CN218123567U - 圆柱型锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种圆柱型锂离子电池，通过在盖板上开设第一通孔，并对应设置极柱，可直接将集流盘与极柱抵持，并在外侧焊接，无需再设置集流盘弯折片，电池能量密度更高，且向上凸起的集流盘中间部设计，可以使得焊接原理卷芯，防止焊接高温损坏隔离膜；集流盘中间部顶面与极柱下表面之间采用紧配合，在二者没有压紧的前提下，无法盖上并焊接盖板，这样可以防止出现虚焊；极柱更薄，便于焊透，且能提升电池能量密度；本实用新型的电池，一端采用改进后的盖板组件，极柱与圆柱型壳体绝缘；另一端就可以采用简易设计，并将集流盘与圆柱型壳体焊接并电性连接，使得圆柱型壳体带电，省略极柱和盖板，成本低，装配效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种圆柱型锂离子电池。
背景技术
随着锂离子电池技术的迅速发展，如今的锂电池都具有高容量、高安全性的特点，被广泛运用在汽车、航空航天和消费类电子产品等领域。
现在锂电池大概分为三个方向：软包电池、方形电池和圆柱型电池。随着 4680电池的发布，又成功将圆柱电池推向了另一个高度。
专利CN213401445U揭示了一种常见的大圆柱铝壳电池结构，其采用正、负电极分别在圆柱型壳体两端对称布置的结构，在盖板内外两侧分别设置两个正极柱或者两个负极柱，两个正极柱或者两个负极柱与盖板之间分别设置绝缘垫，再通过铆钉对盖板及其两侧的两个极柱及进行固定，最后将盖板与圆柱型壳体焊接密封。其中，极柱与卷芯的连接方式如下：先将集流盘一侧与卷芯上的箔材揉平端面抵持并焊接，再将集流盘上引出的折弯片极柱焊接后折弯，从而实现。集流盘折弯片的设置让结构复杂化，占用内部空间又容易引发短路。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出了一种圆柱型锂离子电池，无需设置集流盘折弯片即可实现极柱与卷芯的电性连接。
本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种圆柱型锂离子电池，其包括圆柱型壳体、盖板、卷芯、极柱和第一集流盘，其中，
所述圆柱型壳体至少一端开口；
盖板，设置于圆柱型壳体端部开口处并与之密封，盖板上开设有第一通孔；
极柱设置于盖板下方，正对第一通孔设置并与之密封，并与盖板相对固定并电性绝缘；
卷芯设置于圆柱型壳体内，其两端分别伸出若干圈空白的正、负极集流体箔材，集流体箔材端面揉平；
第一集流盘包括连续的集流盘中间部和集流盘边缘部，
集流盘边缘部，由集流盘中间部水平延伸而成，且与集流体箔材揉平后的端面抵持并焊接固定；
集流盘中间部，相对于集流盘边缘部向上凸起，集流盘中间部顶面与极柱下表面抵持，并从极柱外侧焊接固定。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述集流盘中间部顶面与极柱下表面之间采用紧配合。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述集流盘边缘部呈环状；集流盘中间部呈中空且底面开放的圆台形。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述极柱包括连续的极柱中间部和极柱边缘部，
极柱中间部正对第一通孔设置，其下表面与集流盘中间部顶面抵持并焊接固定；
极柱边缘部，设置于极柱中间部周围，位于盖板下方，与盖板相对固定并电性绝缘。
进一步优选的，所述极柱中间部的厚度为0.5～0.8mm。
进一步优选的，所述极柱边缘部呈环状，中间开设有镂空孔；极柱中间部呈中空且底面开放的圆台形，集流盘中间部由下至上伸入极柱中间部内部并与之焊接固定。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述盖板上开设有注液孔。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括防爆阀和防爆阀贴膜，所述盖板上开设有防爆阀孔，防爆阀设置于防爆阀孔内，防爆阀贴膜密封防爆阀孔。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括第二集流盘，所述圆柱型壳体一端开口且另一端为底板，第二集流盘上下表面分别与集流体箔材揉平后的端面和圆柱型壳体底板内表面抵持并焊接。
进一步优选的，盖板与圆柱型壳体焊接固定，第一集流盘连接负极集流体箔材，第二集流盘连接正极集流体箔材。
本实用新型的圆柱型锂离子电池相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过在盖板上开设第一通孔，并对应设置极柱，可直接将集流盘与极柱抵持，并在外侧焊接，无需再设置集流盘弯折片，电池能量密度更高，且向上凸起的集流盘中间部设计，可以使得焊接原理卷芯，防止焊接高温损坏隔离膜；
