CN218827471U - 一种电池外壳及电池 - 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，具体涉及一种电池外壳及电池，该电池外壳，包括壳体和盖帽，所述盖帽包括第一构件和第二构件，所述第二构件环绕所述第一构件的四周边缘设置，所述第一构件覆盖所述壳体的开口，所述第二构件与所述壳体的侧壁螺纹连接，所述第二构件与所述壳体的接缝处设置有密封件；第二构件与壳体的侧壁螺纹连接，有效的提高盖帽与壳体之间连接的强度，提高盖帽与壳体连接的紧固性，防止当电池内部出现短路产生较大气压且防爆阀泄气量不够时，导致壳体与盖帽分离，进而提高电池的使用安全性能和电池的品质；通过密封件的设置，密封件设置于第二构件与壳体的接缝处，以增加电池密封的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池外壳及电池。
背景技术
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。
现有技术中，圆柱电池封装时，通常采用焊接或墩封的方式，使盖帽覆盖并密封壳体的开口。这两种方式均采用局部紧固密封的结构，当电芯短路产生较大气压，防爆阀泄气量不够时，壳体和盖帽会分离，危害人身安全。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于：提供一种电池外壳，以解决现有技术中电池热失控时，由于壳体与盖帽的连接强度较低导致壳体和盖帽分离的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种电池外壳，包括壳体和盖帽，所述盖帽包括第一构件和第二构件，所述第二构件环绕所述第一构件的四周边缘设置，所述第一构件覆盖所述壳体的开口，所述第二构件与所述壳体的侧壁螺纹连接，所述第二构件与所述壳体的接缝处设置有密封件，所述第一构件包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述第一构件上设置有第一定位槽，所述第一定位槽沿所述第一表面朝向所述第二表面的方向凹陷。
优选地，所述第一构件上设置有第一定位槽，所述第一定位槽沿所述第一表面朝向所述第二表面的方向凹陷。
优选地，所述第一定位槽设置有多个，多个所述第一定位槽设置于所述第一构件的四周。
优选地，所述第一定位槽用于与电池外部电连接。
优选地，所述第一构件的所述第二表面上设置有绝缘件，所述绝缘件上设置有与所述第一定位槽位置对应的第二定位槽。
优选地，所述第一构件还包括贯穿所述第一表面和所述第二表面的通孔，所述通孔内穿设有极柱，所述极柱与所述第一构件之间设置有绝缘密封件。
优选地，所述极柱包括凸起部和连接于所述凸起部的底端的台阶部，其中，所述凸起部贯穿所述通孔，所述台阶部设置于所述第二表面下方。
优选地，所述绝缘密封件包括密封圈和注塑件，所述密封圈设置于所述台阶部与所述第二表面之间，所述注塑件填充所述凸起部与所述通孔之间的间隙。
优选地，所述凸起部和所述注塑件中的一个设置有凹槽，所述凹槽沿所述凸起或所述注塑件的周向方向延伸设置，所述凸起部和所述注塑件中的另一个设置有与所述凹槽配合的第一凸块。
优选地，所述注塑件上设置有第二凸块，所述第二凸块位于所述第一表面上。
优选地，所述壳体设置有公螺纹，所述第二构件设置有与公螺纹螺纹连接的母螺纹，所述公螺纹和所述母螺纹均具有牙底和牙顶，所述公螺纹的牙顶与所述母螺纹的牙底对应，所述密封件设置于所述公螺纹的牙顶和所述母螺纹的牙底的缝隙处。
本实用新型的另一目的在于：提供一种电池，包括说书前文所述的一种电池外壳，还包括电芯，所述电芯设置于所述电池外壳内。
