CN218867252U - 电池 - Google Patents

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和祥运
万生辉
王卡
陈海廷
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Abstract

本实用新型属于电池技术领域,公开了一种电池,该电池包括电池壳、盖板组件和极芯组件,盖板组件包括盖板、汇流板和输出端子,盖板封堵在电池壳容纳腔的开口,汇流板与盖板背离容纳腔一侧的端面绝缘固定连接,输出端子固定在汇流板上,极芯组件包括极芯和极耳,极芯设置在容纳腔内,极耳的一端固定在极芯上,另一端穿设盖板和汇流板,并与汇流板或输出端子固定连接,以实现极耳与输出端子的电连接,该电池实现了在电池壳外侧极耳与输出端子的电连接,不仅减少了为实现极耳与输出端子电连接所需的电池壳内部空间,还降低了极耳与输出端子的装配难度。

Description

电池
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池。
背景技术
圆柱型电池凭借高能量密度、高安全性以及低成本等优势,已成为动力电池领域的重要研究方向之一。
在圆柱型电池的装配过程中,极耳与极柱之间的连接是决定电池性能的关键因素,现有技术中,通常是在电池壳内设置集流片,使极柱穿设电池盖板,并将极柱与集流片的一个端面焊接固定,同时,将集流片的另一个端面与极耳焊接固定,使极耳与极柱通过集流片实现电连接。
上述设置在电池壳内的集流片以及位于电池壳内的极柱均占用了电池壳内部较大空间,不利于提高电池的比能量和比功率,另外,集流片、极柱以及极耳的焊接需要在电池壳内完成,使得其三者的装配工艺较为复杂,不利于提高生产效率和降低生产成本。
因此,亟需提出一种电池来解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电池,实现了在电池壳外侧极耳与输出端子的电连接。
为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
电池,包括:
电池壳,电池壳设有容纳腔,容纳腔具有开口;
盖板组件,盖板组件包括盖板、汇流板以及输出端子,盖板封堵于开口,汇流板与盖板绝缘固定连接,且汇流板位于盖板背离容纳腔一侧的端面上,输出端子与汇流板固定连接;
极芯组件,极芯组件包括极芯和极耳,极芯设置于容纳腔内,极耳的一端与极芯固定连接,极耳的另一端穿设于盖板和汇流板,并与汇流板或输出端子固定连接,以使极耳与输出端子电连接。
可选地,汇流板设有固定槽,输出端子固定于固定槽内,固定槽的槽底设有第一穿孔,极耳的另一端穿过第一穿孔至固定槽内,并与固定槽的槽底或输出端子固定连接。
可选地,输出端子封堵于固定槽的槽口。
可选地,固定槽的内壁上设有凸台,凸台朝向固定槽的中心方向延伸,输出端子固定在凸台的端面上。
可选地,凸台沿固定槽的周向延伸呈闭环设置,沿输出端子的周向,输出端子的边沿均固定在凸台上。
可选地,极耳包括极耳本体和连接片,极耳本体与极芯固定连接,且极耳本体位于容纳腔内,连接片的一端与极耳本体固定连接,连接片的另一端穿设于盖板和汇流板,并与汇流板或输出端子固定连接。
可选地,极芯为圆柱型。
可选地,极耳本体的数量为多个,多个极耳本体层叠设置并形成扇形的极耳群。
可选地,极耳群的数量为两个以上。
可选地,极耳群的数量为两个,两个极耳群关于极芯的轴线对称设置,且两个极耳群分别朝向极芯的轴线方向弯折并相互连接形成总极耳群,总极耳群为片状结构,且总极耳群沿与极芯的轴线平行的方向延伸,并与连接片固定连接。
有益效果:
本实用新型提供的电池,在电池壳外侧设置汇流板,将输出端子固定在汇流板上,使极耳穿设盖板和汇流板,并与汇流板或输出端子固定连接,实现了在电池壳外侧极耳与输出端子的电连接,省去了在电池壳内设置集流盘以及输出端子穿设电池盖板的结构,具有减少极耳与输出端子电连接所需电池壳内部空间的效果,为提高电池的体积比能量和比功率提供了有力保障,其次,相较于在电池壳内部对集流盘、输出端子以及极耳进行焊接装配而言,本实用新型提供的电池是在电池壳外部对极耳和汇流板或输出端子进行固定装配的,大大降低了装配工艺难度,有利于提高生产效率和降低生产成本,再次,若采用激光焊接工艺对极耳和汇流板或输出端子进行固定连接,则焊接操作是在电池壳外侧进行的,能够避免在焊接过程中产生的金属飞溅物和高温产生的烟尘进入电池壳内部,进而降低了电池出现低电压和内短路的几率,提高了电池的使用安全性。
附图说明
图1是本实施例提供的电池的结构示意图;
图2是本实施例提供的电池的爆炸结构示意图;
图3是本实施例提供的正极盖板组件的爆炸结构示意图;
图4是本实施例提供的极芯组件的爆炸结构示意图;
图5是本实施例提供的汇流板的结构示意图;
图6是本实施例提供的绝缘密封塑胶件的结构示意图;
图7是本实施例提供的负极盖板组件的爆炸结构示意图;
图8是本实施例提供的极芯组件未显示连接片的构示意图一;
图9是本实施例提供的极芯组件未显示连接片的构示意图二。
图中:
100、电池壳;110、容纳腔;200、盖板组件;210、盖板;211、注液孔;220、汇流板;221、固定槽;222、第一穿孔;223、凸台;230、输出端子;240、绝缘密封塑胶件;241、第二穿孔;250、绝缘板;260、防爆阀;300、极芯组件;310、极芯;311、中心孔;320、极耳;3211、极耳群;3212、总极耳群;322、连接片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”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,可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,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实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
本实施例提供一种电池,实现了在电池壳外侧极耳与输出端子的电连接。
具体地,如图1至图4所示,该电池包括电池壳100、盖板组件200以及极芯组件300,电池壳100设有容纳腔110,容纳腔110具有开口,盖板组件200包括盖板210、汇流板220以及输出端子230,盖板210封堵于容纳腔110的开口,汇流板220与盖板210绝缘固定连接,且汇流板220位于盖板210背离容纳腔110一侧的端面上,输出端子230与汇流板220固定连接,极芯组件300包括极芯310和极耳320,极芯310设置于容纳腔110内,极耳320的一端与极芯310固定连接,极耳320的另一端穿设于盖板210和汇流板220,并与汇流板220或输出端子230固定连接,以使极耳320与输出端子230电连接。
该电池在电池壳100外侧设置汇流板220,将输出端子230固定在汇流板220上,使极耳320穿设盖板210和汇流板220,并与汇流板220或输出端子230固定连接,实现了在电池壳100外侧极耳320与输出端子230的电连接,省去了在电池壳100内设置集流盘以及输出端子230穿设电池盖板210的结构,具有减少极耳320与输出端子230电连接所需电池壳100内部空间的效果,为提高电池的体积比能量和比功率提供了有力保障,其次,相较于在电池壳100内部对集流盘、输出端子230以及极耳320进行焊接装配而言,本实施例提供的电池是在电池壳100外部对输出端子230和汇流板220、极耳320和汇流板220(或输出端子230)进行固定装配的,大大降低了装配工艺难度,有利于提高生产效率和降低生产成本,再次,若采用激光焊接工艺对输出端子230和汇流板220、极耳320和汇流板220(或输出端子230)进行固定连接,则焊接操作是在电池壳100外侧进行的,能够避免在焊接过程中产生的金属飞溅物和高温产生的烟尘进入电池壳100内部,进而降低了电池出现低电压、内短路以及微短路等问题的几率,提高了电池的使用安全性,当然,输出端子230和汇流板220的固定连接、极耳320和汇流板220(或输出端子230)的固定连接也可以通过铆接等其他工艺实现。
