CN217768684U - 圆柱电芯 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种圆柱电芯，包括：筒体，为导体；第一端盖，为导体；绝缘件，套设于第一端盖的周向边沿处，第一端盖通过绝缘件与筒体绝缘连接，筒体和第一端盖围成密封的容纳空间；卷芯，设置于容纳空间内，卷芯直接与第一端盖电性连接。应用本实用新型的技术方案能够有效地解决相关技术中的圆柱电芯加工工艺复杂的问题。

Description

圆柱电芯
技术领域
本实用新型涉及动力电芯领域，具体而言，涉及一种圆柱电芯。
背景技术
相关技术中的圆柱电芯包括外壳和设置在外壳内的卷芯。其中，外壳一般包括筒体和设置在筒体的第一端的第一端板，其中第一端板和筒体绝缘密封连接。
相关技术中的卷芯上的极耳和第一端板之间一般设置有集流盘上，极耳和第一端板通过集流盘实现电性连接。这种设置集流盘的方式一方面会导致圆柱电芯的加工工艺复杂、加工成本高，另一方面，极耳与集流盘之间的焊接面积较小，导致圆柱电芯的内阻较高，过电能力受限。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种圆柱电芯，以解决相关技术中的圆柱电芯加工工艺复杂、过电能力有限的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种圆柱电芯，包括：筒体，为导体；第一端盖，为导体；绝缘件，套设于第一端盖的周向边沿处，第一端盖通过绝缘件与筒体绝缘连接，筒体和第一端盖围成密封的容纳空间；卷芯，设置于容纳空间内，卷芯直接与第一端盖电性连接。
进一步地，筒体包括侧壁和第二端盖，侧壁的一端与绝缘件连接，另一端与第二端盖连接，第二端盖和卷芯远离第一端盖的一端直接电性连接。
进一步地，侧壁包括向内凹入的支撑台以及位于支撑台上方的压接板，绝缘件夹设于支撑台与压接板之间。
进一步地，侧壁还包括围设于卷芯的周向外侧的围板，围板的第一端与支撑台连接，围板的第二端与第二端盖连接。
进一步地，第一端盖包括与绝缘件连接的第一板体部、与卷芯直接电性连接的第二板体部以及位于第一板体部和第二板体部之间的第一凸台，第一凸台朝向远离卷芯的方向凸出于第二板体部，第一凸台与外部导电件电性连接。
进一步地，第一凸台的数量为多个，多个第一凸台间隔设置在第二板体部的周向外侧；或者第一凸台为设置在第二板体部的周向外侧的环形凸台。
进一步地，第一端盖还包括设置于第二板体部上的第二凸台，第二凸台与第一凸台的凸出方向相同，第一凸台的高度大于第二凸台的高度，第二凸台上设置有防爆阀。
进一步地，第二凸台的表面上开设有弧形槽，弧形槽形成防爆阀。
进一步地，圆柱电芯还包括设置在卷芯和筒体之间的内绝缘膜，内绝缘膜包括包裹于卷芯周向方向上的侧膜、设置于侧膜的第一端并包裹于卷芯的第一端的周向边沿处的第一端膜以及设置于侧膜的第二端并包裹于卷芯的第二端的周向边沿处的第二端膜。
进一步地，第二端盖包括与侧壁连接的第三板体部、与卷芯直接电性连接的第三凸台以及与外部导电件电性连接的第四凸台，其中，第三凸台朝向靠近卷芯的方向凸出于第三板体部，第四凸台朝向远离卷芯的方向凸出于第三板体部。
应用本实用新型的技术方案，卷芯直接与第一端盖电性连接，筒体和第一端盖之间通过绝缘件实现绝缘密封连接，省去了在卷芯和第一端盖之间设置集流盘的步骤，简化了圆柱电芯的加工工艺、降低了生产成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本实用新型的圆柱电芯的实施例的分解结构示意图；
图2示出了图1的圆柱电芯的剖视图；
图3示出了图1的圆柱电芯的A处的放大结构示意图；
图4示出了图1的圆柱电芯的B处的放大结构示意图；
图5示出了图1的圆柱电芯的立体结构示意图；
图6示出了图1的第一端盖的立体结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、容纳空间；10、外壳；20、筒体；30、第一端盖；31、第二板体部；32、第一凸台；33、第二凸台；34、第一板体部；40、卷芯；41、第一极耳；42、第二极耳；50、防爆阀；60、绝缘件；70、侧壁；71、围板；72、支撑台；73、压接板；80、第二端盖；81、第三板体部；82、第三凸台；83、第四凸台；84、第二注液孔；90、内绝缘膜；91、侧膜；92、第一端膜；93、第二端膜；100、第二封堵件。
