CN218182330U - 一种圆柱电池及其组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种圆柱电池及其组件，该圆柱电池组件，包括外壳和盖板组件，所述外壳具有开口，所述盖板组件绝缘密封所述开口，所述盖板组件包括第一盖板、第二盖板和绝缘件，所述第一盖板与所述第二盖板极性相反，所述第一盖板通过绝缘件与所述第二盖板绝缘连接，所述外壳和/或所述盖板组件上设置有定向结构，且所述定向结构与所述电池组件非同轴设置；通过定向结构设置于外壳和/或盖板组件上，且定向结构与电池组件非同轴设置，用于区分第一盖板和第二盖板的极性，有效的防止在电池组装的过程中，因第一盖板和第二盖板的形状相似导致圆柱电池的极性与外部的电连接片的极性接反，造成安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种圆柱电池及其组件。
背景技术
如今，随着人口的急剧增长和社会经济的迅速发展，资源和能源日渐短缺，环境保护日益受到重视，能源的开发和节约成为当今世界的一个重要课题。能源是人类社会存在和发展的基础，以矿物能源为基础的当今社会愈来愈频繁地遭遇能源匾乏以及环境污染危机。同时，伴随着信息化高科技时代的来临，能源应用形态正在发生变化，可再生、无污染、小型分立的可移动高性能电源需求快速增长。各国都在大力发展绿色、高效二次电池。锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。
当圆柱电池的电芯在同一侧引出正极极耳和负极极耳均时，正极盖板和负极盖板位于壳体的同一端，且正、负极盖板均设置有用于与外部电连接的连接部，由于正、负极盖板形状相似，且正、负极连接部的形状相似，在圆柱电池组装过程时不好辨认正极和负极，容易导致圆柱电池的极性与外部的电连接片的极性接反，造成安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种圆柱电池组件，以解决现有的圆柱电池的正极极柱及负极极柱在组装过程中不好辨认，容易导致圆柱电池的极性与外部的电连接片的极性接反的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种圆柱电池组件，包括外壳和盖板组件，所述外壳具有开口，所述盖板组件绝缘密封所述开口，所述盖板组件包括第一盖板、第二盖板和绝缘件，所述第一盖板与所述第二盖板极性相反，所述第一盖板通过绝缘件与所述第二盖板绝缘连接，所述外壳和/或所述盖板组件上设置有定向结构，且所述定向结构与所述电池组件非同轴设置。
优选地，所述定向结构包括第一定向部和/或第二定向部和/或第三定向部，所述第一定向部设置于所述外壳上，所述第二定向部设置于所述绝缘件上，所述第三定向部设置于所述第一盖板和/或所述第二盖板上。
优选地，所述第一定向部设置于所述外壳的周面上，且为凹槽状。
优选地，所述第一定向部设置于所述外壳的底部，且为第一凸部或第一凹部。
优选地，所述第二定向部为设置于所述绝缘件远离所述外壳内部的一侧的第二凹部或第二凸部。
优选地，所述第三定向部为设置于所述第一盖板和所述第二盖板上的形状不同的第三凹部或第三凸部。
优选地，所述第三凹部或所述第三凸部在所述第一盖板和/或所述第二盖板上的正投影形状为圆形、三角形、矩形、梯形、扇形、五边形、六边形中的一种。
优选地，所述第一盖板和所述第二盖板上均设置有第四凸部或第四凹部，所述第三定向部为设置于所述第四凸部或所述第四凹部上的标识部。
优选地，所述标识部的形状为一字型或十字型。
本实用新型的另一目的在于：提供一种圆柱电池，包括说明书前文所述的圆柱电池组件，还包括设置于所述外壳内的电极组件，所述电极组件设置有第一极耳以及与所述第一极耳极性相反的第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳位于电极组件的同一端面，所述第一极耳与所述第一盖板连接，所述第二极耳与所述第二盖板连接。
本实用新型的有益效果在于，一种圆柱电池组件，通过外壳、盖板组件、定向结构的配合使用，定向结构设置于外壳和/或盖板组件的偏心位置，且定向结构与电池组件非同轴设置，用于区分第一盖板和第二盖板的极性，有效的防止在电池组装的过程中，因第一盖板和第二盖板的形状相似导致圆柱电池的极性与外部的电连接片的极性接反，造成安全隐患。
附图说明
下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的另一结构示意图。
图3为本实用新型的又一结构示意图。
