封口工艺就能够将长筒电池进行密封，并且密封效果好，同时也能够减少长筒电池的盖体组件100的装配空间，提升长筒电池的能量密度。此外，第二壳体200与第三壳体300的材质可以为金属材质，金属材质包含但不限于铝合金、铁合金、铜合金、镍合金和不锈钢中的一种或多种。因为激光焊接属于熔融焊接，通过激光焊接使长筒电池的盖体组件100、第二壳体200与第三壳体300的接触处相互熔化而焊接在一起，具有较好的密封强度和密封性能。其中，第二壳体200的侧部210的壁厚为0.03mm-0.3mm，在该壁厚范围内，长筒电池既能保证结构强度，又能够保证长筒电池的能量密度。

具体的，电芯400包括正极片、负极片及设置在正极片与负极片之间的隔膜，正极片、负极片与隔膜通过卷绕工艺，卷绕成圆柱形卷芯。可以理解的是，电芯400也可以是由正极片、隔膜与负极片依次层叠组成。

电芯400的第一端面向盖体组件100，电芯400的第二端面向第三壳体300，电芯400的正极耳410从第一端面引出穿过第一开口与盖体组件100焊接，电芯400的负极耳420从第二端面引出穿过第二开口与第三壳体300焊接。可以理解的是，正极耳410与负极耳420可以为多个。正极耳410与盖体组件100电连接，负极耳420与第三壳体300电连接，从而可以将电芯400上产生的电能通过盖体组件100和第三壳体300向外传输，用以为外接用电设备提供电能。

在一些实施例中，正极耳410为铝带，负极耳420为铜镀镍带、铜带或镍带，优选的负极耳420使用铜镀镍带。采用超声波焊将正极耳410和负极耳420分别焊接在正极片与负极片的空箔上。对正极耳410和负极耳420的非焊接点进行绝缘处理，处理方式包括热复合PP胶、对贴绝缘体130纸或涂覆绝缘体130水，进行绝缘处理可避免正极耳410与负极耳420发生短路。可以理解的是，正极耳410与负极耳420还可以分别由正极片与负极片的空箔经过裁切得到。

如图3所示，长筒电池的盖体组件100包括盖板110、极柱120与绝缘体130。盖板110设置有第一通孔111；极柱120包括第一极板121与第二极板122，第一极板121与第二极板122分别设置在盖板110的两侧，第一极板121部分穿设于第一通孔111，第一极板121与第二极板122固定连接；绝缘体130设置于盖板110与极柱120之间。

通过第一极板121部分穿过盖板110的第一通孔111与第二极板122固定连接，并且在极柱120与盖板110之间设置绝缘体130，使极柱120能够设置于盖板110的两侧，同时使极柱120与盖板110之间绝缘。相对于现有技术的盖板组件需要使用密封件进行密封，导致盖板组件的厚度增加。本申请由于第一极板121与第二极板122固定连接，进而能够使极柱120牢固地安装于盖板110，防止极柱120从盖板110处脱落，而绝缘体130的设置不仅加强第一极板121与第二极板122的连接强度，也能够使极柱120固定连接于盖板110，同时还能够实现盖体组件100的密封，整个密封结构不需要使用密封圈，因此减少了盖体组件100密封结构的厚度。

具体的，第一极板121包括基板1211和基板1211沿轴向Y延伸出的柱部1212。基板1211为圆盘状，柱部1212为柱状，柱部1212沿轴向Y的投影全部落入基板1211沿轴向Y的投影。第二极板122的形状结构为平板状。通过将第一极板121设置为基板1211与柱部1212，基板1211能够用于与正极耳410进行焊接，柱部1212能够穿设于第一通孔111与第二极板122进行激光焊接，使第一极板121与第二极板122能够电连接，同时由于第一极板121与第二极板122分别设置于盖板110的两侧，因此第一极板121与第二极板122组成的极柱120能够更好地安装于盖板110，防止极柱120从盖板110滑落。

具体的，第一极板121设置在盖板110的内侧，第二极板122设置在盖板110的外侧。第一极板121与正极耳410进行固定连接，第二极板122与外部的电路进行固定连接。需要说明的是，第一极板121与第二极板122的材质可以为材质为铝、镍或不锈钢中的一种。

具体的，柱部1212沿轴向Y的投影小于第一通孔111沿轴向Y的投影。由于柱部1212需要穿设于第一通孔111，且极柱120需要与盖板110绝缘，因此柱部1212沿轴向Y的投影设置为小于第一通孔111沿轴向Y的投影，使得柱部1212能够与第一通孔111的孔壁之间存在间隙，避免了柱部1212与第二壳体200的接触，同时方便柱部1212穿设于第一通孔111。

具体的，绝缘体130包括第一胶体131与第二胶体132，第一胶体131设置于第一极板121与盖板110之间，第二胶体132设置于第二极板122与盖板110之间。第一胶体131设置于第一极板121与盖板110之间，将第一极板121与盖板110进行绝缘，第二胶体132设置于第二极板122与盖板110之间，将第二极板122与盖板110进行绝缘。

具体的，绝缘体130通过注塑、热压复合，超声波焊接、喷塑固化、高温烧结、高频加热等组合方式将极柱120与盖板110进行连接得到长筒电池的盖体组件100，通过上述方式得到的盖体组件100能够保证长筒电池的密封性。

具体的，绝缘体130的材质为绝缘材质，绝缘材质包括但不限于聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亚胺(PI)、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯塑料(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)和陶瓷中的一种或多种。

具体的，盖板110、极柱120与绝缘体130同轴设置。在长筒电池的盖体组件100装配过程中，由于盖板110、极柱120与绝缘体130是同轴设置的，因此能够方便装配，同时在长筒电池的盖体组件100在装配完成后能够保证盖板110各处受力均匀。

具体的，绝缘体130沿轴向Y的投影面积大于极柱120沿轴向Y的投影面积。能够使极柱120与盖板110完全隔绝无法接触，保证了极柱120与盖板110之间绝缘，防止长筒电池短路。

在一些实施例中，盖体组件100、第二壳体200或第三壳体300刻蚀防爆纹或冲压防爆纹。可以保证长筒电池在极端滥用使用条件下的安全性，当长筒电池发生热失控时，防爆纹能够在气压到达安全限度提前将气体释放，防止长筒电池的进一步热失控。

在一些实施例中，盖体组件100、第二壳体200与第三壳体300的内表面设置有绝缘材料，通过对盖体组件100、第二壳体200与第三壳体300的内表面中裸露的金属部位进行喷塑绝缘材料，可以防止绝缘层破损的正极耳410或负极耳420触碰裸露的金属而导致短路。

实施例2

如图4所示，与实施例1不同的是，本实施例的第二极板122设置有第二通孔1221，柱部1212穿设于第二通孔1221，且柱部1212与第二极板122固定连接。

具体的，将突出于第二极板122平面的柱部1212进行压涨，使得柱部1212与第二通孔1221紧密配合，再在配合区进行激光焊接，使柱部1212与第二极板122固定连接。

实施例3

如图2所示，与实施例1的不同的是，本实施例的第一极板121设置在盖板110的外侧，第二极板122设置在盖板110的内侧。第二极板122与正极耳410进行固定连接，第一极板121与外部的电路进行固定连接。

实施例4

如图5所示，在实施例1的基础上，本实施例的第一开口和/或第二开口设置有凸部220。凸部220为侧部210沿轴向Y延伸形成，凸部220的直径大于盖板110的直径与第三壳体300的直径。

具体的，凸部220的形状结构为环形，在盖体组件100与第三壳体300分别覆盖第一开口与第二开口时，凸部220能够起定位作用，使盖体组件100与第三壳体300能够准确的安装于第二壳体200，不需要再进行对齐，同时在焊接过程中能够防止盖体组件100与第三壳体300发生移位，提高了焊接效率与焊接质量。

实施例5

如图6所示，在实施例1的基础上，本实施例的盖板110的边缘设置有凸部220，和/或第三壳体300的边缘设置有凸部220。凸部220为盖板110沿径向X延伸形成，或凸部220为第三壳体300沿径向X形成，凸部220能够实现定位功能，帮助盖板110与第三壳体300准确的装配至第二壳体200，不需要进行精准的对齐，进而提升了装配效率，同时在焊接过程中能够限制盖板110与第三壳体300发生移位，提高了焊接效率与焊接质量。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者同等替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种长筒电池的盖体组件，其特征在于，包括：

盖板(110)，所述盖板(110)设置有第一通孔(111)；

极柱(120)，包括第一极板(121)与第二极板(122)，所述第一极板(121)与所述第二极板(122)分别设置在所述盖板(110)的两侧，所述第一极板(121)部分穿设于所述第一通孔(111)，所述第一极板(121)与所述第二极板(122)固定连接；

绝缘体(130)，设置于所述盖板(110)与所述极柱(120)之间。

2.根据权利要求1所述的盖体组件，其特征在于，所述第一极板(121)包括基板(1211)和所述基板(1211)沿轴向(Y)延伸出的柱部(1212)。

3.根据权利要求2所述的盖体组件，其特征在于，所述柱部(1212)沿轴向(Y)的投影小于所述第一通孔(111)沿轴向(Y)的投影。

4.根据权利要求2所述的盖体组件，其特征在于，所述第二极板(122)设置有第二通孔(1221)，所述柱部(1212)穿设于所述第二通孔(1221)，且所述柱部(1212)与所述第二极板(122)固定连接。

5.根据权利要求1所述的盖体组件，其特征在于，所述绝缘体(130)包括第一胶体(131)与第二胶体(132)，所述第一胶体(131)设置于所述第一极板(121)与所述盖板(110)之间，所述第二胶体(132)设置于所述第二极板(122)与所述盖板(110)之间。

6.根据权利要求1所述的盖体组件，其特征在于，所述盖板(110)、所述极柱(120)与所述绝缘体(130)同轴设置。

7.根据权利要求1所述的盖体组件，其特征在于，所述绝缘体(130)沿轴向(Y)的投影面积大于所述极柱(120)沿轴向(Y)的投影面积。

8.一种长筒电池，其特征在于，包括如权利要求1至7任一权利要求所述的盖体组件(100)。

9.根据权利要求8所述的长筒电池，其特征在于，还包括第二壳体(200)、第三壳体(300)与电芯(400)，所述盖体组件(100)、所述第二壳体(200)与所述第三壳体(300)密封连接形成容置腔，所述电芯(400)容置于所述容置腔。

10.根据权利要求9所述的长筒电池，其特征在于，所述第二壳体(200)为长筒状结构，包括第一开口与第二开口，所述第一开口和/或所述第二开口设置有凸部(220)。

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