CN218039507U - 一种端盖结构及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，公开了一种端盖结构及电池。其中端盖结构包括正极部和负极部，其中正极部包括正极柱和正集流盘，正集流盘设置于正极耳处，正极柱通过正集流盘电连接于正极耳，而负极部包括盖板和负集流盘，负集流盘设置于负极耳处，盖板通过负集流盘电连接于负极耳，且盖板的一侧通过绝缘密封件连接于正极柱，另一侧连接于外壳，以避免发生短路。因该端盖仅设置于电池的外壳的一端，且仅与一端同时具有正极耳和负极耳的电芯电连接，可有效降低端盖结构对于电池的体积的增加，提高电池的内部空间利用率，提升电池的体积能量密度。本实用新型提出的电池包括上述的端盖结构。

Description

一种端盖结构及电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种端盖结构及电池。

背景技术

圆柱形锂离子电池作为常见的一类电池，广泛应用在新能源汽车上，其通常由电芯、壳体、端盖和连接片等组成，且多数圆柱形电池主要采用铝壳结构，并在电芯的正极和负极均设置端盖和连接片。但是现有的端盖高度较大，且结构复杂，降低了电池内部空间的利用率，从而导致电池的体积能量密度较小。

因此，亟需一种端盖结构及电池，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种端盖结构，其能够有效提高电池内部空间的利用率，提升电池的体积能量密度。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种端盖结构，设置于电池的外壳的一端，且与位于所述外壳内的电芯电连接，所述电芯的一端同时具有正极耳和负极耳，所述端盖结构包括：

正极部，包括正极柱和正集流盘，所述正集流盘设置于所述正极耳处，所述正极柱通过所述正集流盘电连接于所述正极耳；

负极部，包括盖板和负集流盘，所述负集流盘设置于所述负极耳处，所述盖板通过所述负集流盘电连接于所述负极耳，且所述盖板的一侧通过绝缘密封件连接于所述正极柱，另一侧连接于所述外壳。

可选地，所述端盖结构还包括绝缘件，所述绝缘件设置于所述电芯上且一侧连接所述正集流盘，另一侧连接所述负集流盘。

可选地，所述负极耳环设于所述正极耳的周向，所述负集流盘为环形结构，所述正集流盘为圆形结构，所述正集流盘位于所述负集流盘内。

可选地，所述绝缘件为环形结构，所述绝缘件包括不位于同一水平面的绝缘一部和绝缘二部，所述绝缘一部抵接所述正集流盘，所述绝缘二部抵接所述负集流盘。

可选地，所述负极耳和所述正极耳沿所述电芯的径向对称设置，所述负集流盘为半环形结构，所述正集流盘为半圆形结构，所述正集流盘位于所述负集流盘的一侧。

可选地，所述负集流盘具有背离所述电芯设置的连接凸部，所述盖板具有朝向所述电芯设置的连接凹部，所述连接凸部抵接所述连接凹部。

可选地，所述正极柱和所述盖板铆接连接，所述绝缘密封件夹设于所述正极柱和所述盖板之间。

可选地，所述绝缘密封件包括第一绝缘密封件和第二绝缘密封件，至少所述第一绝缘密封件包括本体和设置于所述本体上的抵接部，所述第二绝缘密封件搭设于所述抵接部上以形成绝缘区域，所述盖板的一侧插设于所述绝缘区域内。