图4为本实用新型盖板组件的结构示意图。
图5为本实用新型盖板组件的另一结构示意图。
图6为本实用新型盖板组件的又一结构示意图。
图7为本实用新型的剖面结构示意图。
图8为图7中A处的结构示意图。
图9为本实用新型电极组件的结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
100、圆柱电池；
10、外壳；11、底壁；12、侧壁；121、卷边部；122、压接部；
20、盖板组件；21、第一盖板；22、第二盖板；23、绝缘件；24、第四凸部；25、第四凹部；
30、定向结构；31、第一定向部；32、第二定向部；33、第三定向部；
40、绝缘密封件；
50、电极组件；51、第一极耳；52、第二极耳；
60、绝缘阻挡件。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
此外，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。
本实用新型中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本实用新型中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在实用新型中，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，或一体地连接；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。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。
以下结合附图1～9对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
本实用新型实施例提供一种圆柱电池组件，包括外壳10和盖板组件20，外壳10具有开口，盖板组件20绝缘密封开口。外壳10用于容置电池100的电极组件50。
本实用新型实施例的外壳10为圆柱体。
示例性地，外壳10包括侧壁12和底壁11，侧壁12环绕在电极组件50的外侧，底壁11连接于侧壁12的端部。侧壁12为筒状结构，底壁11为板状结构，其形状与侧壁12的形状相对应。可选地，侧壁12的一端形成开口，底壁11连接于侧壁12的背离开口的另一端。
侧壁12和底壁11可为一体形成结构，即外壳10为一体成形的构件。当然，侧壁12和底壁11也可以为分开提供的两个构件，然后通过焊接、铆接、粘接等方式连接在一起。
侧壁12包括形成在盖板组件20的下部处的卷边部121以及形成在盖板组件20的上部的向内弯曲的压接部122，电池100墩封前，需要在壳体的侧壁12上设置有卷边部121，为电池100墩封做准备，电池100墩封后，壳体的侧壁12上形成有盖板组件20的上部的向内弯曲的压接部122。
本实用新型实施例的盖板组件20包括第一盖板21、第二盖板22和绝缘件23，第一盖板21与第二盖板22极性相反，第一盖板21通过绝缘件23与第二盖板22绝缘连接。通过第一盖板21、第二盖板22、绝缘件23的配合使用，有效的使盖板组件20具有不同的极性，无需设置极柱，节约电池100的高度空间，从而提高电池100的能量密度。同时省去极柱的加工，省去加工极柱的设备，提高盖帽组件的加工效率，降低成本。
需要说明的是，第一盖板21为正极时，第二盖板22为负极；第一盖板21为负极时，第二盖板22为正极。
为了提高第一盖板21、第二盖板22和绝缘件23三者之间的结合力和气密性，第一盖板21和/或第二盖板22与绝缘件23连接的表面设置多个纳米孔，绝缘件23部分嵌入纳米孔中。绝缘件23可以通过注塑的方式设置在第一盖板21和第二盖板22之间。
具体的，纳米孔可以通过激光雕刻或化学腐蚀形成，另外，相较于通常的化学腐蚀处理，激光雕刻成孔速率快，效率高，更环保，并可通过调节雕刻参数得到所需要的纳米孔的形态、孔径、孔分布的密度等。
进一步的，绝缘件23的横截面形状可以为一字型、十字型、工字型、王字型、丰字型中的一种。
本实用新型实施例的外壳10和/或盖板组件20上设置有定向结构30，且定向结构30与电池组件非同轴设置。通过定向结构30的设置，组装时，可以直接通过定向结构30或定向结构30投影的位置，例如，定向结构30或定向结构30的投影位于第一盖板21或第二盖板22上，对第一盖板21或第二盖板22起到标记作用，可以直接区分第一盖板21和第二盖板22的极性，也可以通过定向结构30与电池100的组装治具进行配合，提前在治具上进行标记，治具位于标记的一侧为正极或负极，治具位于标记的另一侧为与标记的一侧的极性相反，组装时，将定向结构30与治具上的标记对位设置，使得第一盖板21和第二盖板22分别位于治具的两侧，即可区分第一盖板21和第二盖板22的极性。