本实用新型的有益效果在于，一种电池外壳，通过壳体、盖帽的配合使用，盖帽包括第一构件以及环设在第一构件四周边缘的第二构件，将盖帽盖设在壳体上时，第一构件覆盖壳体的开口，第二构件与壳体的侧壁螺纹连接，有效的提高盖帽与壳体之间连接的强度，提高盖帽与壳体连接的紧固性，防止当电池内部出现短路产生较大气压且防爆阀泄气量不够时，导致壳体与盖帽分离，进而提高电池的使用安全性能和电池的品质。通过密封件的设置，密封件设置于第二构件与壳体的接缝处，以增加电池密封的可靠性，防止电池内部的电解液从接缝中露出。通过第一定位槽的设置，第一定位槽用于与机械手配合，机械手插入定位槽后，带动盖帽旋转，将盖帽安装在壳体上，有效的辅助盖帽的安装。
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为图1中A处的放大结构示意图。
图3为本实用新型的分解示意图。
图4为本实用新型的剖面结构示意图。
图5为图4中B处的放大结构示意图。
图6为本实用新型盖帽的结构示意图。
图7为图6中C处的放大结构示意图。
图8为本实用新型转接片的结构示意图。
图9为本实用新型的另一结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
100、电池；
10、外壳；
11、壳体；111、公螺纹；
12、盖帽；121、第一构件；121a、第一表面；121b、第二表面；121c、通孔；122、第二构件；122a、母螺纹；123、极柱；123a、凸起部；123b、台阶部；124、绝缘密封件；124a、密封圈；124b、注塑件；125、凹槽；126、第一凸块；127、第二凸块；128、第一定位槽；
13、密封件；
14、绝缘件；141、第二定位槽；
20、电芯；
30、转接片；31、基板；311、凹陷部；32、焊接块；321、凸起。
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。
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。
参见附图1-9，本实用新型实施例提供一种电池，包括电池外壳10和电芯20，所述电芯20设置于所述电池外壳10内。
本实用新型实施例提供一种电池外壳，包括壳体11和盖帽12，所述盖帽12包括第一构件121和第二构件122，所述第二构件122环绕所述第一构件121的四周边缘设置，所述第一构件121覆盖所述壳体11的开口，所述第二构件122与所述壳体11的侧壁螺纹连接，所述第二构件122与所述壳体11的接缝处设置有密封件13，所述第一构件121包括第一表面121a以及与所述第一表面121a相对的第二表面121b，所述第一构件121上设置有第一定位槽128，所述第一定位槽128沿所述第一表面121a朝向所述第二表面121b的方向凹陷。
与现有技术相比，本实用新型实施例提供一种电池外壳，通过壳体11、盖帽12的配合使用，盖帽12包括第一构件121以及环设在第一构件121四周边缘的第二构件122，将盖帽12盖设在壳体11上时，第一构件121覆盖壳体11的开口，第二构件122与壳体11的侧壁螺纹连接，有效的提高盖帽12与壳体11之间连接的强度，提高盖帽12与壳体11连接的紧固性，防止当电池100内部出现短路产生较大气压且防爆阀泄气量不够时，导致壳体11与盖帽12分离，进而提高电池100的使用安全性能和电池100的品质。通过密封件13的设置，密封件13设置于第二构件122与壳体11的接缝处，以增加电池100密封的可靠性，防止电池100内部的电解液从接缝中露出。通过第一定位槽128的设置，第一定位槽128用于与机械手配合，机械手插入定位槽后，带动盖帽12旋转，将盖帽12安装在壳体11上，有效的辅助盖帽12的安装。
进一步的，所述第一定位槽128设置有多个，多个所述第一定位槽128设置于所述第一构件121的四周。多个第一定位槽128可以增加盖帽12与机械手连接的可靠性，保证机械手能够带动盖帽12旋转。优选的，第一定位槽128设置有三个，三个第一定位槽128等间距环绕第一构件121的四周设置，可使用较少数量的第一定位槽128保证盖帽12与机械手连接的可靠性。
进一步的，所述第一定位槽128用于与电池外部电连接。
