CN218769657U - 一种电芯及电池组 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电芯及电池组，涉及电池技术领域，包括壳体、极柱及绝缘件，所述壳体上设有极柱孔，所述极柱穿设于所述极柱孔中，所述绝缘件通过注塑形式形成于所述壳体和所述极柱之间，以将所述壳体与所述极柱隔离。通过注塑形式在壳体与极柱之间一次成型绝缘件，简化了电芯的结构，避免了对极柱进行压铆，从而简化了极柱加工的复杂性和成本，提高了生产效率。并且，极柱内部部分的大小将不受压铆工艺的限制，可以增加连接部分的大小及强度，从而防止热失控时极柱的漏气或脱出。同时，注塑工艺可使得产品的可靠性及一致性得到极大的提升，产品质量更为稳定。由于减少了零件，可增加极柱的截面积，从而降低电芯的电阻，提高产品的性能。

Description

一种电芯及电池组

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯及电池组。

背景技术

动力电池的电芯是电池可拆分的最小单元，是动力电池的最基础的构件，但也是最核心的构件。圆柱电芯由于其在能量密度和安全性上的优势，获得了市场的不断关注。现在市面上的柱状动力电池电芯外壳，都是由多个单独的零件经机械方式组装而成、零件多、组装困难，生产效率低，而且组装后的产品可靠性和一致性差。常用的柱状电池壳体由4～5个单独的零件通过铆接或激光焊等工序组装而成，零件较多且工艺复杂。而在圆柱电芯的结构设计中，极柱的设计对电芯的过流能力和安全性有着极大的影响。目前主流的圆柱电芯的极柱设计中，多采用T型极柱插入电池壳底或盖体上的极柱孔，再使用压铆进行密封和固定，最后形成的极柱为两头大中间小，即横截面呈“工”字型。但是该种设计有以下几个问题：为保证极柱表面的平整度，实际中多在壳体内部侧进行压铆。因此，为了压铆工艺的效率和成本，极柱内部侧的大小受限制，因而影响了极柱和壳/盖体之间的连接强度，容易在热失控时发生极柱处的漏气或极柱的脱出；极柱和壳/盖体之间设有绝缘层，压铆过程的压力会使绝缘层压缩形变，从而影响绝缘层的功能性。

实用新型内容

为克服现有技术中的不足，本申请提供一种电芯及电池组。

本申请提供的一种电芯，包括壳体、极柱及绝缘件，所述壳体上设有极柱孔，所述极柱穿设于所述极柱孔中，所述绝缘件通过注塑形式形成于所述壳体和所述极柱之间，以将所述壳体与所述极柱隔离。

在一种可能的实施方式中，所述极柱包括固定部、连接部及接触部，所述固定部设于所述壳体内，所述连接部穿设于所述极柱孔中，所述连接部连接所述固定部与所述接触部，所述接触部设于所述壳体外侧。

在一种可能的实施方式中，所述固定部的直径大于所述连接部及所述接触部的直径，所述接触部的直径大于所述连接部的直径，所述极柱孔的孔径大于所述接触部的直径，且小于所述固定部的直径。

在一种可能的实施方式中，所述绝缘件包括第一隔绝部、第二隔绝部及第三隔绝部，所述第一隔绝部位于所述壳体内，所述第一隔绝部一侧与所述固定部连接，另一侧与所述壳体的内壁连接，所述第二隔绝部连接所述第一隔绝部与所述第三隔绝部，所述第二隔绝部位于所述极柱孔中，用于在所述极柱孔中将所述连接部与所述极柱孔处的孔壁隔离，所述第三隔绝部位于所述壳体的外侧，所述第三隔绝部的内侧面连接所述接触部，外侧与所述壳体的外壁连接。