(2)集流盘中间部顶面与极柱下表面之间采用紧配合，在二者没有压紧的前提下，无法盖上并焊接盖板，这样可以防止出现虚焊；
(3)极柱更薄，便于焊透，且能提升电池能量密度；
(4)本实用新型的电池，一端采用改进后的盖板组件，极柱与圆柱型壳体绝缘；另一端就可以采用简易设计，并将集流盘与圆柱型壳体焊接并电性连接，使得圆柱型壳体带电，省略极柱和盖板，成本低，装配效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实用新型的圆柱型锂离子电池的立体图；
图2为实用新型的圆柱型锂离子电池的俯视图；
图3为图2中A-A面的剖面图；
图4为图3中椭圆区域的放大图；
图5为实用新型的圆柱型锂离子电池盖板的立体图；
图6为实用新型的圆柱型锂离子电池极柱的立体图；
图7为实用新型的圆柱型锂离子电池第一集流盘的立体图；
图8为实用新型的圆柱型锂离子电池第二集流盘的立体图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型的圆柱型锂离子电池，其包括圆柱型壳体1、盖板 2、卷芯3、极柱4、第一集流盘5、防爆阀61、防爆阀贴膜62和第二集流盘7。
其中，圆柱型壳体1，一般采用金属导电材质，便于焊接，且具有强度高的优点。其至少一端开口，用于塞入卷芯3。具体的，所述圆柱型壳体1可以设计成两端开口的结构，这种设计往往针对正、负极与圆柱型壳体1绝缘的电池；在本实施例中，所述圆柱型壳体1设计成一端开口，另一端为底板的筒体结构，即圆柱型壳体1与正、负极其中一个电性连接并与另外一个绝缘。
盖板2，与圆柱型壳体1开口处一般采用焊接的密封方式，工艺简单，且密封牢靠。但是，如果采用盖板2与圆柱型壳体1焊接的密封方式，那么盖板2 与圆柱型壳体1必然会形成电性连接，如此，正、负极中至少一个极柱4必须采用与盖板2相互绝缘。为了达到以上绝缘的效果，本实用新型通过将盖板2 与极柱4分开，在盖板2上开孔，并将极柱4穿过盖板上的开孔并做密封处理。
具体的，盖板2上开设有第一通孔201，便于焊枪对第一通孔201内的极柱 4进行焊接处理。
极柱4设置于盖板2下方，正对第一通孔201设置并与之密封，并与盖板2 相对固定并电性绝缘。其中，极柱4与盖板2可采用CN216085075U所述的密封、绝缘实现方式，通过在极柱4和盖板2之间设置密封圈，并注塑成型进行固定；也可以采用专利CN214043810U的方式，通过在极柱4和盖板2之间采用玻璃烧结工艺一体成型。
卷芯3，采用全极耳卷芯，其设置于圆柱型壳体1内，其两端分别伸出若干圈空白的正、负极集流体箔材，集流体箔材端面揉平。以上为现有技术，不再赘述。
第一集流盘5，分别电性连接极柱4和卷芯3，其包括连续的集流盘中间部 51和集流盘边缘部52：
集流盘边缘部52，由集流盘中间部51水平延伸而成，且与集流体箔材揉平后的端面抵持并焊接固定；具体的，可采用激光脉冲焊，降低高温聚集对卷芯 3内隔膜的损坏；
集流盘中间部51，相对于集流盘边缘部52向上凸起，集流盘中间部51顶面与极柱4下表面抵持，并从极柱4外侧焊接固定。
如此，装配时，只需先将集流盘边缘部52与集流体箔材揉平后的端面抵持并焊接固定，再将装配好的盖板2和极柱4组成的盖板组件与圆柱型壳体1端部开口处装配，进而从极柱4外侧焊接固定极柱4与集流盘中间部51即可。无需再设置集流盘弯折片。具体的，为了保证焊透，可采用连续激光焊，连续焊接容易造成高温聚集，向上凸起的集流盘中间部51，能保证焊接位置远离卷芯 3，降低高温聚集对卷芯3内隔膜的损坏。
由于极柱4与集流盘中间部51之间的焊接在电池外部进行，为了防止虚焊，所述集流盘中间部51顶面与极柱4下表面之间采用紧配合。具体的，当盖上盖板2后，只有当集流盘中间部51与极柱4压紧，才能对盖板2与圆柱型壳体1进行焊接；否则，将无法装配盖板2与圆柱型壳体1。如此，可保证集流盘中间部51与极柱4压紧，在此基础上进行焊接，就能降低虚焊的几率，提高良品率。
具体的，所述集流盘边缘部52呈环状，中间开设有镂空孔，便于电解液浸润到卷芯3内，且能降低能量密度；集流盘中间部51呈中空且底面开放的圆台形，便于加工成形。
所述极柱4可以采用平板状，但是考虑到极柱4与集流盘中间部51的焊接部位需要远离卷芯3，且考虑到尽量增大电池内部空间，提高能量密度。本实用新型的极柱4包括连续的极柱中间部41和极柱边缘部42：
极柱中间部41正对第一通孔201设置，其下表面与集流盘中间部51顶面抵持并焊接固定；
极柱边缘部42，设置于极柱中间部41周围，位于盖板2下方，与盖板2相对固定并电性绝缘。
极柱中间部41向上凸起的高度以不超过盖板2的上表面为宜。
优选的，为了保证激光焊能焊透并防止虚焊，所述极柱中间部41的厚度为 0.5～0.8mm。
具体的，所述极柱边缘部42呈环状；极柱中间部41呈中空且底面开放的圆台形，集流盘中间部51由下至上伸入极柱中间部41内部并与之焊接固定。如此，便于嵌套并定位极柱4和第一集流盘5。