本实用新型实施例的所述第一构件121的所述第二表面121b上设置有绝缘件14，所述绝缘件14上设置有与所述第一定位槽128位置对应的第二定位槽141。绝缘件14可防止电芯20的顶面或极耳与顶盖接触，导致电池100短路。将绝缘件14装配到盖帽12上时，第一定位槽128位于第二定位槽141内，对绝缘件14进行定位，防止在盖帽12装配到壳体11上时，绝缘件14出现位移，进而影响绝缘件14阻挡电芯20的顶面或极耳与顶盖接触的效果。
需要说明的是，绝缘件14上设置有孔位，极柱123的凸起部123a贯穿孔位，绝缘件14靠近孔位的一端设置于极柱123的台阶部123b和第一构件121的第二表面121b之间。
进一步的，壳体11设置有公螺纹111，第二构件122设置有与公螺纹111螺纹连接的母螺纹122a，所述公螺纹111和所述母螺纹122a均具有牙底和牙顶，所述公螺纹111的牙顶与所述母螺纹122a的牙底对应，所述密封件13设置于所述公螺纹111的牙顶和所述母螺纹122a的牙底的缝隙处。通过公螺纹111和母螺纹122a的设置，壳体11和第二构件122之间可以通过公螺纹111和母螺纹122a螺纹连接。
具体的，公螺纹包括正牙螺纹和反牙螺纹，正牙螺纹沿顺时针方向旋转，反牙螺纹沿逆时针方向旋转。优选地，公螺纹为反牙螺纹，反牙螺纹能有效阻止螺纹松动，提高盖帽12和壳体11连接的紧固性。
公螺纹和母螺纹均需包括上止牙部和下止牙部，上止牙部和下止牙部可以限定螺纹紧固尺寸，同时避免紧固螺纹受力产生金属丝或金属屑等风险。
需要说明的是，本实用新型的壳体11为中空腔体结构，电芯20可以收容于中空腔体结构内。具体的，壳体11为中空圆柱体。壳体11的至少一个圆形侧面为开口面，即该圆形侧面不具有壳体11壁而使得壳体11内外相通。壳体11的侧壁可以是一体成型的，具有较高强度。壳体11可由金属材料或塑料制成，在一些实施例中，壳体11由铝或铝合金制成。
需要说明的是，第一构件121和第二构件122一体成型，便于盖帽12的生产和加工。优选的，第一构件121和第二构件122之间设置有弧形过渡区，弧形过渡区可以防止第一构件121和第二构件122之间形成尖角导致其他工件被划伤。
需要说明的是，密封件13沿壳体11的周向方向设置，以保证密封第二构件122和壳体11的接缝。
参见附图3、附图6-7，本实用新型实施例的所述第一构件121还包括贯穿所述第一表面121a和所述第二表面121b的通孔121c，所述通孔121c内穿设有极柱123，所述极柱123与所述第一构件121之间设置有绝缘密封件124。将盖帽12盖设在壳体11上时，第一表面121a为第一构件121远离壳体11的一面，第二表面121b为第一构件121靠近壳体11的一面，通孔121c连接电池100的内部和外部。通过极柱123的设置，极柱123贯穿通孔121c，极柱123与第一构件121之间设置有绝缘密封件124，极柱123和第一构件121的电性不同，绝缘密封件124用于防止极柱123与第一构件121接触导致电池100短路。
本实用新型实施例的所述极柱123包括凸起部123a和连接于所述凸起部123a的底端的台阶部123b，其中，所述凸起部123a贯穿所述通孔121c，所述台阶部123b设置于所述第二表面121b下方。电池100通过极柱123连接电池100的内部和外部，凸起部123a用于与外部连接，台阶部123b用于与转接片30或电芯20的正极耳或负极耳连接。
需要说明的是，凸起部123a与台阶部123b一体成型，便于极柱123的生产和加工。
本实用新型实施例的所述绝缘密封件124包括密封圈124a和注塑件124b，所述密封圈124a设置于所述台阶部123b与所述第二表面121b之间，所述注塑件124b填充所述凸起部123a与所述通孔121c之间的间隙。通过密封圈124a、注塑件124b的配合使用，密封圈124a用于防止台阶部123b与第二表面121b接触，注塑件124b用于防止凸起部123a与通孔121c的侧壁连接，同时注塑件124b对极柱123具有定位作用，注塑件124b填充凸起部123a和通孔121c之间的间隙，防止极柱123晃动。
本实用新型实施例电池100的盖帽12的制造方法，包括以下步骤：
