CN217606990U - 一种圆柱电池的负极结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种圆柱电池的负极结构，其特征在于，用于动力电池，包括卷芯、负极极耳、负极连接片和壳体；所述负极极耳设置于所述卷芯一端的端面上，所述负极极耳的面积与所述卷芯端面的面积相同；所述负极连接片靠近所述卷芯端面的侧面上均匀设置有多个条形凸起，相邻的两个所述条形凸起之间设置有扇形凹槽；所述负极连接片通过所述条形凸起焊接于所述负极极耳上，所述负极连接片通过所述扇形凹槽与所述壳体底部的内表面相抵接；所述卷芯套设于所述壳体内。本申请结构简单，具有较好的可靠性，能够有效解决动力电池极耳过流能力差、负极耳位置附近极片接触不紧密而导致电池循环寿命差、电子传导路径长、电池内阻大等问题。

Description

一种圆柱电池的负极结构

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，特别是涉及一种圆柱电池的负极结构。

背景技术

动力电池可以为圆柱电池、方形电池或者软包电池，圆柱电池具有生产效率高、设备自动化程度高、产品性能一致性好等优势，越来越受到人们的青睐。但是，动力电池在高倍率充放电时会产生大量的热，当散热速率不能满足要求时，电池内部的温度将持续升高，使得电池循环寿命下降，严重时引发电池热失控，造成安全事故。

目前，市面上圆柱型动力电池电芯的正极/负极多采用单极耳或多极耳结构，很难满足大电流充放电条件下电池的散热要求，存在因极耳过流能力差、在大电流放电时电芯发热而导致电池在循环过程中内部涨力不均匀、极耳位置附近正负极片接触不紧密而导致电池循环寿命差、电子传导路径长、电池内阻大等问题。而且，正负极耳传统的安装工艺包括焊接、极耳包胶等工序，操作复杂、生产效率较低。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种圆柱电池的负极结构，旨在解决动力电池极耳过流能力差、在大电流放电时电芯发热而导致电池在循环过程中内部涨力不均匀、负极耳位置附近极片接触不紧密而导致电池循环寿命差、电子传导路径长、电池内阻大等问题。本申请结构简单，密封性好，成本较低，具有较好的可靠性，负极采用全极耳结构，可以缩短电子传导路径，降低电池内阻，改善大电流放电时电芯发热问题，生产工艺简单，生产效率较高。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出如下技术方案：

一种圆柱电池的负极结构，用于动力电池，包括卷芯、负极极耳、负极连接片和壳体；所述负极极耳设置于所述卷芯一端的端面上，所述负极极耳的面积与所述卷芯端面的面积相同；

所述负极连接片靠近所述卷芯端面的侧面上均匀设置有多个条形凸起，相邻的两个所述条形凸起之间设置有扇形凹槽；所述负极连接片通过所述条形凸起焊接于所述负极极耳上，所述负极连接片通过所述扇形凹槽与所述壳体底部的内表面相抵接；所述卷芯套设于所述壳体内。

在本申请中，负极极耳的面积同卷芯面积相同，即负极极耳采用全极耳结构，负极极耳直接与负极连接片连接、负极连接片与壳体连接，这样，可以缩短电子传导路径，降低电池内阻，改善大电流放电时电芯发热的问题。

作为优选的实施方式，所述负极连接片的几何中心处设置有通孔，每个所述条形凸起自所述通孔向所述负极连接片的边缘延伸设置。

作为优选的实施方式，所述条形凸起的厚度优选为3mm～5mm。这样，使得整个负极结构的结构紧凑、空间利用率高，可以节省原材料成本，有效降低生产成本。

作为优选的实施方式，所述负极连接片上均匀设置有六个所述条形凸起和六个扇形凹槽，所述条形凸起和所述扇形凹槽间隔设置。通过在负极连接片靠近卷芯的侧面上设置条形凸起和扇形凹槽，可以很好的增加负极连接片的刚性，并对负极极耳有较好的预压效果，有效减少接触电阻；同时，能够充分利用电池的内部空间，可以有效增加电池的能量密度和体积密度。

作为优选的实施方式，所述条形凸起的面积之和小于所述凹槽的面积之和。这样，能够充分利用电池的内部空间，可以有效增加电池的能量密度和体积密度。

作为优选的实施方式，所述扇形凹槽、所述通孔、所述条形凸起以及所述负极连接片一体成型设置。

作为优选的实施方式，所述卷芯为采用卷绕结构的卷芯；所述负极极耳为采用揉平工艺得到的极耳；所述负极连接片为采用冲压工艺得到的连接片。

作为优选的实施方式，所述卷芯的另一端与正极结构相连接；所述壳体靠近所述正极结构的一端开口设置。

作为优选的实施方式，所述负极连接片通过激光焊接于所述壳体底部的内表面。在本申请中，负极极耳与负极连接片、负极连接片与壳体底部均具有较大的焊接截面，电阻较小，可以通过大的电流，因此采用本申请负极结构的电池具有物理电阻小、可以通过大倍率电流的能力，同时可以很好的保证负极结构的密封性和可靠性。

作为优选的实施方式，所述动力电池为锂电池或者钠电池。

本实用新型所达到的有益效果：本实用新型的负极极耳采用全极耳结构、负极极耳直接与负极连接片连接、负极连接片与壳体连接，可以缩短电子传导路径，降低电池内阻，改善大电流放电时电芯发热的问题。并且，通过在负极连接片靠近卷芯的侧面上设置条形凸起和扇形凹槽、通过条形凸起连接负极极耳、扇形凹槽连接壳体底部，可以很好的增加负极连接片的刚性，并对负极极耳有较好的预压效果，有效减少接触电阻；同时，能够充分利用电池的内部空间，可以有效增加电池的能量密度和体积密度。本申请结构简单，密封性好，成本较低，具有较好的可靠性，能够有效解决动力电池极耳过流能力差、在大电流放电时电芯发热而导致电池在循环过程中内部涨力不均匀、负极耳位置附近极片接触不紧密而导致电池循环寿命差、电子传导路径长、电池内阻大等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的圆柱电池的负极结构的爆炸结构示意图；

图2为图1的圆柱电池的负极结构在纵向方向的剖面结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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的一部分实施例，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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，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申请中的具体含义。

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。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前，市面上圆柱型动力电池电芯的正极/负极多采用单极耳或多极耳结构，很难满足大电流充放电条件下电池的散热要求，存在因极耳过流能力差、在大电流放电时电芯发热而导致电池在循环过程中内部涨力不均匀、极耳位置附近正负极片接触不紧密而导致电池循环寿命差、电子传导路径长、电池内阻大等问题。而且，正负极耳传统的安装工艺包括焊接、极耳包胶等工序，操作复杂、生产效率较低。基于此，本实用新型提供一种圆柱电池的负极结构以解决上述技术问题。

具体的，如图1至图2所示，本实用新型实施例提供一种圆柱电池的负极结构，用于动力电池，包括卷芯10、负极极耳20、负极连接片30和壳体40；所述负极极耳20设置于所述卷芯10一端的端面上，所述负极极耳20的面积与所述卷芯10端面的面积相同；

所述负极连接片30靠近所述卷芯10端面的侧面上均匀设置有多个条形凸起31，相邻的两个所述条形凸起31之间设置有扇形凹槽32；所述负极连接片30通过所述条形凸起31焊接于所述负极极耳20上，所述负极连接片30通过所述扇形凹槽32与所述壳体40底部的内表面相抵接；所述卷芯10套设于所述壳体40内。

在本申请中，负极极耳20的面积与卷芯10面积相同，即负极极耳20采用全极耳结构，负极极耳20直接与负极连接片30连接、负极连接片30与壳体40连接，这样，可以缩短电子传导路径，降低电池内阻，改善大电流放电时电芯发热的问题。

作为优选的实施方式，所述负极连接片30的几何中心处设置有通孔33，每个所述条形凸起31自所述通孔33向所述负极连接片30的边缘延伸设置。

作为优选的实施方式，所述条形凸起31的厚度优选为3mm～5mm。这样，使得整个负极结构的结构紧凑、空间利用率高，可以节省原材料成本，有效降低生产成本。

作为优选的实施方式，所述负极连接片30上均匀设置有六个所述条形凸起31和六个扇形凹槽32，所述条形凸起31和所述扇形凹槽32间隔设置。通过在负极连接片30靠近卷芯10的侧面上设置条形凸起31和扇形凹槽32，可以很好的增加负极连接片30的刚性，并对负极极耳20有较好的预压效果，有效减少接触电阻；同时，能够充分利用电池的内部空间，可以有效增加电池的能量密度和体积密度。