具体的，所述盖板2上开设有注液孔202，用于灌注电解液。
还包括防爆阀61，起到泄压作用，所述盖板2上开设有防爆阀孔203，防爆阀61设置于防爆阀孔203内。
防爆阀贴膜62，密封防爆阀孔203，保护防爆阀61免收外力冲击或者腐蚀。
本实用新型的圆柱型电池，正、负极都可以采用改进后的电池盖板组件。但是，考虑到有更简单、低成本且高能量密度的结构，本实施例优选采用以下结构：
所述圆柱型壳体1一端开口且另一端为底板，第二集流盘7上下表面分别与集流体箔材揉平后的端面和圆柱型壳体1底板内表面抵持并焊接。
盖板2与圆柱型壳体1焊接固定，第一集流盘5连接负极集流体箔材，第二集流盘7连接正极集流体箔材。如此，第二集流盘7对应的正极集流体箔材将直接与圆柱型壳体1电性连接，使壳体带电。
以下介绍本实用新型的圆柱型锂离子电池的装配方法：
首先，将盖板2、极柱4、防爆阀61和防爆阀贴膜62进行装配，得到盖板组件；
然后，将第一集流盘5和第二集流盘7分别与卷芯3焊接固定，入壳，将第二集流盘7与圆柱型壳体1焊接固定；
接着，将盖板2压紧，从外侧焊接极柱4与流盘中间部51；
最后，将盖板2与圆柱型壳体1焊接固定。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，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)
1.一种圆柱型锂离子电池，其包括圆柱型壳体(1)、盖板(2)、卷芯(3)、极柱(4)和第一集流盘(5)，其中，
所述圆柱型壳体(1)至少一端开口；
盖板(2)，设置于圆柱型壳体(1)端部开口处并与之密封，盖板(2)上开设有第一通孔(201)；
极柱(4)设置于盖板(2)下方，正对第一通孔(201)设置并与之密封，并与盖板(2)相对固定并电性绝缘；
卷芯(3)设置于圆柱型壳体(1)内，其两端分别伸出若干圈空白的正、负极集流体箔材，集流体箔材端面揉平；
其特征在于：第一集流盘(5)包括连续的集流盘中间部(51)和集流盘边缘部(52)，
集流盘边缘部(52)，由集流盘中间部(51)水平延伸而成，且与集流体箔材揉平后的端面抵持并焊接固定；
集流盘中间部(51)，相对于集流盘边缘部(52)向上凸起，集流盘中间部(51)顶面与极柱(4)下表面抵持，并从极柱(4)外侧焊接固定。
2.如权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述集流盘中间部(51)顶面与极柱(4)下表面之间采用紧配合。
3.如权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述集流盘边缘部(52)呈环状，中间开设有镂空孔；集流盘中间部(51)呈中空且底面开放的圆台形。
4.如权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述极柱(4)包括连续的极柱中间部(41)和极柱边缘部(42)，
极柱中间部(41)正对第一通孔(201)设置，其下表面与集流盘中间部(51)顶面抵持并焊接固定；
极柱边缘部(42)，设置于极柱中间部(41)周围，位于盖板(2)下方，与盖板(2)相对固定并电性绝缘。
5.如权利要求4所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述极柱中间部(41)的厚度为0.5～0.8mm。
6.如权利要求4所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述极柱边缘部(42)呈环状；极柱中间部(41)呈中空且底面开放的圆台形，集流盘中间部(51)由下至上伸入极柱中间部(41)内部并与之焊接固定。
7.如权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述盖板(2)上开设有注液孔(202)。
8.如权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：还包括防爆阀(61)和防爆阀贴膜(62)，所述盖板(2)上开设有防爆阀孔(203)，防爆阀(61)设置于防爆阀孔(203)内，防爆阀贴膜(62)密封防爆阀孔(203)。
9.如权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：还包括第二集流盘(7)，所述圆柱型壳体(1)一端开口且另一端为底板，第二集流盘(7)上下表面分别与集流体箔材揉平后的端面和圆柱型壳体(1)底板内表面抵持并焊接。
10.如权利要求9所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：盖板(2)与圆柱型壳体(1)焊接固定，第一集流盘(5)连接负极集流体箔材，第二集流盘(7)连接正极集流体箔材。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |