CN217823180U - 一种锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，公开了一种锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构及锂离子电池；本实用新型的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构包括负极盖板、负极压板，负极盖板设置在电芯壳体负极端的开口处，负极盖板上设有安装孔，安装孔贯穿负极盖板，负极压板设置在负极盖板的外侧，负极压板与负极盖板之间设有绝缘件；负极盖板的内侧设有绝缘密封件、导电铆钉和导流板，绝缘密封件穿过安装孔与绝缘件连接，导电铆钉依次贯穿绝缘密封件、安装孔及绝缘件与负极压板铆接，导流板的一面与导电铆钉焊接连接，导流板的另一面用于与电池卷芯负极的集流盘焊接连接；其能够减少集流结构对电芯外壳内的空间占用，降低导电连接件造成短路的风险。

Description

一种锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构及锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，广泛运用于各种工作场合。其中，圆柱锂离子电池凭借其易于制造等结构上的优势成为了插电式混合驱动、纯电驱动新能源汽车普遍使用的动力源。同时，圆柱锂离子电池也是储能应用市场的常用电池结构，例如用于家庭储能、房车储能及大型工业储能等场景。

传统的锂离子电池有18650、21700等型号，其多采用单极耳的方式连接卷芯和电池电极。由于极耳为细长薄片式的导体，是影响电池内阻和电池发热的主要不利因数。随着新能源汽车对于电池能量密度更大、输出功率更强的要求，极耳成为了影响电池安全的关键。由此出现了“无极耳”或“全极耳”结构的锂离子电池卷芯，卷芯两端通常设有盖板(或称“集流盘”)用以连接电池电极。电芯负极集流盘与电池负极极柱之间通常采用折叠结构的导电连接件进行连接，导电连接件占用电芯外壳内的空间较大，制约卷芯的体积和电池的能量密度；同时，导电连接件折叠组装易碰壳壁及电芯造成短路，影响电池安全。因此有必要对电芯负极连接结构进行改进。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提出一种锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构，以减少集流结构对电芯外壳内的空间占用，降低导电连接件造成短路的风险。

为达上述目的，本实用新型的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构包括负极盖板、负极压板，所述负极盖板设置在电芯壳体负极端的开口处，所述负极盖板上设有安装孔，所述安装孔贯穿所述负极盖板，所述负极压板设置在所述负极盖板的外侧，所述负极压板与所述负极盖板之间设有绝缘件；所述负极盖板的内侧设有绝缘密封件、导电铆钉和导流板，所述绝缘密封件穿过所述安装孔与所述绝缘件连接，所述导电铆钉依次贯穿所述绝缘密封件、所述安装孔及所述绝缘件与所述负极压板铆接，所述导流板的一面与所述导电铆钉焊接连接，所述导流板的另一面用于与电池卷芯负极的集流盘焊接连接。

在其中一个实施例中，所述绝缘件背离所述负极盖板的一面设有安装槽，所述负极压板设置在所述安装槽内。

在其中一个实施例中，所述绝缘密封件靠近所述负极盖板的一面设有凸台，所述凸台贯穿所述安装孔插入所述绝缘件内，所述导电铆钉贯穿所述绝缘密封件远离所述负极盖板的一面，和所述凸台插入所述绝缘件内一端的端面与所述负极压板连接。

在其中一个实施例中，所述导流板采用弹性金属导电材料制成。

在其中一个实施例中，所述弹性金属导电材料为铜片、镍片或铜镀镍片。

在其中一个实施例中，所述导流板靠近所述导电铆钉的一面设有第一凸出部，所述第一凸出部与所述导电铆钉焊接连接，所述导流板背离所述导电铆钉的一面设有第二凸出部，所述第二凸出部用于与电池卷芯负极的集流盘焊接连接。

在其中一个实施例中，所述第一凸出部对应电池卷芯的中心线设置在所述导流板的中心，所述第二凸出部环绕所述第一凸出部均匀间隔设置。

在其中一个实施例中，所述导流板上还设有过液孔，所述过液孔对应各所述第二凸出部的间隔设置，并贯穿所述导流板。

本实用新型还提出一种锂离子电池，其包括上述任意一个实施例中的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构。