可选地，所述盖板与所述外壳、所述负集流盘均焊接连接，所述正极柱与所述正集流盘焊接连接。

可选地，所述正极柱的外径与所述盖板的外径的比值范围为0.2-0.7，所述正集流盘的外径和所述负集流盘的外径的比值范围为0.45-0.7；

所述盖板的厚度范围为0.4mm-1.5mm，所述正集流盘的厚度范围为0.1mm-0.5mm，所述负集流盘的厚度范围为0.1mm-0.3mm。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电池，其体积能量密度较高，产品性能优越。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种电池，包括上述的端盖结构。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的端盖结构包括正极部和负极部，其中正极部包括正极柱和正集流盘，正集流盘设置于正极耳处，正极柱通过正集流盘电连接于正极耳，而负极部包括盖板和负集流盘，负集流盘设置于负极耳处，盖板通过负集流盘电连接于负极耳，且盖板的一侧通过绝缘密封件连接于正极柱，另一侧连接于外壳，以避免发生短路。因该端盖仅设置于电池的外壳的一端，且仅与一端同时具有正极耳和负极耳的电芯电连接，可有效降低端盖结构对于电池的体积的增加，提高电池的内部空间利用率，提升电池的体积能量密度。

本实用新型提出的电池，包括上述的端盖结构，其体积能量密度较高，产品性能优越。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的端盖结构的装配图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是本实用新型实施例二提供的端盖结构的装配图；

图4是图3中B处的放大图。

图中：

1、外壳；2、电芯；20、凹槽；3、端盖结构；31、正极柱；32、盖板；321、连接凹部；322、内环；323、外环；33、正集流盘；34、负集流盘；341、连接凸部；35、绝缘件；351、绝缘一部；352、绝缘二部；36、第一绝缘密封件；37、第二绝缘密封件。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供一种端盖结构3，其设置于电池的外壳1的一端，且与位于外壳1内的电芯2电连接，这一结构避免了在电池两端均设置端盖结构3，而导致电池内部实际使用空间受限的问题，可有效提高电池内部的空间利用率，提高电池的体积能量密度。

与端盖结构3适配地，电芯2的一端应同时具有正极耳和负极耳，且该端盖结构3包括正极部和负极部，正极部与正极耳电连接，负极部与负极耳电连接。具体地，正极部包括正极柱31和正集流盘33，可将正集流盘33设置于电芯2的正极耳上，而后再通过正集流盘33和正极柱31的抵接，以实现正极耳、正集流盘33和正极柱31三者的电连接。负极部包括盖板32和负集流盘34，可将负集流盘34设置于电芯2的负极耳上，而后再通过负集流盘34和负极柱的抵接，以实现负极耳、负集流盘34和盖板32三者的电连接。可选地，盖板32与外壳1、负集流盘34均焊接连接，正极柱31与正集流盘33焊接连接。

另外，参照图2可知，正极柱31和盖板32共同封堵于电池的外壳1以实现电池的密封，且又因为正极柱31连接正极耳，盖板32连接负极耳，则为避免电池短路，正极柱31和盖板32之间通过绝缘密封件连接。可选地，正极柱31为柱状结构，而盖板32为环形结构，绝缘密封件和盖板32可套设于正极柱31上。当正极柱31和盖板32铆接连接时，在铆接过程中，正极柱31的周向表面将形成一容置槽，绝缘密封件将夹设于盖板32和容置槽之间，以实现对正极柱31和盖板32连接的密封和绝缘。

可选地，盖板32的内环322通过绝缘密封件连接于正极柱31，盖板32的外环323连接于外壳1。基于此，本实施例提供的绝缘密封件需要包括第一绝缘密封件36和第二绝缘密封件37，第一绝缘密封件36和第二绝缘密封件37均为环形结构，且至少第一绝缘密封件36包括本体和设置于本体上的抵接部，该抵接部为环设于第一绝缘密封件36的内圈处的凸起。可选地，第二绝缘密封件37、盖板32以及第一绝缘密封件36依次套设于正极柱31上，且抵接部位于盖板32的内环322和正极柱31的周向表面之间，第二绝缘密封件37搭设于抵接部上以形成绝缘区域，而盖板32的内环322即插设于该绝缘区域内。

可选地，负集流盘34为环形结构，正集流盘33为圆形结构，负集流盘34和盖板32抵接，而正集流盘33和正极柱31抵接，因此正集流盘33将位于负集流盘34的内圈。而结合上文，正集流盘33设置于正极耳处，负集流盘34设置于负极耳处，则本实施例中的电芯2的结构为负极耳环设于正极耳的周向。

本实施例中，正极柱31的外径与盖板32的外径的比值范围为0.2-0.7，正集流盘33的外径和负集流盘34的外径的比值范围为0.45-0.7。而盖板32的厚度范围为0.4mm-1.5mm，正集流盘33的厚度范围为0.1mm-0.5mm，负集流盘34的厚度范围为0.1mm-0.3mm。

进一步地，端盖结构3还包括绝缘件35，绝缘件35设置于电芯2上，且一侧连接正集流盘33，另一侧连接负集流盘34，以避免电芯2晃动造成正集流盘33和负集流盘34接触而短路。可选地，正集流盘33和绝缘件35粘接，负集流盘34和绝缘件35粘接。

为保证正集流盘33和负集流盘34始终被绝缘件35隔开，本实施例提供的绝缘件35包括不位于同一平面的绝缘一部351和绝缘二部352，绝缘一部351和绝缘二部352通过倾斜设置的过渡段连接。当绝缘一部351连接于正集流盘33时，正集流盘33可粘结于绝缘一部351背离电芯2的一面，而当绝缘二部352连接于负集流盘34时，负集流盘34可粘接于绝缘二部352靠近电芯2的一面。即在水平方向上，正集流盘33和负集流盘34始终位于过渡段的两侧，即使正集流盘33和负集流盘34无限接近，仍被绝缘件35分隔。

可选地，电芯2的端面上设置有凹槽20，绝缘件35设置于该凹槽20内。如图2可知，凹槽20的深度可与绝缘一部351的厚度保持一致，当绝缘一部351设置于凹槽20内时，其背离电芯2的一面可与正集流盘33抵接电芯2的一面抵接，而此时绝缘二部352靠近电芯2的一面则需要与负集流盘34背离电芯2的一面抵接。

更进一步地，为保证盖板32与负集流盘34的连接强度，盖板32具有朝向电芯2设置的连接凹部321，而负集流盘34具有背离电芯2设置的连接凸部341，连接凸部341和连接凹部321抵接。因此在对这一抵接处进行焊接时，可能会造成盖板32部分存在焊接缺陷，即可在焊接后，在连接凸部341处涂布胶水进行填充，从而保证焊接效果。

本实施例还提供一种电池，包括上述的端盖结构3。

实施例二

本实施例公开了一种端盖结构3，本实施例中的端盖结构3与实施例一中的端盖结构3的不同之处在于：如图3和图4所示，其负集流盘34为半环形结构，而正集流盘33为半圆形结构，这是为了适配负极耳和正极耳沿电芯2的径向对称设置的这一结构。即因为电芯2只有一半具有正极耳，且正极柱31位于电池的中部，则正集流盘33设置为半圆形结构，还应保证正集流盘33不超过电芯2在卷绕过程中形成的卷绕孔这一位置，而电芯2的另一半具有负极耳，且盖板32为环形结构，则负集流盘34设置为半环形结构。

本实施例中，正集流盘33为半圆形结构，而负集流盘34为半环形结构，则与实施例一中端盖结构3的各部位尺寸类似地，正集流盘33的半径和负集流盘34的外环的半径的比值范围为0.45-0.7。除此之外，正极柱31的外径与盖板32的外径的比值范围为0.2-0.7，盖板32的厚度范围为0.4mm-1.5mm，正集流盘33的厚度范围为0.1mm-0.5mm，负集流盘34的厚度范围为0.1mm-0.3mm。

另外，因正集流盘33和负集流盘34之间的距离相对较大，本实施例则可省去绝缘件35这一结构，以简化电池装配工艺。可选地，正极柱31通过正集流盘33和电芯2焊接，则正极柱31和电芯2之间存在间距，因此即使将正极柱31设置于电芯2的中部，正极柱31依然不会与负极耳抵接，不会发生短路。

除此之外，本实施例提供的端盖结构3的其余结构与实施例一中的端盖结构3均相同，在此不再赘述。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (11)

1.一种端盖结构，其特征在于，设置于电池的外壳(1)的一端，且与位于所述外壳(1)内的电芯(2)电连接，所述电芯(2)的一端同时具有正极耳和负极耳，所述端盖结构(3)包括：

正极部，包括正极柱(31)和正集流盘(33)，所述正集流盘(33)设置于所述正极耳处，所述正极柱(31)通过所述正集流盘(33)电连接于所述正极耳；

负极部，包括盖板(32)和负集流盘(34)，所述负集流盘(34)设置于所述负极耳处，所述盖板(32)通过所述负集流盘(34)电连接于所述负极耳，且所述盖板(32)的一侧通过绝缘密封件连接于所述正极柱(31)，另一侧连接于所述外壳(1)。

2.根据权利要求1所述的端盖结构，其特征在于，所述端盖结构(3)还包括绝缘件(35)，所述绝缘件(35)设置于所述电芯(2)上且一侧连接所述正集流盘(33)，另一侧连接所述负集流盘(34)。

3.根据权利要求2所述的端盖结构，其特征在于，所述负极耳环设于所述正极耳的周向，所述负集流盘(34)为环形结构，所述正集流盘(33)为圆形结构，所述正集流盘(33)位于所述负集流盘(34)内。

4.根据权利要求3所述的端盖结构，其特征在于，所述绝缘件(35)为环形结构，所述绝缘件(35)包括不位于同一水平面的绝缘一部(351)和绝缘二部(352)，所述绝缘一部(351)抵接所述正集流盘(33)，所述绝缘二部(352)抵接所述负集流盘(34)。

5.根据权利要求1所述的端盖结构，其特征在于，所述负极耳和所述正极耳沿所述电芯(2)的径向对称设置，所述负集流盘(34)为半环形结构，所述正集流盘(33)为半圆形结构，所述正集流盘(33)位于所述负集流盘(34)的一侧。

6.根据权利要求1至5任一项所述的端盖结构，其特征在于，所述负集流盘(34)具有背离所述电芯(2)设置的连接凸部(341)，所述盖板(32)具有朝向所述电芯(2)设置的连接凹部(321)，所述连接凸部(341)抵接所述连接凹部(321)。

7.根据权利要求1至5任一项所述的端盖结构，其特征在于，所述正极柱(31)和所述盖板(32)铆接连接，所述绝缘密封件夹设于所述正极柱(31)和所述盖板(32)之间。

8.根据权利要求7所述的端盖结构，其特征在于，所述绝缘密封件包括第一绝缘密封件(36)和第二绝缘密封件(37)，至少所述第一绝缘密封件(36)包括本体和设置于所述本体上的抵接部，所述第二绝缘密封件(37)搭设于所述抵接部上以形成绝缘区域，所述盖板(32)的一侧插设于所述绝缘区域内。

9.根据权利要求1所述的端盖结构，其特征在于，所述盖板(32)与所述外壳(1)、所述负集流盘(34)均焊接连接，所述正极柱(31)与所述正集流盘(33)焊接连接。

10.根据权利要求3所述的端盖结构，其特征在于，所述正极柱(31)的外径与所述盖板(32)的外径的比值范围为0.2-0.7，所述正集流盘(33)的外径和所述负集流盘(34)的外径的比值范围为0.45-0.7；

所述盖板(32)的厚度范围为0.4mm-1.5mm，所述正集流盘(33)的厚度范围为0.1mm-0.5mm，所述负集流盘(34)的厚度范围为0.1mm-0.3mm。

11.一种电池，其特征在于，包括如上权利要求1-10任一项所述的端盖结构(3)。

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