CN217903272U - 方形电池以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种方形电池以及电子设备。该方形电池包括：方形边框，方形边框包括环绕设置的四条侧壁，侧壁的厚度大于或等于0.1mm，方形边框具有相对设置的两个开口端，两个开口端形成方形环状的端面；两个方形盖板，两个方形盖板分别盖设在两个开口端上，并与端面焊接，以围成容纳腔；以及电芯，电芯位于容纳腔内，电芯包括两个极耳和电芯本体，两个极耳分别与电芯本体的不同电极片连接。

Description

方形电池以及电子设备

技术领域

本实用新型涉及储能装置技术领域，更具体地，本实用新型涉及方形电池以及电子设备。

背景技术

方形电池相比于纽扣电池，体积更大，能存储更多的电。现有的方形电池通常包括碗状壳体和盖板。盖板盖合在碗状壳体的开口端。为了形成良好的密封，碗状壳体的侧壁通常向外进行弯折，以形成凸沿。盖板的边缘与凸沿进行焊接。由于凸沿向外弯折故造成方形电池的尺寸过大，碗状壳体的空间利用率低，不利于电子设备的小型化设计，并且降低了方形电池的能量密度。

此外，碗状壳体通常采用冲压成型，较薄的金属板容易在冲压过程中形成缺陷。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是方形电池的新技术方案，以解决上述至少一个技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种方形电池。该方形电池包括：方形边框，所述方形边框包括环绕设置的四条侧壁，所述侧壁的厚度大于或等于0.1mm，所述方形边框具有相对设置的两个开口端，两个所述开口端形成方形环状的端面；两个方形盖板，两个所述方形盖板分别盖设在两个所述开口端上，并与所述端面焊接，以围成容纳腔；以及电芯，所述电芯位于所述容纳腔内，所述电芯包括两个极耳和电芯本体，两个极耳分别与所述电芯本体的不同电极片连接，仅其中一个所述极耳与所述方形边框连接，两个所述极耳与同一个所述侧壁相对设置。

可选地，还包括帽盖组件，在其中一个所述侧壁上设置有第一通孔以及注液孔，所述帽盖组件与所述侧壁连接，所述帽盖组件密封所述第一通孔，其中一个所述极耳与所述帽盖组件连接，另一个所述极耳与所述帽盖组件所在的侧壁连接。

可选地，所述帽盖组件包括帽盖本体和绝缘件，所述帽盖本体与所述绝缘件通过胶连接，所述帽盖本体的中部具有凸起，所述绝缘件的中部具有第二通孔，围绕所述第二通孔形成环形凸缘，所述凸起穿过所述第二通孔，并且位于所述环形凸缘内，所述环形凸缘穿过所述第一通孔，所述帽盖本体与所述极耳连接。

可选地，所述绝缘件与所述侧壁连接。

可选地，所述帽盖本体位于所述容纳腔外侧，在所述容纳腔内侧设置有第一绝缘片，所述第一绝缘片围绕所述第一通孔设置，所述凸起与所述极耳连接。

可选地，所述帽盖组件还包括金属片，所述金属片的中部设置有第三通孔，所述金属片套设在所述环形凸缘外，所述金属片与所述绝缘件连接，所述金属片与所述侧壁焊接。

可选地，所述帽盖本体为铝，所述金属片为镍片，所述方形边框和所述方形盖板为不锈钢。

可选地，所述帽盖本体位于所述容纳腔外侧，在所述容纳腔内侧设置有第二绝缘片，所述第二绝缘片具有与所述第一通孔以及所述注液孔相对应的避让孔，所述第二绝缘片在两个所述避让孔之间形成缺口，其中一个极耳与所述凸起连接，所述电芯的另一个极耳在所述缺口处与所述侧壁连接。

可选地，所述帽盖本体位于所述容纳腔内侧。

可选地，还包括密封盖，所述密封盖包括凹陷部和围绕所述凹陷部设置的边缘部，所述凹陷部伸入所述注液孔内，所述边缘部与所述侧壁焊接。

可选地，采用激光焊接将两个所述方形盖板与所述方形边框焊接。

可选地，在所述极耳的靠近所述电芯本体一侧设置有绝缘胶纸。

可选地，所述方形盖板为平板，所述侧壁的厚度大于或等于0.2mm。

可选地，所述方形盖板的四条边与四条所述侧壁的外表面平齐或者位于四条所述侧壁的外表面内侧。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括设备本体和上述的方形电池，所述方形电池被设置在所述设备本体内。

