CN218039652U - 圆柱形电池和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种圆柱形电池和车辆，其中，所述圆柱形电池包括壳体；电芯，其容纳在所述壳体中并且在所述电芯的端部处设有极耳，连接片，其具有极耳连接部用于与所述极耳电连接；盖板，其固定在所述壳体上并且用于将所述电芯封闭在壳体中，其中，所述连接片还包括用于固定在所述盖板处的盖板连接部，在所述盖板连接部上设有极柱体，所述极柱体与所述盖板连接部一体成型并且在装配的状态下沿远离电芯的方向从盖板的贯通孔中突出。通过将连接片与极柱体一体成型地构造，根据本实用新型的圆柱形电池能够省去现有技术中必要的、在连接片与极柱体之间的焊接连接并且由此能够缓解电池内部结构的焊接失效问题。

Description

圆柱形电池和车辆

技术领域

本实用新型涉及一种圆柱形电池和具有这样的圆柱形电池的车辆。

背景技术

动力电池作为纯电动汽车和混合动力汽车的核心，其安全性、稳定性和高倍率性扮演着重要的角色。目前常见的动力电池包括有软包电池、圆柱电池和方形电池，其中，圆柱电池（例如全极耳圆柱电池）在功率密度、快充快放能力方面与方形电池基本相同，然而，圆柱电池在安全性方面是较具有优势的。例如，在发生热失控时，圆柱电池具有较强的定向释放能量的能力。

从现有技术中已知一种圆柱形电池，其卷芯在两端分别引出有正极极耳和负极极耳，其中，正极连接片和正极极柱是两个彼此独立的部件，并且经由正极连接片将正极极耳与正极极柱间接地电连接。在此，正极连接片在一侧与经揉平处理的正极极耳激光焊接并且在另一侧与正极极柱超声扭矩焊接。一方面，正极极柱与连接片的超声扭矩焊接过程是较耗费的并且不易控制，另一方面，在长期使用之后由于焊接面失效可能会导致正极极柱与连接片脱离连接。

实用新型内容

根据不同的方面，本实用新型的目的在于提供一种经改善的圆柱形电池和具有这样的圆柱形电池的车辆。

此外，本实用新型还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。

本实用新型通过提供一种圆柱形电池来解决上述问题，具体而言，其包括：

壳体；

电芯，其容纳在所述壳体中并且在所述电芯的端部处设有极耳，

连接片，其具有极耳连接部用于与所述极耳电连接；

盖板，其固定在所述壳体上并且用于将所述电芯封闭在壳体中，

其中，所述连接片还包括用于固定在所述盖板处的盖板连接部，在所述盖板连接部上设有极柱体，所述极柱体与所述盖板连接部一体成型并且在装配的状态下沿远离电芯的方向从盖板的贯通孔中突出。

根据本实用新型的一方面所提出的圆柱形电池，所述极柱体包括从所述盖板连接部的本体向外延伸的过渡部以及位于端部的台阶部，借助所述台阶部将所述极柱体铆合在所述盖板上。

根据本实用新型的一方面所提出的圆柱形电池，在所述极柱体与所述盖板之间设置有绝缘密封件，所述绝缘密封件套设在所述极柱体的过渡部的外周面上并且借助所述台阶部压紧在所述盖板处。

根据本实用新型的一方面所提出的圆柱形电池，在所述盖板与所述连接片之间设有绝缘件，所述绝缘件在外部包围所述极柱体的过渡部。

根据本实用新型的一方面所提出的圆柱形电池，所述极耳连接部与所述极耳焊接连接，由所述焊接连接形成的焊线呈弧形。

根据本实用新型的一方面所提出的圆柱形电池，所述极耳连接部还包括切除部，以用于降低所述连接片的重量。

根据本实用新型的一方面所提出的圆柱形电池，所述切除部的尺寸取决于所述极耳连接部的过流能力系数以及所述极耳连接部的剩余导电面积。

根据本实用新型的一方面所提出的圆柱形电池，所述连接片的外边缘与所述电芯的外边缘之间存在有间隔区域，并且在所述盖板的与间隔区域相对应的部位处设置有注液口，经由所述注液口将电解液注入到电芯内部中。

根据本实用新型的另一方面提供了一种车辆，在该车辆的电池包中容纳有上述这样的圆柱形电池。

通过将连接片与极柱体一体成型地构造，根据本实用新型的圆柱形电池能够省去现有技术中必要的、在连接片与极柱体之间的焊接连接并且由此能够缓解电池内部结构的焊接失效问题。

附图说明

参考附图，本实用新型的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，

图1示出了根据本实用新型的一实施例的圆柱形电池的示意性的立体图；

图2示出了源于图1的圆柱形电池的连接片的立体图示；

图3示出了在装配状态下的源于图1的连接片和盖板的示意图；

图4示出了源于图3的连接片和盖板的剖视图。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。

参考图1，其示出了根据本实用新型的圆柱形电池的示意图，其中，该圆柱形电池包括壳体以及容纳在该壳体中的电芯，在此，为清楚起见，未详细示出电芯的具体结构并且电芯以及包围在其外部的壳体仅仅以圆柱体示出，并且在图1中仅仅给电芯设有附图标记“100”。该电芯由正极极片、负极极片和处于其间的隔膜卷绕而成，其中，正极极片例如以铝材料制成并且负极极片例如以铜材料制成，在该电芯的两端分别引出有多个正极极耳和多个负极极耳（未示出）。

首先应该说明的是，圆柱形电池能够但并不限于全极耳圆柱形电池，其还能够设置为多极耳圆柱形电池。在全极耳圆柱形电池中，极耳经由揉平工艺处理之后与可能存在的连接片电连接（例如激光焊接连接）。还可行的是，多个极耳能够经弯折之后在预设位置处堆叠，以用于与连接片进行电连接，对此不再详述。

在此，圆柱形电池具有用于与极耳（尤其揉平后的极耳）电连接的连接片200以及用于将电芯100封闭在壳体中的盖板300，在此连接片200能够由铝材料或铜材料或铝铜复合材料或由这些材料构成的组合来制成。参考图2和图3，该连接片200与极耳连接（例如激光焊接）并且该盖板300与壳体的壁部连接（例如同样激光焊接）。在此，连接片200具有用于与极耳电连接的极耳连接部210以及用于固定在盖板300处的盖板连接部220，在极耳连接部210与盖板连接部220之间设有折叠弱化部，以便在装配好的状态下实现盖板300相对于连接片200的开合运动。

此外，在盖板连接部220上一体成型有凸起的极柱体221，其中，该极柱体可通过冲压工艺由连接片200本身形成。在装配好的状态下，极柱体221沿远离电芯100的方向伸出到圆柱形电池外部，以便与电池包的母排的导电端子连接。具体地，极柱体221位于电池的中心位置处并且穿过盖板300的中心处的贯通孔伸出。相对于现有技术中单独构造的极柱，根据本实用新型通过使极柱体与连接片一体成型，能够省去传统的连接片与极柱之间的超声扭矩焊接并且在整体上也能够缓解电池的焊线失效问题。

在所示出的实施例中，连接片200用作正极连接片，相应地，盖板200可被称为正极盖板并且极柱体221可被称为正极极柱。然而，应该说明的是，本文中关于连接片、极柱和盖板的阐述不应限于在电池正极处的应用，其还能够应用在电池负极。此外应该说明的是，电池正极和负极并不限于相同的构造方式，能够将正极和负极中的至少一个以本文所阐释的方式进行构造。例如，圆柱形电池的正极极耳借助这样的具有一体成型的正极极柱的正极连接片形成电通路，而负极极耳经由未设有负极极柱的负极连接片与壳体内壁连接并且由此在电池充放电过程中壳体直接带负电。

可选地，极柱体221包括从盖板连接部220的本体朝向壳体外部延伸的过渡部以及与该过渡部相接的处于端部的台阶部。该台阶部的外直径大于盖板300的贯通孔的直径，以便极柱体221能够以台阶部止挡和铆合在盖板300的外侧上。通常，车用电池包具有压板用于对各个电池单体进行定位和固定，例如设置在正极处的正极压板能够在竖直方向上提供额外的压紧力。因此，连接板200与盖板300的这种固定方式足以满足工艺上对固定效果的要求。

可选地，盖板300为了保证其所需的刚度可由导电性金属制成。如在图4中所示出的那样，在盖板300与连接片、尤其其盖板连接部220的本体之间设置有第一绝缘件400，其能够朝着盖板300的外边缘延伸并且具有与电芯100基本上相等的半径。此外，还在盖板300与极柱体221之间设置有第二绝缘件500，其作为绝缘密封件可由橡胶材料制成，以防盖板在电池充放电过程中带电和电芯内部的电解液泄露出来。在这种情况下，第二绝缘件500套设在极柱体的过渡部的外部并且由极柱体的台阶部压紧在盖板上。具体地，其包括有紧贴在盖板300的远离电芯的外侧上的第一部分以及与该第一部分成角度的（尤其成直角的）用于在外部包覆在极柱体221的过渡部的第二部分。借助于这两个绝缘件能够有效地防止盖板在电池充放电过程中带电并且由此能够提高电池安全性。

与此备选地，盖板300的本体由金属制成且在其与极柱体221或盖板连接部220接触的部位处包覆有绝缘层，以便防止盖板由于盖板连接部的导电性而形成电通路。

可选地，极耳连接部210与极耳的形状相匹配地进行构造并且极耳连接部210的尺寸能够如此进行选择，使得在极耳连接部210与电芯100的外边缘（即电池的壳体）之间存在有间隔区域，在盖板300的与该间隔区域相对应的部位处设置有供电解液流入到电芯内部的注液口600。代替现有技术中同时在盖板和连接片上同时开设有注液口的构造方案，根据本实用新型的这种构造方式能够进一步简化电池的生产工艺。

可选地，连接片与极耳激光焊接连接并且焊线如此进行布置，使得焊线基本上呈弧形或椭圆形部段，以这种方式保证经卷绕的电芯的每一圈极耳在电池半径方向上存在有效焊接，并且由此优化焊线的受力能力。此外，该焊线可关于极耳连接部的中心对称地进行布置。在此“椭圆形部段”是指椭圆形或类似椭圆形的一部分，例如椭圆形的位于其短边的那部分。

可选地，在极耳连接部210的区域上还设置有切除部，用于减轻连接片的重量。如附图中所示出的那样，该切除部在椭圆形部段的两条焊线之间朝向连接片中心凹陷。该切除部的尺寸能够如此进行选择，使得在保证连接片的所需的过流能力的情况下尽可能降低连接片的质量。也就是说，该切除部的尺寸取决于电池连接部本身的过流能力系数（其取决于电池连接部、尤其其极耳连接部的材料）和极耳连接部的剩余导电面积。

此外，本实用新型还涉及一种车辆，在该车辆的电池包中容纳有多个以上面所阐述的方式构造的圆柱形电池。关于这种车辆能够相应地参考上面关于根据本实用新型的圆柱形电池的相关描述，对此不再赘述。

综上所述，通过将连接片与极柱体一体成型地构造，能够省去现有技术中所需的连接片与极柱体之间的焊接连接工艺并且由此能够缓解电池的焊接失效问题。此外，在本实用新型的另一实施例中，通过改进连接片与极耳之间的焊线的形状，能够提高这两者的连接强度。在本实用新型的另一实施例中，通过优化连接片的形状和注液口的布置方式，能够省去在连接片处的注液口并且由此简化电池的生产工艺。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本实用新型的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本实用新型的法律保护范围内。

Claims (9)

1.一种圆柱形电池，其特征在于，包括：

壳体；

电芯，其容纳在所述壳体中并且在所述电芯的端部处设有极耳，

连接片，其具有极耳连接部用于与所述极耳电连接；

盖板，其固定在所述壳体上并且用于将所述电芯封闭在壳体中，

其中，所述连接片还包括用于固定在所述盖板处的盖板连接部，在所述盖板连接部上设有极柱体，所述极柱体与所述盖板连接部一体成型并且在装配的状态下沿远离电芯的方向从盖板的贯通孔中突出。

2.根据权利要求1所述的圆柱形电池，其特征在于，所述极柱体包括从所述盖板连接部的本体向外延伸的过渡部以及位于端部的台阶部，借助所述台阶部将所述极柱体铆合在所述盖板上。

3.根据权利要求2所述的圆柱形电池，其特征在于，在所述极柱体与所述盖板之间设置有绝缘密封件，所述绝缘密封件套设在所述极柱体的过渡部的外周面上并且借助所述台阶部压紧在所述盖板处。

4.根据权利要求2所述的圆柱形电池，其特征在于，在所述盖板与所述连接片之间设有绝缘件，所述绝缘件在外部包围所述极柱体的过渡部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的圆柱形电池，其特征在于，所述极耳连接部与所述极耳焊接连接，由所述焊接连接所形成的焊线呈弧形。

6.根据权利要求5所述的圆柱形电池，其特征在于，所述极耳连接部还包括切除部，以用于降低所述连接片的重量。

7.根据权利要求6所述的圆柱形电池，其特征在于，所述切除部的尺寸取决于所述极耳连接部的过流能力系数以及所述极耳连接部的剩余导电面积。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的圆柱形电池，其特征在于，所述连接片的外边缘与所述电芯的外边缘之间存在有间隔区域，在所述盖板的与间隔区域相对应的部位处设置有注液口，经由所述注液口将电解液注入到电芯内部。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆具有电池包，在所述电池包中容纳有根据权利要求1至8中任一项所述的圆柱形电池。

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