准备材料：准备盖帽12、极柱123以及密封圈124a，该盖帽12包括第一构件121和第二构件122，所述第二构件122环绕所述第一构件121的四周边缘设置，第一构件121包括竖直方向上的第一表面121a、与所述第一表面121a相对的第二表面121b，以及贯穿所述第一表面121a和所述第二表面121b的通孔121c。
注塑成型：将密封圈124a套设在极柱123上，将极柱123自该第一构件121的第一表面121a穿出通孔121c，使凸起部123a贯穿所述通孔121c，密封圈124a设置于所述台阶部123b与所述第二表面121b之间，并套入模具，再将熔融的塑料材料通过注塑口注入模具的模腔，即可在极柱123和第一构件121之间形成注塑件124b。藉以结合相对应盖帽12和极柱123，并可在盖帽12与壳体11结合时，避免该壳体11内、外侧的气体与液体通过盖帽12，藉以提供一较佳的隔绝效果，即可得盖帽12的成品。
制备注塑件124b时，先将盖帽12、密封圈124a、极柱123装配好，此时密封圈124a设置于所述台阶部123b与所述第二表面121b之间。在进行注塑过程时，即使注塑压力较大，密封圈124a的设置也可有效避免注塑胶从通孔121c和极柱123之间溢出至电池100内部，从而保证了密封性能。
需要说明的是，通孔121c和极柱123与注塑件124b的连接的表面可设置纳米孔，注塑成型后，注塑件124b部分嵌入纳米孔中，藉以提高注塑件124b与通孔121c和极柱123之间的结合力度。
需要说明的是，纳米孔的孔径、深度。及相邻两个孔之间的距离可以根据实际需求进行调节。
纳米孔可以通过激光雕刻或化学腐蚀形成，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，所述凸起部123a和所述注塑件124b中的一个设置有凹槽125，所述凹槽125沿所述凸起321或所述注塑件124b的周向方向延伸设置，所述凸起部123a和所述注塑件124b中的另一个设置有与所述凹槽125配合的第一凸块126。通过凹槽125与第一凸块126的配合能够增加凸起部123a和注塑件124b的接触面积，从而确保凸起部123a和注塑件124b的连接稳定性。
需要说明的是，凹槽125和第一凸块126的位置可以根据实际需求进行设置。例如，当凹槽125位于凸起部123a时，第一凸块126位于注塑件124b上；当凹槽125位于注塑件124b时，第一凸块126位于凸起部123a上；凸起部123a和注塑件124b也可同时具备第一凸块126和凹槽125。
进一步的，所述注塑件124b上设置有第二凸块127，所述第二凸块127位于所述第一表面121a上。第二凸块127能够增加注塑件124b和第一构件121的接触面积，从而确保注塑件124b和第一构件121的连接稳定性。
参见附图4-5、附图9，本实用新型实施例的所述第一构件121上设置有第一定位槽128，所述第一定位槽128沿所述第一表面121a朝向所述第二表面121b的方向凹陷。通过第一定位槽128的设置，第一定位槽128用于与机械手配合，机械手插入定位槽后，带动盖帽12旋转，将盖帽12安装在壳体11上。
本实用新型实施例的电芯20，包括正极极片、负极极片和隔离件。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。
需要说明的是，正极极耳和负极极耳可同时位于电芯20的一端，也可正极极耳位于电芯20的一端，负极极耳位于电芯20的另一端。当正极极耳和负极极耳位于电芯20的一端时，正极极耳可以与极柱123或盖帽12中的一个连接，正极极耳可以与极柱123或盖帽12中的另一个连接。当正极极耳位于电芯20的一端，负极极耳位于电芯20的另一端时，正极极耳可以与极柱123或壳体11中的一个连接，正极极耳可以与极柱123或壳体11中的另一个连接。