本实用新型的一个技术效果在于，在本实用新型实施例中，方形边框的端面直接与方形盖板焊接。方形边框具有较大的厚度，这使得方形电池的结构强度高。

此外，方形边框不需要向外凸出，这使得方形电池的整体体积小，能量密度高，有利于电子设备的小型化设计。

此外，方形边框与两个方形盖板进行连接。这使得方形边框的结构简单，加工难度小，方形电池的良品率高。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据本实用新型实施例的一个方形电池的爆炸图。

图2是根据本实用新型实施例的一个方形电池的立体图。

图3是根据本实用新型实施例的一个方形电池的剖视图。

图4是根据本实用新型实施例的另一个方形电池的爆炸图。

图5是根据本实用新型实施例的另一个方形电池的立体图。

图6是根据本实用新型实施例的另一个方形电池的剖视图。

附图标记说明：

101、第一方形盖板；102、第二方形盖板；103、方形边框；1031、第一通孔；1032、注液孔；104、侧壁；1041、端面；105、电芯本体；105正极耳；107、负极耳；108、帽盖本体；1081、凸起；109、绝缘件；1092、环形凸缘；110、金属片；1101：第三通孔；111、第一绝缘片；112、第二绝缘片；1121、缺口；1131、凹陷部；1132、边缘部；114、绝缘胶纸。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：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。

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。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，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例子可以具有不同的值。

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。

根据本公开的一个实施例，提供了一种方形电池，如图1-图6所示。方形电池包括方形边框103、两个方形盖板和电芯。

例如，方形盖板包括第一方形盖板101和第二方形盖板102。方形边框103和方形盖板为金属材料，例如，不锈钢、铜合金、铝合金、碳钢、镀锌板等。方形边框103的整体呈方形环状。方形盖板的整体呈矩形片状。

所述方形边框103包括环绕设置的四条侧壁104。四条侧壁104首尾相接，以形成方形结构。例如，首先，金属片110材采用弯折工艺形成方形结构。然后，将金属片110材的两个端部焊接到一起，以形成方形边框103。

例如，方形边框103为方形的管材经过切割工艺加工而成。

当然，方形边框103的加工工艺不限与上述实施例，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

所述侧壁104的厚度大于或等于0.1mm。所述方形边框103具有相对设置的两个开口端。两个所述开口端形成方形环状的端面1041。两个所述方形盖板分别盖设在两个所述开口端上，并与所述端面1041焊接，以围成容纳腔。该厚度使得端面1041的面积足够大，以使得能够采用焊接的方式将盖板与端面1041连接到一起。例如，采用激光焊接进行焊接。激光焊接具有能量密度高，焊道宽度窄，焊道宽度可控的特点。

例如，在制作时，首先，将第二方形盖板102与方形边框103一个端面1041进行激光焊接。然后，在开口端将电芯安装到容纳腔内。接下来，将极耳与方形边框103或者其他部件进行焊接。最后，将第一方形盖板101与方形边框103另一个端面1041进行焊接。

进一步地，如图1所示，方形盖板为平板。侧壁104的厚度大于或等于0.2mm。平板使得方形电池的整体高度更小。侧壁104的厚度大于或等于0.2mm，能够使得方形盖板与方形边框103的焊接变得更容易，并且二者的密封效果更加良好。

如图3所示，所述电芯位于所述容纳腔内。例如，电芯经由开口端被放置到容纳腔内。所述电芯包括两个极耳和电芯本体105。电芯本体105为螺旋卷绕结构或者叠片结构。

两个极耳分别与所述电芯本体105的不同电极片连接。例如，正极耳106与正极片连接。负极耳107与负极片连接。仅其中一个所述极耳与所述方形边框103连接。例如，正极耳106或负极耳107与方形边框103连接。方形边框103和方形盖板作为方形电池的正极或者负极。两个所述极耳与同一个所述侧壁104相对设置。例如正极耳106、负极耳107朝向同一个侧壁104，这使得极耳的焊接变得容易。