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一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。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。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1至图3所示，本实施例的圆柱电芯包括：筒体20、第一端盖30、绝缘件60以及卷芯40。其中，筒体20为导体；第一端盖30为导体；绝缘件60套设于第一端盖30的周向边沿处，第一端盖30通过绝缘件60与筒体20绝缘连接，筒体20和第一端盖30围成密封的容纳空间1；卷芯40设置于容纳空间1内，卷芯40直接与第一端盖30电性连接。
应用本实施例的技术方案，卷芯40直接与第一端盖30电性连接，筒体20和第一端盖30之间通过绝缘件60实现绝缘密封连接，省去了在卷芯40和第一端盖30之间设置集流盘的步骤，简化了圆柱电芯的加工工艺、降低了生产成本。
具体地，卷芯40靠近第一端盖30的一端具有第一极耳41，由于第一端盖30为导体，因此第一极耳41和第一端盖30可以通过焊接的方式直接连接，上述方式能够提高卷芯40和第一端盖30电性连接的可靠性。
当然，在其他实施例中，第一极耳41与第一端盖30也可以通过导电胶粘接。
如图1、图2和图4所示，在本实施例中，筒体20包括侧壁70和第二端盖80，侧壁70的一端与绝缘件60连接，另一端与第二端盖80连接，第二端盖80和卷芯40远离第一端盖30的一端直接电性连接。上述结构中，卷芯40与第二端盖80直接连接，省去了在卷芯40和第二端盖80之间设置集流盘的步骤，从而进一步简化了圆柱电芯的加工工艺、降低了生产成本。
具体地，卷芯40靠近第二端盖80的一端具有第二极耳42，第二极耳42和第二端盖80可以通过焊接的方式直接连接，上述方式能够实现卷芯40和第二端盖80的可靠电性连接。
如图3所示，在本实施例中，侧壁70包括向内凹入的支撑台72以及位于支撑台72上方的压接板73，绝缘件60夹设于支撑台72与压接板73之间。上述结构中，在第一端盖30未与侧壁70压接配合前，压接板73位于支撑台72的外边沿并且为竖直向上延伸的状态，压接时，可将绝缘件60套在第一端盖30的周向边沿上，再将绝缘件60以及第一端盖30的组合部件放置在支撑台72上，并对竖直向上延伸的压接板73进行弯折，使其压接在第一端盖30上，将绝缘件60以及第一端盖30的周向边沿夹在支撑台72的上表面与压接板73之间，从而实现第一端盖30与侧壁70的绝缘密封连接。上述工艺的加工效率高，有利于提升圆柱电芯的生产效率。
如图2和图3所示，在本实施例中，侧壁70还包括围设于卷芯40的周向外侧的围板71，围板71的第一端与支撑台72连接，围板71的第二端与第二端盖80连接。上述结构中，侧壁70包括依次连接的压接板73、支撑台72以及围板71，压接板73、支撑台72用以夹住绝缘件60以及第一端盖30的组合部件，围板71远离第一端盖30的一端与第二端盖80焊接连接。上述方式使得卷芯的封装工艺更加简单，有利于提升圆柱电芯的加工效率。
如图1至图3以及图6所示，在本实施例中，第一端盖30包括与绝缘件60连接的第一板体部34、与卷芯40直接电性连接的第二板体部31以及位于第一板体部34和第二板体部31之间的第一凸台32，第一凸台32朝向远离卷芯40的方向凸出于第二板体部31，第一凸台32与外部导电件电性连接。上述结构中，第一端盖30通过第二板体部31与卷芯40直接电性连接，通过凸出于第二板体部31的第一凸台32与外部导电件电性连接，从而使得第一端盖30能够充当连通卷芯40和外部导电件的连接端子，简化了圆柱电芯结构，从而简化了圆柱电芯的加工工艺、降低了生产成本。
如图1至图3以及图6所示，在本实施例中，或者第一凸台32为设置在第二板体部31的周向外侧的环形凸台。上述结构中，第一凸台32由第一端盖30冲压成型，上述结构便于第一凸台32的加工，从而能够提升圆柱电芯的加工效率。
当然，在其他实施例中，第一凸台32也可以包括多个，多个第一凸台32间隔设置在第二板体部31的周向外侧。