上述实施方式中的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构至少具有以下优点：

(1)负极压板和导电铆钉通过导流板与电池卷芯的负极集流盘焊接连接，避免了折叠形式的导电连接件使用，减少对电芯外壳内的空间占用，降低导电连接件造成短路的风险。

(2)负极压板设置在安装槽内，降低负极压板与负极盖板接触发生的短路的风险；绝缘密封件的凸台插入绝缘件内以提高密封绝缘性能，降低漏液和发生短路的风险。

(3)导流板采用铜片、镍片或铜镀镍片等弹性金属导电材料便于导流板与导电铆钉和卷芯负极集流盘连接，导流板能产生一定形变适应导电铆钉和卷芯负极集流盘之间的距离误差。

(4)第一凸出部和第二凸出部便于导流板与导电铆钉和卷芯负极集流盘的连接；第二凸出部环绕第一凸出部，以及过液孔便于电解液，便于电解液在卷芯负极端流动和空气排出，方便电解液注液。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型一实施例提供的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构的结构示意图；

图2为图1所示的导流板的立体结构示意图；

附图标记：

1-壳体，2-负极盖板，21-安装孔，22-负极压板，23-导电铆钉，24-绝缘件，241-安装槽，25-绝缘密封件，251-凸台，3-导流板，31-第一凸出部，32-第二凸出部，33-过液孔，4-电池卷芯。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

需要理解的是，在本实用新型的描述中，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。“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。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。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。

请参阅图1和图2，一实施方式中的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构包括负极盖板2、负极压板22，其能够减少集流结构对电芯外壳内的空间占用，降低导电连接件造成短路的风险。

具体的，请参阅图1，负极盖板2设置在电芯壳体1负极端的开口处。负极盖板2上设有安装孔21，安装孔21贯穿负极盖板2。负极压板22设置在负极盖板2的外侧，负极压板22与负极盖板2之间设有绝缘件24。具体的，绝缘件24背离负极盖板2的一面设有安装槽241，负极压板22设置在安装槽241内。电芯壳体1的负极端为开口端。负极盖板2通过焊接等方式与电芯壳体1密封连接。负极压板22设置在安装槽241内，降低负极压板22与负极盖板2接触发生的短路的风险。

负极盖板2的内侧设有绝缘密封件25、导电铆钉23和导流板3。绝缘密封件25穿过安装孔21与绝缘件24连接。导电铆钉23依次贯穿绝缘密封件25、安装孔21及绝缘件24与负极压板22铆接。导流板3的一面与导电铆钉23焊接连接，导流板3的另一面用于与电池卷芯4负极的集流盘焊接连接。具体的，绝缘密封件25靠近负极盖板2的一面设有凸台251。凸台251贯穿安装孔21插入绝缘件24内。导电铆钉23贯穿绝缘密封件25远离负极盖板2的一面，和凸台251插入绝缘件24内一端的端面与负极压板22连接。负极压板22和导电铆钉23通过导流板3与电池卷芯4的负极集流盘焊接连接，最终作为电池的负极端，避免了折叠形式的导电连接件使用，从而减少对电芯外壳内的空间占用，并降低导电连接件造成短路的风险。绝缘密封件25的凸台251插入绝缘件24内以提高密封绝缘性能，降低漏液和发生短路的风险。具体的，凸台251的插入绝缘件24的一端与绝缘件24和安装孔21过盈配合，导电铆钉23与绝缘密封件25过盈配合。导电铆钉23安装后能够使绝缘密封件25与安装孔21间的过盈量增大，绝缘密封件25与绝缘件24间的过盈量增大，从而在保证过盈量的情况下降低绝缘密封件25的安装难度。