在本实用新型实施例中，方形边框103的端面1041直接与方形盖板焊接。方形边框103具有较大的厚度，这使得方形电池的结构强度高。

此外，方形边框103未设置向外的凸沿，这使得方形边框103能够做的更大，从而使得容纳腔能够做的更大，进而容纳更大体积的电芯，提高了方形电池的能量密度。

此外，方形边框103不需要向外凸出，这使得方形电池的整体体积小，能量密度高，有利于电子设备的小型化设计。

此外，方形边框103与两个方形盖板进行连接。这使得方形边框103的结构简单，加工难度小，方形电池的良品率高。

在一个例子中，如图1-图6所示，方形电池还包括帽盖组件。在其中一个所述侧壁104上设置有第一通孔1031以及注液孔1032。所述帽盖组件与所述侧壁104连接。所述帽盖组件密封所述第一通孔1031。其中一个所述极耳与所述帽盖组件连接，另一个所述极耳与所述帽盖组件所在的侧壁104连接。

在该例子中，第一通孔1031用于避让极耳，以便于极耳与帽盖组件连接。注液孔1032用于向容纳腔内注入电解液。帽盖组件例如通过粘结、焊接、铆接、卡接等方式与侧壁104连接，并对第一通孔1031进行密封。

例如，正极耳106与帽盖组件连接。负极耳107与侧壁104连接。例如通过激光焊接、电阻焊接、超声焊接等方式进行连接。

当然，也可以是，负极耳107与帽盖组件连接。正极耳106与侧壁104连接。

在该例子中，帽盖组件作为方形电池的一个电极。方形边框103和方形盖板作为方形电池的另一个电极。通过这种方式，方形电池与外部电路的电连接容易。

在一个例子中，如图1所示，所述帽盖组件包括帽盖本体108和绝缘件109。所述帽盖本体108与所述绝缘件109通过胶连接。所述帽盖本体108的中部具有凸起1081。所述绝缘件109的中部具有第二通孔。围绕所述第二通孔形成环形凸缘1092。所述凸起1081穿过所述第二通孔，并且位于所述环形凸缘1092内。所述环形凸缘1092穿过所述第一通孔1031。所述帽盖本体108与所述极耳连接。

在该例子中，绝缘件109用于将帽盖本体108与方形边框103绝缘。帽盖本体108和方形边框103分别作为方形电池的两个电极。绝缘件109为塑料、玻璃、陶瓷等。帽盖本体108为不锈钢、铝、铜、碳钢等。凸起1081能够增大帽盖本体108与方形边框103的安装面积，并且能起到定位的作用。这使得第一通孔1031的密封效果良好。

绝缘件109的形状与帽盖本体108的形状相匹配。例如，绝缘件109为聚丙烯材料。通过胶将绝缘件109与帽盖本体108固定在一起，以形成帽盖组件。

此外，帽盖本体108与绝缘件109的组合能够起到防爆的作用。由于绝缘件109与帽盖本体108采用胶粘结，故在方形电池内部压力过大时，绝缘件109与帽盖本体108容易分离，故能够进行泄压，从而避免了方形电池发生爆炸。

在该例子中，帽盖本体108可以位于容纳腔内也可以位于方形边框103外。该帽盖组件具有密封效果良好的特点。

在一个例子中，所述绝缘件109与所述侧壁104连接。例如，通过胶将绝缘件109与侧壁104进行连接。同样能够起到泄压的作用。

当然，在其他示例中，绝缘件109也可以不直接与侧壁104连接。

在一个例子中，所述帽盖本体108位于所述容纳腔外侧。在所述容纳腔内侧设置有第一绝缘片111。所述第一绝缘片111围绕所述第一通孔1031设置。所述凸起1081与所述极耳连接。

在该例子中，凸起1081与极耳，例如正极耳106通过激光焊接、电阻焊接等方式连接在一起。第一绝缘片111的材质为塑料、玻璃、陶瓷等绝缘材料。第一绝缘片111通过胶固定在侧壁104内侧。由于方形边框103与帽盖本体108分别作为方形电池的不同电极，故通过第一绝缘片111能有效地避免与凸起1081连接的极耳，例如正极耳106与侧壁104接触，从而避免了电芯发生短路。

需要说明的是，电芯的另一个电极，例如负电极通过焊接，例如激光焊接、电阻焊接的方式与侧壁104未覆盖第一绝缘片111的区域进行焊接。

在一个例子中，如图4所示，所述帽盖组件还包括金属片110。所述金属片110的中部设置有第三通孔1101。所述金属片110套设在所述环形凸缘1092外。所述金属片110与所述绝缘件109连接。所述金属片110与所述侧壁104焊接。

例如，金属片110通过胶与绝缘件109固定在一起。帽盖本体108、绝缘件109和金属片110形成整体结构。帽盖组件被整体安装到方形边框103上。

金属片110的材质可以是但不限于铜、铝、不锈钢、镍等。当然，本领域技术人员可以根据实际需要设置金属片110的材质。

金属片110能够被焊接到侧壁104上。如果绝缘件109采用胶黏的方式与方形边框103进行粘结，这种方式的帽盖组件与方形边框103的结合力受胶与绝缘件109以及胶与方形边框103的粘结力的影响，通常胶与绝缘件109的粘结力小，因此，造成帽盖组件与方形边框103连接不牢固。金属片110的设置使得能够采用焊接的方式将帽盖组件与方形边框103连接在一起。相比于胶黏的方式，焊接能有效地提高帽盖组件与方形边框103的连接强度。

需要说明的是，在焊接后，金属片110与方形边框103导通。由于绝缘件109的存在，帽盖本体108与金属片110之间形成绝缘。这样，帽盖本体108与金属片110的极性不同。

在进行焊接时，可以采用焊点从方形边框103外侧穿透金属片110，以与侧壁104熔融。在该例子中，需要金属片110至少局部的尺寸比帽盖本体108、绝缘件109更大，以留出焊接空间。

也可以是，采用焊点从方形边框103内侧穿透侧壁104，以与金属片110熔融。在该例子中，不需要金属片110比帽盖本体108、绝缘件109更大。

在一个例子中，如图2、图5所示，帽盖组件的整体呈圆形或者方形。这两种结构均能与方形边框103形成良好的密封。

在一个例子中，如图2-图3所示，所述方形盖板的四条边与四条所述侧壁104的外表面平齐或者位于四条所述侧壁104的外表面内侧。

在该例子中，方形边框103和方形盖板均没有向外凸出的部分，从而使得方形电池所占的体积更小，方形电池的能量密度更大。

在一个例子中，所述帽盖本体108为铝。所述金属片110为镍片。所述方形边框103和所述方形盖板为不锈钢。

在该例子中，相比于不锈钢材质的金属片110，镍片与胶的结合强度大于不锈钢与胶的结合强度。镍片与不锈钢材质的方形边框103能够采用焊接的方式形成良好的结合，这使得帽盖组件与方形边框103的结合力相比于胶黏方式的结合力更强。

此外，铝作为帽盖本体108。铝的材质具有钝化的特性。铝质的帽盖本体108相比于其他材料，耐电解液腐蚀的能力更强，能有效地延长方形电池的使用寿命。

在一个例子中，如图4-图6所示，所述帽盖本体108位于所述容纳腔外侧。在所述容纳腔内侧设置有第二绝缘片112。所述第二绝缘片112具有与所述第一通孔1031以及所述注液孔1032相对应的避让孔。所述第二绝缘片112在两个所述避让孔之间形成缺口1121。其中一个极耳与所述凸起1081连接。所述电芯的另一个极耳在所述缺口1121处与所述侧壁104连接。

在该例子中，第二绝缘片112的材质为塑料、玻璃、陶瓷等。第二绝缘片112通过胶固定在侧壁104内侧。例如正极耳106与凸起1081焊接在一起。第二绝缘片112能有效地避免与帽盖本体108连接的极耳，例如正极耳106与方形边框103接触，从而避免了电芯短路的发生。

在缺口1121处，负极耳107与侧壁104焊接在一起。通过第二绝缘片112能起到定位负极耳107的作用，并且能够避免正、负极耳107接触。

在一个例子中，如图3、图6所示，在所述极耳的靠近所述电芯本体105一侧设置有绝缘胶纸114。绝缘胶纸114能有效地避免极耳与电芯本体105接触，从而避免了电芯本体105短路的发生。

在一个例子中，如图2、图5所示，方形电池还包括密封盖。所述密封盖包括凹陷部1131和围绕所述凹陷部1131设置的边缘部1132。所述凹陷部1131伸入所述注液孔1032内。所述边缘部1132与所述侧壁104焊接。

密封盖为金属材质。例如，不锈钢、铜、铜合金、铝、铝合金、镍等。例如，密封盖为铝片。铝片具有耐电解液腐蚀的特点。

密封盖在注液后对注液孔1032进行密封。通过焊接的方式能有效地避免漏液的发生。

例如，密封盖为金属板通过冲压的方式制备而成。在密封盖一侧形成凹陷部1131，在另一个形成凸出部，从而使得凹陷部1131能伸入注液孔1032内。凹陷部1131使得密封盖的定位更准确。边缘部1132能够使得密封盖与方形边框103的焊接位置更准确。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种电子设备。该电子设备包括设备本体和上述的方形电池。所述方形电池被设置在所述设备本体内。电子设备可以是但不限于手机、笔记本电脑、平板电脑、充电宝、充电盒、手表、电话机、对讲机、显示屏等。