如图1至图3以及图6所示，在本实施例中，第一端盖30还包括设置于第二板体部31上的第二凸台33，第二凸台33与第一凸台32的凸出方向相同，第一凸台32的高度大于第二凸台33的高度，第二凸台33上设置有防爆阀50。上述结构中，当圆柱电芯的内部压力超过一定阈值时，防爆阀50会被圆柱电芯内的气体冲破，以此来防止圆柱电芯产生爆炸。本申请在第二凸台33上设置防爆阀50，使得第二凸台33的下方与卷芯40之间具有一定的过流间隙，从而便于圆柱电芯内的气体流动，一旦圆柱电芯发生热失控的情况，气体能够迅速流到第二凸台33下方，冲破防爆阀50，使圆柱电芯迅速泄压，提升了圆柱电芯的安全性。
需要说明的是，上述的“第二凸台33上设置有防爆阀50”并非仅仅指的是防爆阀50设置在如图3所示的第二凸台33的上表面上，当然，防爆阀50也可以设置在如图3所示的第一凸台32的下表面上。
如图1至图3以及图6所示，在本实施例中，第二凸台33的表面上开设有弧形槽，弧形槽形成防爆阀50。上述结构中，在第二凸台33上开设弧形槽后，由于弧形槽的底壁与第二凸台33的下表面之间的距离减小，因此弧形槽形成了第二凸台33上的薄弱区，当圆柱电芯热失控时，产生的气体能够从薄弱区冲破第二凸台33，从而在第二凸台33上形成排气孔，实现圆柱电芯在热失控时的泄压排气。
需要说明的是，在本实施例中，弧形槽为优弧，弧形槽的两端不连通。这种设置方式一方面能够保证圆柱电芯热失控后形成足够大的排气孔，另一方面，弧形槽的两端的间断处与第二凸台33连接，防止圆柱电芯热失控后弧形槽破裂形成的金属片飞溅出去，造成安全事故。
当然，在其他实施例中，防爆阀也可以设置在第一凸台32上。第一凸台32与第一极耳41之间也具有过流间隙，从而有利于气体的快速排出。
还需要说明的是，如图2和图3所示，在本实施例中，第一凸台32的高度大于第二凸台33的高度。上述结构中，第一凸台32用于连接外部导电件，如果第二凸台33的高度超过第一凸台32，会导致第二凸台33与外部连接件相互干涉，因此使第一凸台32的高度大于第二凸台33的高度能够便于外部连接件的安装。
在其他实施例中，第二凸台33上还可以开设有第一注液孔，圆柱电芯还包括第一封堵件，第一封堵件封堵第一注液孔。上述结构中，由于第二凸台33的下方与第一极耳41之间具有一定的过流间隙，因此在第二凸台33上设置第一注液孔，能够便于电解液流入筒体20内，从而提升电解液的注入速度。
如图1、图3以及图4所示，在本实施例中，圆柱电芯还包括设置在卷芯40和筒体20之间的内绝缘膜90，内绝缘膜90包括包裹于卷芯40周向方向上的侧膜91、设置于侧膜91的第一端并包裹于卷芯40的第一端的周向边沿处的第一端膜92以及设置于侧膜91的第二端并包裹于卷芯40的第二端的周向边沿处的第二端膜93。上述结构中，内绝缘膜90能够防止圆柱电芯内部短路。
具体地，如图3所示，第一端膜92的内边沿的内边沿位于支撑台72的内边沿的内侧，从而实现第一极耳41与筒体20的绝缘效果，第一端膜92的内边沿位于第二板体部31的外边沿的外侧，从而防止第一极耳41与第二板体部31焊接时第一端膜92融化，影响第一极耳41与第二板体部31的导电效果，降低圆柱电芯的过电能力。如图4所示，第二端膜93的内端面位于第三凸台82的外边沿的外侧，从而放置第二极耳42与第三凸台82焊接时第二端膜93融化，影响第二极耳42与第三凸台82之间的导电效果。
如图1、图4和图5所示，在本实施例中，第二端盖80包括与侧壁70连接的第三板体部81、与卷芯40直接电性连接的第三凸台82以及与外部导电件电性连接的第四凸台83，其中，第三凸台82朝向靠近卷芯40的方向凸出于第三板体部81，第四凸台83朝向远离卷芯40的方向凸出于第三板体部81。上述结构中，第二端盖80设置成包括第三板体部81、第三凸台82和第四凸台83的结构，第三凸台82朝向靠近卷芯40的方向凸出于第三板体部81设置，第四凸台83远离卷芯40的方向凸出于第三板体部81，第三凸台82的上表面和第四凸台83的下表面之间形成高度差，第三凸台82用于和第二极耳42直接电性连接，第四凸台83用于和外部导电件(例如汇流排)连接，通过第二端盖80形成使第二极耳42与外部导电件电性连接的连接端子，使得卷芯40的第二极耳42与第二端盖80直接连接，省去了在第二极耳42和第二端盖80之间设置集流盘的步骤，简化了圆柱电芯的加工工艺、降低了生产成本。另外，第三凸台82与第二极耳42的接触面较大，进一步降低了圆柱电芯的内阻，提升了圆柱电芯的过电能力。