一实施方式中，导流板3采用弹性金属导电材料制成。具体的，弹性金属导电材料为铜片或镍片或铜镀镍片。导流板3采用铜片、镍片或铜镀镍片等弹性金属导电材料，导流板3能产生一定形变适应导电铆钉23和卷芯负极集流盘之间的距离误差，便于导流板3与导电铆钉23和卷芯负极集流盘连接。

一实施方式中，导流板3靠近导电铆钉23的一面设有第一凸出部31。第一凸出部31与导电铆钉23焊接连接。导流板3背离导电铆钉23的一面设有第二凸出部32，第二凸出部32用于与电池卷芯4负极的集流盘焊接连接。具体的，第一凸出部31对应电池卷芯4的中心线设置在导流板3的中心。第二凸出部32环绕第一凸出部31均匀间隔设置。进一步的，导流板3上还设有过液孔33。过液孔33对应各第二凸出部32的间隔设置，并贯穿导流板3。第一凸出部31和第二凸出部32便于导流板3与导电铆钉23和卷芯负极集流盘的连接；第二凸出部32环绕第一凸出部31，以及过液孔33便于电解液，便于电解液在卷芯负极端流动和空气排出，方便电解液注液。一实施方式中，第一凸出部31和第二凸出部32均通过冲压成型形成，导流板3上背离第一凸出部31或第二凸出部32一面的对应区域分别形成凹陷区域，以便于电解液流动。

本实用新型还提出一种锂离子电池，其包括上述任意一个实施方式中的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构。

根据上述技术方案中的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构，负极压板22和导电铆钉23通过导流板3与电池卷芯4的负极集流盘焊接连接，避免了折叠形式的导电连接件使用，减少了集流结构对电芯外壳内的空间占用，同时，降低了导电连接件造成短路的风险。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构，包括负极盖板、负极压板，其特征在于，所述负极盖板设置在电芯壳体负极端的开口处，所述负极盖板上设有安装孔，所述安装孔贯穿所述负极盖板，所述负极压板设置在所述负极盖板的外侧，所述负极压板与所述负极盖板之间设有绝缘件；所述负极盖板的内侧设有绝缘密封件、导电铆钉和导流板，所述绝缘密封件穿过所述安装孔与所述绝缘件连接，所述导电铆钉依次贯穿所述绝缘密封件、所述安装孔及所述绝缘件与所述负极压板铆接，所述导流板的一面与所述导电铆钉焊接连接，所述导流板的另一面用于与电池卷芯负极的集流盘焊接连接。

2.根据权利要求1所述的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构，其特征在于，所述绝缘件背离所述负极盖板的一面设有安装槽，所述负极压板设置在所述安装槽内。

3.根据权利要求1所述的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构，其特征在于，所述绝缘密封件靠近所述负极盖板的一面设有凸台，所述凸台贯穿所述安装孔插入所述绝缘件内，所述导电铆钉贯穿所述绝缘密封件远离所述负极盖板的一面，和所述凸台插入所述绝缘件内一端的端面与所述负极压板连接。

4.根据权利要求1所述的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构，其特征在于，所述导流板采用弹性金属导电材料制成。

5.根据权利要求4所述的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构，其特征在于，所述弹性金属导电材料为铜片、镍片或铜镀镍片。

6.根据权利要求1至5任意一项中所述的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构，其特征在于，所述导流板靠近所述导电铆钉的一面设有第一凸出部，所述第一凸出部与所述导电铆钉焊接连接，所述导流板背离所述导电铆钉的一面设有第二凸出部，所述第二凸出部用于与电池卷芯负极的集流盘焊接连接。

7.根据权利要求6所述的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构，其特征在于，所述第一凸出部对应电池卷芯的中心线设置在所述导流板的中心，所述第二凸出部环绕所述第一凸出部均匀间隔设置。

8.根据权利要求7所述的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构，其特征在于，所述导流板上还设有过液孔，所述过液孔对应各所述第二凸出部的间隔设置，并贯穿所述导流板。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括根据权利要求1～8任意一项中所述的锂离子圆柱电芯负极集流体连接结构。

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