作为优选的实施方式，所述条形凸起31的面积之和小于所述扇形凹槽32的面积之和。这样，能够充分利用电池的内部空间，可以有效增加电池的能量密度和体积密度。

作为优选的实施方式，所述扇形凹槽32、所述通孔33、所述条形凸起31以及所述负极连接片30一体成型设置。这样，可以很好的保证负极结构的密封性和可靠性。

作为优选的实施方式，所述卷芯10为采用卷绕结构的卷芯；所述负极极耳20为采用揉平工艺得到的极耳；所述负极连接片30为采用冲压工艺得到的连接片。这样，制备效率高，材料成本低。

作为优选的实施方式，所述卷芯10的另一端与正极结构50相连接；所述壳体40靠近所述正极结构50的一端开口设置。这样，能够很好的保证壳体40与正极结构50之间的绝缘性。

作为优选的实施方式，所述负极连接片30通过激光焊接于所述壳体40底部的内表面。在本申请中，负极极耳与负极连接片、负极连接片与壳体底部均具有较大的焊接截面，电阻较小，可以通过大的电流，因此采用本申请负极结构的电池具有物理电阻小、可以通过大倍率电流的能力，同时可以很好的保证负极结构的密封性和可靠性。

作为优选的实施方式，所述动力电池为锂电池或者钠电池。

本实用新型的负极极耳采用全极耳结构、负极极耳直接与负极连接片连接、负极连接片与壳体连接，可以缩短电子传导路径，降低电池内阻，改善大电流放电时电芯发热的问题。并且，通过在负极连接片靠近卷芯的侧面上设置条形凸起和扇形凹槽、通过条形凸起连接负极极耳、扇形凹槽连接壳体底部，可以很好的增加负极连接片的刚性，并对负极极耳有较好的预压效果，有效减少接触电阻；同时，能够充分利用电池的内部空间，可以有效增加电池的能量密度和体积密度。本申请结构简单，密封性好，成本较低，具有较好的可靠性，能够有效解决动力电池极耳过流能力差、在大电流放电时电芯发热而导致电池在循环过程中内部涨力不均匀、负极耳位置附近极片接触不紧密而导致电池循环寿命差、电子传导路径长、电池内阻大等问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种圆柱电池的负极结构，其特征在于，用于动力电池，包括卷芯、负极极耳、负极连接片和壳体；所述负极极耳设置于所述卷芯一端的端面上，所述负极极耳的面积与所述卷芯端面的面积相同；

所述负极连接片靠近所述卷芯端面的侧面上均匀设置有多个条形凸起，相邻的两个所述条形凸起之间设置有扇形凹槽；所述负极连接片通过所述条形凸起焊接于所述负极极耳上，所述负极连接片通过所述扇形凹槽与所述壳体底部的内表面相抵接；所述卷芯套设于所述壳体内。

2.根据权利要求1所述的圆柱电池的负极结构，其特征在于，所述负极连接片的几何中心处设置有通孔，每个所述条形凸起自所述通孔向所述负极连接片的边缘延伸设置。

3.根据权利要求1所述的圆柱电池的负极结构，其特征在于，所述条形凸起的厚度为3mm～5mm。

4.根据权利要求2所述的圆柱电池的负极结构，其特征在于，所述负极连接片上均匀设置有六个所述条形凸起和六个扇形凹槽，所述条形凸起和所述扇形凹槽间隔设置。

5.根据权利要求4所述的圆柱电池的负极结构，其特征在于，所述条形凸起的面积之和小于所述凹槽的面积之和。

6.根据权利要求2所述的圆柱电池的负极结构，其特征在于，所述扇形凹槽、所述通孔、所述条形凸起以及所述负极连接片一体成型设置。

7.根据权利要求1所述的圆柱电池的负极结构，其特征在于，所述卷芯为采用卷绕结构的卷芯；所述负极极耳为采用揉平工艺得到的极耳；所述负极连接片为采用冲压工艺得到的连接片。

8.根据权利要求1所述的圆柱电池的负极结构，其特征在于，所述卷芯的另一端与正极结构相连接；所述壳体靠近所述正极结构的一端开口设置。

9.根据权利要求1所述的圆柱电池的负极结构，其特征在于，所述负极连接片通过激光焊接于所述壳体底部的内表面。

10.根据权利要求1所述的圆柱电池的负极结构，其特征在于，所述动力电池为锂电池或者钠电池。

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