需要说明的是，当外壳和盖板组件均设置有定位结构30时，定位结构和/或定位结构的投影可位于第一盖板和第二盖板上，也可位于第一盖板和第二盖板之间，还可能是两者兼备。当定位结构和/或定位结构的投影位于第一盖板和第二盖板上时，为了可以区分第一盖板和第二盖板的极性，第一盖板和第二盖板的定向结构30的形状或定向结构30的投影形状需保持不同，也可是第一盖板的定向结构30的形状与第二盖板的定向结构30的投影形状保持不同，还可以是第一盖板的定向结构30的投影形状与第二盖板的定向结构30的形状保持不同。
与现有技术相比，本实用新型实施例提供一种圆柱电池组件，通过外壳10、盖板组件20、定向结构30的配合使用，定向结构30设置于外壳和/或盖板组件20上，且定向结构30与电池组件非同轴设置，用于区分第一盖板21和第二盖板22的极性，有效的防止在电池100组装的过程中，因第一盖板21和第二盖板22的形状相似导致圆柱电池100的极性与外部的电连接片的极性接反，造成安全隐患。
需要说明的是，定向结构30与电池组件非同轴设置，该轴指的是中心轴。
本实用新型实施例的定向结构30包括第一定向部31和/或第二定向部32和/或第三定向部33，第一定向部31设置于外壳10上，第二定向部32设置于绝缘件23上，第三定向部33设置于第一盖板21和/或第二盖板22上。通过第一定向部31、第二定向部32、第三定向部33的配合使用，使用时，可以根据第一定向部31、第二定向部32、第三定向部33的位置；第一定向部31位于第一盖板21或第二盖板22上的投影；区分第一盖板21和第二盖板22的极性，有效的防止因第一盖板21和第二盖板22的形状相似导致圆柱电池100的极性与外部的电连接片的极性接反。
在一些实施例中，第一定向部31设置于外壳10的周面上，且为凹槽状。第一定向部31与第一盖板21或第二盖板22位于同一侧时，可对第一盖板21或第二盖板22进行标记，可区分第一盖板21和第二盖板22的极性。
在一些实施例中，第一定向部31设置于外壳10的底部，且为第一凸部或第一凹部。第一定向部31的正投影可位于第一盖板21或第二盖板22上，对第一盖板21和第二盖板22进行标记，以区分第一盖板21和第二盖板22的极性；第一定向部31的正投影也可以位于第一盖板21和第二盖板22之间，在组装时与治具配合，区分第一盖板21和第二盖板22的极性。
进一步的，第一凸部或第一凹部的横截面形状为圆形、矩形、梯形、扇形中的一种。通过第一定向部31的横截面形状的设置，第一定向部31的横截面形状为圆形、矩形、梯形、扇形中的一种，有效的增加第一定向部31的形状选择。
在一些实施例中，第二定向部32为设置于绝缘件23远离外壳10内部的一侧的第二凹部或第二凸部。即，第二定向部32位于绝缘件23的上表面。第二定向部32位于第一盖板21和第二盖板22之间，组装时，可以通过第二定向部32与电池100的组装治具进行配合，区分第一盖板21和第二盖板22的极性。
在一些实施例中，第三定向部33为设置于第一盖板21和第二盖板22上的形状不同的第三凹部或第三凸部。第三定向部33可直接对第一盖板21和第二盖板22进行标记，直接区分第一盖板21和第二盖板22的极性。
进一步的，第三凹部或所述第三凸部在第一盖板21和/或第二盖板22上的正投影形状为圆形、三角形、矩形、梯形、扇形、五边形、六边形中的一种。增加第三凹部或所述第三凸部的形状选择，使用时，可根据实际需求进行设置。
在一些实施例中，第一盖板21和第二盖板22上均设置有第四凸部24或第四凹部25，第三定向部33为设置于第四凸部24或第四凹部25的标识部。标识部可直接对第一盖板21和第二盖板22进行标记，直接区分第一盖板21和第二盖板22的极性。
进一步的，标识部的形状为一字型或十字型。通过标识部的形状设置，标识部的形状为一字型或十字型，有效的增加标识部的形状选择。
本实用新型实施例的外壳10和盖板组件20之间设置有绝缘密封件40。通过绝缘密封件40的设置，绝缘密封件40设置于外壳10和盖板组件20之间，有效的防止外壳10与盖板组件20电连接导致电池100短路。
进一步的，绝缘密封件40与绝缘件23可以为分体结构，也可以为一体成型。当绝缘密封件40与绝缘件23一体成型时，绝缘密封件40与绝缘件23之间需要预留安装第一盖板21、第二盖板22的空间，从而保证后续第一极耳51与第一盖帽连接，第二极耳52与第二盖帽连接。
本实用新型另一实施例提供一种圆柱电池，包括上述实施例的圆柱电池组件，还包括设置于外壳10内的电极组件50，电极组件50设置有第一极耳51以及与第一极耳51极性相反的第二极耳52，第一极耳51和第二极耳52位于电极组件50的同一端面，第一极耳51与第一盖板21连接，第二极耳52与第二盖板22连接。
与现有技术相比，本实用新型另一实施例提供一种圆柱电池，通过电极组件50、上述实施例的圆柱电池组件的配合使用，电极组件50设置于外壳10内，该圆柱电池组件上设置有定向结构30，定向结构30设置于外壳10和/或盖板组件20上，且定向结构30与电池组件非同轴设置，用于区分第一盖板21和第二盖板22的极性，有效的防止在电池100组装的过程中，因第一盖板21和第二盖板22的形状相似导致圆柱电池100的与外部的电连接片的极性接反，造成安全隐患。
进一步的，为了防止第一极耳51和第二极耳52误触导致电池100短路，第一极耳51和第二极耳52之间设置有绝缘阻挡件60。绝缘阻挡件60位于绝缘件23的底部，可以与绝缘件23一体成型。
本实用新型另一实施例的电极组件50，正极极片、负极极片和隔离件。电池100主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面；正极集流体包括正极涂覆区和连接于正极涂覆区的正极极耳，正极涂覆区涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池100为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面；负极集流体包括负极涂覆区和连接于负极涂覆区的负极极耳，负极涂覆区涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种圆柱电池组件，其特征在于，包括外壳(10)和盖板组件(20)，所述外壳(10)具有开口，所述盖板组件(20)绝缘密封所述开口，所述盖板组件(20)包括第一盖板(21)、第二盖板(22)和绝缘件(23)，所述第一盖板(21)与所述第二盖板(22)极性相反，所述第一盖板(21)通过绝缘件(23)与所述第二盖板(22)绝缘连接，所述外壳(10)和/或所述盖板组件(20)上设置有定向结构(30)，且所述定向结构(30)与所述电池组件非同轴设置。
2.如权利要求1所述的一种圆柱电池组件，其特征在于：所述定向结构(30)包括第一定向部(31)和/或第二定向部(32)和/或第三定向部(33)，所述第一定向部(31)设置于所述外壳(10)上，所述第二定向部(32)设置于所述绝缘件(23)上，所述第三定向部(33)设置于所述第一盖板(21)和/或所述第二盖板(22)上。
3.如权利要求2所述的一种圆柱电池组件，其特征在于：所述第一定向部(31)设置于所述外壳(10)的周面上，且为凹槽状。
4.如权利要求2所述的一种圆柱电池组件，其特征在于：所述第一定向部(31)设置于所述外壳(10)的底部，且为第一凸部或第一凹部。
5.如权利要求2所述的一种圆柱电池组件，其特征在于：所述第二定向部(32)为设置于所述绝缘件(23)远离所述外壳(10)内部的一侧的第二凹部或第二凸部。
6.如权利要求2所述的一种圆柱电池组件，其特征在于：所述第三定向部(33)为设置于所述第一盖板(21)和所述第二盖板(22)上的形状不同的第三凹部或第三凸部。
7.如权利要求6所述的一种圆柱电池组件，其特征在于：所述第三凹部或所述第三凸部在所述第一盖板(21)和所述第二盖板(22)上的正投影的形状为圆形、三角形、矩形、梯形、扇形、五边形、六边形中的一种。
8.如权利要求2所述的一种圆柱电池组件，其特征在于：所述第一盖板(21)和所述第二盖板(22)上均设置有第四凸部(24)或第四凹部(25)，所述第三定向部(33)为设置于所述第四凸部(24)或所述第四凹部(25)上的标识部。
9.如权利要求8所述的一种圆柱电池组件，其特征在于：所述标识部的形状为一字型或十字型。
10.一种圆柱电池，其特征在于，包括权利要求1～9任意一项所述的圆柱电池组件，还包括设置于所述外壳(10)内的电极组件(50)，所述电极组件(50)设置有第一极耳(51)以及与所述第一极耳(51)极性相反的第二极耳(52)，所述第一极耳(51)和所述第二极耳(52)位于电极组件(50)的同一端面，所述第一极耳(51)与所述第一盖板(21)连接，所述第二极耳(52)与所述第二盖板(22)连接。
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