需要说明的是，在本实施例中，第三凸台82与第二极耳42通过焊接连接，第四凸台83与外部导电件通过焊接连接。第二极耳为负极极耳。
当然在其他实施例中，第三凸台82与第二极耳42也可以通过导电胶粘接。
还需要说明的是，如图1和图5所示，在本实施例中，第四凸台83上设置有第二注液孔84，圆柱电芯还包括第二封堵件100，第二封堵件100封堵第二注液孔84。上述结构中，由于第四凸台83的下方与第二极耳42之间具有一定的过流间隙，因此在第四凸台83上设置第二注液孔，能够便于电解液流入筒体20内，从而提升电解液的注入速度。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆柱电芯，其特征在于，包括：
筒体(20)，为导体；
第一端盖(30)，为导体；
绝缘件(60)，套设于所述第一端盖(30)的周向边沿处，所述第一端盖(30)通过所述绝缘件(60)与所述筒体(20)绝缘连接，所述筒体(20)和所述第一端盖(30)围成密封的容纳空间(1)；
卷芯(40)，设置于所述容纳空间(1)内，所述卷芯(40)直接与所述第一端盖(30)电性连接。
2.根据权利要求1所述的圆柱电芯，其特征在于，所述筒体(20)包括侧壁(70)和第二端盖(80)，所述侧壁(70)的一端与所述绝缘件(60)连接，另一端与所述第二端盖(80)连接，所述第二端盖(80)和所述卷芯(40)远离所述第一端盖(30)的一端直接电性连接。
3.根据权利要求2所述的圆柱电芯，其特征在于，所述侧壁(70)包括向内凹入的支撑台(72)以及位于所述支撑台(72)上方的压接板(73)，所述绝缘件(60)夹设于所述支撑台(72)与压接板(73)之间。
4.根据权利要求3所述的圆柱电芯，其特征在于，所述侧壁(70)还包括围设于所述卷芯(40)的周向外侧的围板(71)，所述围板(71)的第一端与所述支撑台(72)连接，所述围板(71)的第二端与所述第二端盖(80)连接。
5.根据权利要求1所述的圆柱电芯，其特征在于，所述第一端盖(30)包括与所述绝缘件(60)连接的第一板体部(34)、与所述卷芯(40)直接电性连接的第二板体部(31)以及位于所述第一板体部(34)和第二板体部(31)之间的第一凸台(32)，所述第一凸台(32)朝向远离所述卷芯(40)的方向凸出于所述第二板体部(31)，所述第一凸台(32)与外部导电件电性连接。
6.根据权利要求5所述的圆柱电芯，其特征在于，
所述第一凸台(32)的数量为多个，多个所述第一凸台(32)间隔设置在所述第二板体部(31)的周向外侧；或者
所述第一凸台(32)为设置在所述第二板体部(31)的周向外侧的环形凸台。
7.根据权利要求6所述的圆柱电芯，其特征在于，所述第一端盖(30)还包括设置于所述第二板体部(31)上的第二凸台(33)，所述第二凸台(33)与第一凸台(32)的凸出方向相同，所述第一凸台(32)的高度大于所述第二凸台(33)的高度，所述第二凸台(33)上设置有防爆阀(50)。
8.根据权利要求7所述的圆柱电芯，其特征在于，所述第二凸台(33)的表面上开设有弧形槽，所述弧形槽形成所述防爆阀(50)。
9.根据权利要求1所述的圆柱电芯，其特征在于，所述圆柱电芯还包括设置在所述卷芯(40)和所述筒体(20)之间的内绝缘膜(90)，所述内绝缘膜(90)包括包裹于所述卷芯(40)周向方向上的侧膜(91)、设置于所述侧膜(91)的第一端并包裹于所述卷芯(40)的第一端的周向边沿处的第一端膜(92)以及设置于所述侧膜(91)的第二端并包裹于所述卷芯(40)的第二端的周向边沿处的第二端膜(93)。
10.根据权利要求2所述的圆柱电芯，其特征在于，所述第二端盖(80)包括与所述侧壁(70)连接的第三板体部(81)、与所述卷芯(40)直接电性连接的第三凸台(82)以及与外部导电件电性连接的第四凸台(83)，其中，所述第三凸台(82)朝向靠近所述卷芯(40)的方向凸出于所述第三板体部(81)，所述第四凸台(83)朝向远离所述卷芯(40)的方向凸出于所述第三板体部(81)。
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