在一种可能的实施方式中，所述第一隔绝部的内径与所述连接部的直径相等，外径大于所述固定部的直径。

在一种可能的实施方式中，所述第三隔绝部的内径与所述接触部的直径相等，外径大于所述极柱孔的孔径。

在一种可能的实施方式中，所述接触部靠近所述固定部的一面与所述壳体的外壁在一平面内。

在一种可能的实施方式中，所述极柱孔为台阶孔。

在一种可能的实施方式中，所述极柱孔包括第一极孔及第二极孔，所述第一极孔与所述第二极孔相连通，所述第一极孔的孔径大于所述第二极孔的孔径，所述第一极孔位于所述壳体的外侧。

一种电池组，包括至少一个上述的电芯。

相比现有技术，本申请的有益效果：

本申请提供的电芯通过注塑形式在壳体与极柱之间一次成型绝缘件，简化了电芯的结构，将壳体上极柱部分的4～5个零件精简到2个，避免了对极柱进行压铆的工艺，从而简化了极柱加工的复杂性和成本，提高了生产效率。并且，由于无需压铆工艺，极柱内部部分的大小将不受压铆工艺的限制，可以增加连接部分的大小及强度，从而防止热失控时极柱的漏气或脱出。同时，注塑工艺可使得产品的可靠性及一致性得到极大的提升，产品质量更为稳定。由于减少了零件，可增加极柱的截面积，从而降低电芯的电阻，提高产品的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的电芯的结构示意图；

图2示出了图1所示电芯的分解的结构示意图；

图3示出了图1所示电芯的剖视图；

图4示出了图3中A处的放大示意图。

主要元件符号说明：

100-电芯；10-壳体；11-极柱孔；111-第一极孔；112-第二极孔；20-极柱；21-固定部；211-第一凹槽；22-连接部；23-接触部；231-第二凹槽；30-绝缘件；31-第一隔绝部；32-第二隔绝部；33-第三隔绝部。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参阅图1，本申请一实施例提供一种电芯100。所述电芯100结构简单，组装工艺少，且加工的产品质量稳定。

所述电芯100包括壳体10、极柱20及绝缘件30。所述极柱20设于所述壳体10上。所述绝缘件30连接于所述壳体10与所述极柱20之间。

其中，所述壳体10和极柱20分别为电芯100的两极。所述绝缘件30用于对壳体10和极柱20之间进行绝缘，防止短路。

请同时参阅图2，具体的，所述壳体10上设有极柱孔11。所述极柱20与绝缘件30均穿设于所述极柱孔11中。

在一些实施例中，所述电芯100为圆柱电芯，所述壳体10呈圆柱状，所述极柱孔11设于所述壳体10的一侧端面上。

所述极柱孔11的开口为圆形，所述极柱孔11的圆心位于所述壳体10的轴线上。

所述极柱20包括固定部21、连接部22及接触部23。所述固定部21设于所述壳体10内。所述连接部22穿设于所述极柱孔11中。所述连接部22连接所述固定部21与所述接触部23。所述接触部23设于所述壳体10外侧。所述固定部21用于对极柱20在壳体10中的位置进行固定，并防止所述极柱20从壳体10中脱出。所述接触部23则用于与外界连接，以实现电导通。

所述固定部21、连接部22及接触部23均为圆柱状，且轴线相互重合。所述固定部21的直径大于所述连接部22及所述接触部23的直径。所述接触部23的直径大于所述连接部22的直径。所述极柱孔11的孔径大于所述接触部23的直径，且小于所述固定部21的直径。

所述绝缘件30通过注塑形式形成于所述壳体10和极柱20之间，以将所述壳体10与极柱20隔离。

所述绝缘件30包括第一隔绝部31、第二隔绝部32及第三隔绝部33。所述第一隔绝部31位于所述壳体10内，用于在壳体10内将所述固定部21与所述壳体10的内壁隔离。所述第二隔绝部32连接所述第一隔绝部31与所述第三隔绝部33。所述第二隔绝部32位于所述极柱孔11中，用于在极柱孔11中将所述连接部22与所述极柱孔11处的孔壁隔离。所述第三隔绝部33则位于所述壳体10的外侧，用于在壳体10外部将所述接触部23与所述壳体10的外壁隔离。

所述第一隔绝部31大致呈环状。所述第一隔绝部31的内径与所述连接部22的直径相等，外径则大于所述固定部21的直径。所述第一隔绝部31一侧与所述固定部21连接，另一侧则与所述壳体10的内壁连接。

所述第三隔绝部33大致呈环状。所述第三隔绝部33的内径与所述接触部23的直径相等，外径则大于所述极柱孔11的孔径，从而使所述绝缘件30通过极柱孔11两侧的第一隔绝部31与第三隔绝部33卡持固定于所述极柱孔11中。所述第三隔绝部33的内侧面连接所述接触部23，外侧则与所述壳体10的外壁连接。

请同时参阅图3及图4，具体的，在一些实施例中，所述极柱孔11为一台阶孔，使得注塑后填充所述极柱孔11的所述第二隔绝部32大致呈L形，以增强所述绝缘件30的密封性和附着力。

所述极柱孔11包括第一极孔111及第二极孔112。所述第一极孔111与第二极孔112相连通，且二者同轴。所述第一极孔111的孔径大于所述第二极孔112的孔径。

优选的，第一极孔111位于所述壳体10的外侧，使得注塑后填充所述极柱孔11的所述第二隔绝部32可在壳体10的外侧抵接所述壳体10，从而防止绝缘件30与极柱20受外力从壳体10的外侧压入壳体10中，造成松动，影响电芯100的质量。

但不限于此，在一些其他实施例中，所述第一极孔111还可位于壳体10的内侧，提高绝缘件30与极柱20在装配时的稳定性。

在一些其他实施例中，所述极柱孔11还可有多个孔径不一的孔组成，从而进一步提高电芯100的质量。

在一些实施例中，所述壳体10的外径的范围在40mm-50mm，长度范围在70mm-80mm，壳体厚度范围在0.3mm-0.5mm，设有极柱孔11的端面厚度范围在0.7mm-1mm。

优选的，所述壳体10的外径为46mm，长度为79.5mm，壳体厚度为0.4mm，端面厚度为0.8mm。

在一些实施例中，所述极柱20的固定部21的厚度范围在0.2mm-0.5mm，直径的范围在20mm-30mm。

优选的，所述固定部21的厚度为0.3mm，直径为26mm。

在一些实施例中，所述接触部23靠近固定部21的一面与所述壳体10的外壁在一平面内。

在一些实施例中，所述极柱20的接触部23的厚度范围在0.8mm-1.2mm，直径的范围在15mm-20mm。

优选的，所述接触部23的厚度为1mm，直径为18.3mm。

在一些实施例中，所述极柱20的两侧还分别设有第一凹槽211及第二凹槽231。所述第一凹槽211设于所述固定部21的中心。所述第二凹槽231设于所述接触部23的中心。

所述第一凹槽211的孔径范围在5mm-7mm，深度范围在0.7mm-1mm。

所述第二凹槽231的孔径范围在4mm-6mm，深度范围在0.2mm-0.3mm。

优选的，所述第一凹槽211的孔径为6.2mm，深度为0.9mm。所述第二凹槽231的孔径为5mm，深度为0.2mm。

在一些实施例中，所述第一凹槽211的开口处还设有倒角。

优选的，所述第一凹槽211的开口处的倒角为倒45度0.2mm的角。

在一些实施例中，所述绝缘件30的第一隔绝部31的直径的范围在25mm-35mm。

优选的，所述第一隔绝部31的直径为29mm。

在一些实施例中，所述第三隔绝部33的宽度的范围在0.8mm-1.2mm。

优选的，所述第三隔绝部33的宽度为1mm。

在一些实施例中，所述壳体10为电芯100的正极，所述极柱20为电芯100的负极。

所述壳体10采用冷轧碳钢薄板材料(SPCC)材质制得。所述极柱20采用铝合金材料制得。所述绝缘件30则采用工程塑料，如PFA塑料制得。

在另一些实施例中，所述壳体10为电芯100的负极，所述极柱20为电芯100的正极。

所述壳体10采用铝合金材料制得。所述极柱20采用铜铝复合材料制得，电阻小，电芯的性能较佳。所述绝缘件30则采用工程塑料制得。

优选的，所述极柱20位于所述壳体10内部的一侧的材料为铜，如T1纯铜，位于所述壳体10外侧的材料为铝，如A1060合金铝。

优选的，所述壳体10采用高性能的铝合金材料，易生产，且电极的性能可以得到提高。

组装时，先对所述极柱20进行定位，随后将壳体10放入，使极柱20的连接部22及接触部23从壳体10内穿出极柱孔11，并保证极柱20与壳体10的轴线重合，随后在壳体10和极柱20之间注塑，形成连接壳体10与极柱20的绝缘件30。

本申请提供的电芯100通过注塑形式在壳体10与极柱20之间一次成型绝缘件30，简化了电芯100的结构，将壳体上极柱部分的4～5个零件精简到2个，避免了对极柱20进行压铆的工艺，从而简化了极柱加工的复杂性和成本，提高了生产效率。并且，由于无需压铆工艺，极柱20内部部分的大小将不受压铆工艺的限制，可以增加连接部分的大小及强度，从而防止热失控时极柱的漏气或脱出。同时，注塑工艺可使得产品的可靠性及一致性得到极大的提升，产品质量更为稳定。由于减少了零件，可增加极柱20的截面积，从而降低电芯100的电阻，提高产品的性能。

实施例二

请参阅图1至图4，本实施例提供的一种电池组，用于电子设备或电动车等用电设备中，以实现供电。

所述电池组包括至少一个实施例一中所述的电芯100。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电芯，其特征在于，包括壳体、极柱及绝缘件，所述壳体上设有极柱孔，所述极柱穿设于所述极柱孔中，所述绝缘件通过注塑形式形成于所述壳体和所述极柱之间，以将所述壳体与所述极柱隔离。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述极柱包括固定部、连接部及接触部，所述固定部设于所述壳体内，所述连接部穿设于所述极柱孔中，所述连接部连接所述固定部与所述接触部，所述接触部设于所述壳体外侧。

3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述固定部的直径大于所述连接部及所述接触部的直径，所述接触部的直径大于所述连接部的直径，所述极柱孔的孔径大于所述接触部的直径，且小于所述固定部的直径。

4.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述绝缘件包括第一隔绝部、第二隔绝部及第三隔绝部，所述第一隔绝部位于所述壳体内，所述第一隔绝部一侧与所述固定部连接，另一侧与所述壳体的内壁连接，所述第二隔绝部连接所述第一隔绝部与所述第三隔绝部，所述第二隔绝部位于所述极柱孔中，用于在所述极柱孔中将所述连接部与所述极柱孔处的孔壁隔离，所述第三隔绝部位于所述壳体的外侧，所述第三隔绝部的内侧面连接所述接触部，外侧与所述壳体的外壁连接。

5.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，所述第一隔绝部的内径与所述连接部的直径相等，外径大于所述固定部的直径。

6.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，所述第三隔绝部的内径与所述接触部的直径相等，外径大于所述极柱孔的孔径。

7.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述接触部靠近所述固定部的一面与所述壳体的外壁在一平面内。

8.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述极柱孔为台阶孔。

9.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，所述极柱孔包括第一极孔及第二极孔，所述第一极孔与所述第二极孔相连通，所述第一极孔的孔径大于所述第二极孔的孔径，所述第一极孔位于所述壳体的外侧。

10.一种电池组，其特征在于，包括至少一个权利要求1-9中任意一项所述的电芯。

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