正极极耳和负极极耳中的一个与极柱123或壳体11或盖帽12连接时，可以直接或间接连接，正极极耳和负极极耳的一个可通过转接片30与极柱123或壳体11或盖帽12连接。当正极极耳或负极极耳通过转接片30与极柱123连接时，该转接片30包括基板31、焊接块32，基板31的中部设置有凹陷部311，焊接块32焊接与凹陷部311内，焊接块32上设置有贯穿凹陷部311的凸起321。凸起321与极柱123焊接，正极极耳或负极极耳与基板31焊接。优选的，极柱123上设置有容置凹陷部311的容置槽，极柱123位于容置槽的一侧或与容置槽相对的一侧设置有焊接槽，极柱123通过焊接槽与凸起321焊接。
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 (11)
1.一种电池外壳，其特征在于，包括壳体(11)和盖帽(12)，所述盖帽(12)包括第一构件(121)和第二构件(122)，所述第二构件(122)环绕所述第一构件(121)的四周边缘设置，所述第一构件(121)覆盖所述壳体(11)的开口，所述第二构件(122)与所述壳体(11)的侧壁螺纹连接，所述第二构件(122)与所述壳体(11)的接缝处设置有密封件(13)，所述第一构件(121)包括第一表面(121a)以及与所述第一表面(121a)相对的第二表面(121b)，所述第一构件(121)上设置有第一定位槽(128)，所述第一定位槽(128)沿所述第一表面(121a)朝向所述第二表面(121b)的方向凹陷。
2.如权利要求1所述的一种电池外壳，其特征在于：所述第一定位槽(128)设置有多个，多个所述第一定位槽(128)设置于所述第一构件(121)的四周。
3.如权利要求2所述的一种电池外壳，其特征在于：所述第一定位槽(128)用于与电池外部电连接。
4.如权利要求1所述的一种电池外壳，其特征在于：所述第一构件(121)的所述第二表面(121b)上设置有绝缘件(14)，所述绝缘件(14)上设置有与所述第一定位槽(128)位置对应的第二定位槽(141)。
5.如权利要求1所述的一种电池外壳，其特征在于：所述第一构件(121)还包括贯穿所述第一表面(121a)和所述第二表面(121b)的通孔(121c)，所述通孔(121c)内穿设有极柱(123)，所述极柱(123)与所述第一构件(121)之间设置有绝缘密封件(124)。
6.如权利要求5所述的一种电池外壳，其特征在于：所述极柱(123)包括凸起部(123a)和连接于所述凸起部(123a)的底端的台阶部(123b)，其中，所述凸起部(123a)贯穿所述通孔(121c)，所述台阶部(123b)设置于所述第二表面(121b)的下方。
7.如权利要求6所述的一种电池外壳，其特征在于：所述绝缘密封件(124)包括密封圈(124a)和注塑件(124b)，所述密封圈(124a)设置于所述台阶部(123b)与所述第二表面(121b)之间，所述注塑件(124b)填充所述凸起部(123a)与所述通孔(121c)之间的间隙。
8.如权利要求7所述的一种电池外壳，其特征在于：所述凸起部(123a)和所述注塑件(124b)中的一个设置有凹槽(125)，所述凹槽(125)沿所述凸起或所述注塑件(124b)的周向方向延伸设置，所述凸起部(123a)和所述注塑件(124b)中的另一个设置有与所述凹槽(125)配合的第一凸块(126)。
9.如权利要求7所述的一种电池外壳，其特征在于：所述注塑件(124b)上设置有第二凸块(127)，所述第二凸块(127)位于所述第一表面(121a)上。
10.如权利要求1所述的一种电池外壳，其特征在于：所述壳体(11)设置有公螺纹(111)，所述第二构件(122)设置有与公螺纹(111)螺纹连接的母螺纹(122a)，所述公螺纹(111)和所述母螺纹(122a)均具有牙底和牙顶，所述公螺纹(111)的牙顶与所述母螺纹(122a)的牙底对应，所述密封件(13)设置于所述公螺纹(111)的牙顶和所述母螺纹(122a)的牙底的缝隙处。
11.一种电池，其特征在于：包括权利要求1～10任意一项所述的一种电池外壳，还包括电芯(20)，所述电芯(20)设置于所述电池外壳(10)内。
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