该电子设备具有使用寿命长的特点。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (15)

1.一种方形电池，其特征在于，包括：

方形边框，所述方形边框包括环绕设置的四条侧壁，所述侧壁的厚度大于或等于0.1mm，所述方形边框具有相对设置的两个开口端，两个所述开口端形成方形环状的端面；

两个方形盖板，两个所述方形盖板分别盖设在两个所述开口端上，并与所述端面焊接，以围成容纳腔；以及

电芯，所述电芯位于所述容纳腔内，所述电芯包括两个极耳和电芯本体，两个极耳分别与所述电芯本体的不同电极片连接，仅其中一个所述极耳与所述方形边框连接，两个所述极耳与同一个所述侧壁相对设置。

2.根据权利要求1所述的方形电池，其特征在于，还包括帽盖组件，在其中一个所述侧壁上设置有第一通孔以及注液孔，所述帽盖组件与所述侧壁连接，所述帽盖组件密封所述第一通孔，其中一个所述极耳与所述帽盖组件连接，另一个所述极耳与所述帽盖组件所在的侧壁连接。

3.根据权利要求2所述的方形电池，其特征在于，所述帽盖组件包括帽盖本体和绝缘件，所述帽盖本体与所述绝缘件通过胶连接，所述帽盖本体的中部具有凸起，所述绝缘件的中部具有第二通孔，围绕所述第二通孔形成环形凸缘，所述凸起穿过所述第二通孔，并且位于所述环形凸缘内，所述环形凸缘穿过所述第一通孔，所述帽盖本体与所述极耳连接。

4.根据权利要求3所述的方形电池，其特征在于，所述绝缘件与所述侧壁连接。

5.根据权利要求4所述的方形电池，其特征在于，所述帽盖本体位于所述容纳腔外侧，在所述容纳腔内侧设置有第一绝缘片，所述第一绝缘片围绕所述第一通孔设置，所述凸起与所述极耳连接。

6.根据权利要求3所述的方形电池，其特征在于，所述帽盖组件还包括金属片，所述金属片的中部设置有第三通孔，所述金属片套设在所述环形凸缘外，所述金属片与所述绝缘件连接，所述金属片与所述侧壁焊接。

7.根据权利要求6所述的方形电池，其特征在于，所述帽盖本体为铝，所述金属片为镍片，所述方形边框和所述方形盖板为不锈钢。

8.根据权利要求6所述的方形电池，其特征在于，所述帽盖本体位于所述容纳腔外侧，在所述容纳腔内侧设置有第二绝缘片，所述第二绝缘片具有与所述第一通孔以及所述注液孔相对应的避让孔，所述第二绝缘片在两个所述避让孔之间形成缺口，其中一个极耳与所述凸起连接，所述电芯的另一个极耳在所述缺口处与所述侧壁连接。

9.根据权利要求3、6或7所述的方形电池，其特征在于，所述帽盖本体位于所述容纳腔内侧。

10.根据权利要求2所述的方形电池，其特征在于，还包括密封盖，所述密封盖包括凹陷部和围绕所述凹陷部设置的边缘部，所述凹陷部伸入所述注液孔内，所述边缘部与所述侧壁焊接。

11.根据权利要求1-8中的任意一项所述的方形电池，其特征在于，采用激光焊接将两个所述方形盖板与所述方形边框焊接。

12.根据权利要求1-8中的任意一项所述的方形电池，其特征在于，在所述极耳的靠近所述电芯本体一侧设置有绝缘胶纸。

13.根据权利要求1-8中的任意一项所述的方形电池，其特征在于，所述方形盖板为平板，所述侧壁的厚度大于或等于0.2mm。

14.根据权利要求1-8中的任意一项所述的方形电池，其特征在于，所述方形盖板的四条边与四条所述侧壁的外表面平齐或者位于四条所述侧壁的外表面内侧。

15.一种电子设备，其特征在于，包括设备本体和权利要求1-14中的任意一项所述的方形电池，所述方形电池被设置在所述设备本体内。

Images