可选地,如图1至图4所示,盖板组件200还包括绝缘密封塑胶件240,汇流板220通过绝缘密封塑胶件240与盖板210绝缘注塑为一体,实现汇流板220与盖板210的绝缘固定连接。优选地,汇流板220和盖板210与绝缘密封塑胶件240相接触的区域,均进行表面钝化处理,以提高汇流板220和盖板210与绝缘密封塑胶件240的连接可靠性。
可选地,如图1至图4所示,盖板组件200还包括绝缘板250,盖板210与绝缘板250注塑为一体并封堵在容纳腔110的开口,盖板210与电池壳100通过绝缘板250实现绝缘连接。
可选地,如图1至图6所示,汇流板220设有固定槽221,固定槽221的槽口与容纳腔110的开口朝向相同,输出端子230固定于固定槽221内,固定槽221的槽底设有第一穿孔222,绝缘密封塑胶件240上设有第二穿孔241,第二穿孔241与第一穿孔222的位置相对应,极耳320的另一端依次穿过第二穿孔241和第一穿孔222至固定槽221内,并与固定槽221的槽底固定连接。在另一个实施方案中,极耳320的另一端在固定槽221内与输出端子230固定连接。
可选地,如图1至图6所示,输出端子230封堵在固定槽221的槽口,使得输出端子230与固定槽221的槽底之间形成一个封闭的空腔,极耳320的另一端位于空腔内,不仅能够对极耳320的另一端起到很好的保护效果,还能够使得电池的整体结构一致性较好。
可选地,如图1至图6所示,固定槽221的内壁上设有凸台223,凸台223朝向固定槽221的中心方向延伸,输出端子230固定在凸台223的端面上,当然,在其他实施方案中,也可以将输出端子230固定在固定槽221的槽底,或者,在固定槽221的槽底依次固定极耳320和输出端子230。
进一步地,如图1至图6所示,凸台223朝向固定槽221的槽底方向延伸,直至与固定槽221的槽底固定连接,以提高凸台223对输出端子230支撑作用的可靠性。
优选地,如图1至图6所示,凸台223沿固定槽221的周向延伸呈闭环设置,沿输出端子230的周向,输出端子230的边沿均固定在凸台223上,以提高凸台223与输出端子230的连接面积,进而提高其二者连接的可靠性和稳定性。
本实施例中,如图1至图8所示,极耳320的数量为两个,其中一个极耳320为正极极耳,另一个为负极极耳,正极极耳和负极极耳分别位于极芯310的两端。上述容纳腔110具有两个相对设置的开口,在容纳腔110的两个开口处分别设有正极盖板组件和负极盖板组件,正极盖板组件和负极盖板组件的结构基本相同,不同之处在于,正极盖板组件的盖板210上设有注液孔211,注液孔211的孔口处焊接有防爆阀260,图3为正极盖板组件的爆炸结构示意图,图7为负极盖板组件的爆炸结构示意图。
进一步地,正极盖板组件中,盖板210、汇流板220以及输出端子230均采用铝合金材料制成;负极盖板组件中,盖板210采用铝合金材料制成,汇流板220和输出端子230的材质依电池的种类而定,示例性地,若电池为钛酸锂电池、钠离子电池,则负极盖板组件中的汇流板220和输出端子230均为铝合金材质,若电池为锂离子电池,则负极盖板组件中的汇流板220为铜、镍以及不锈钢中的一种,负极盖板组件中的输出端子230可以是铜、镍以及不锈钢中的一种,也可以是铜铝复合材料,并且,背离极芯310的一侧为铝。可选地,上述电池壳100可以选用铝、不锈钢或者镀镍碳钢等金属材料制成。
可选地,如图1至图8所示,极耳320包括极耳本体和连接片322,极耳本体与极芯310固定连接,且极耳本体位于容纳腔110内,连接片322的一端与极耳本体固定连接,连接片322的另一端穿设于盖板210和汇流板220,并与汇流板220或输出端子230固定连接,以达到保护极耳本体的效果。
可选地,如图1至图8所示,本实施例中的电池为圆柱型电池,上述极芯310为圆柱型极芯310,当然,在其他实施方案中,电池也可以是方型电池,相应地,其极芯310为方型极芯310。
进一步地,圆柱型极芯310由正极片、隔膜以及负极片堆叠卷绕形成,卷绕后在极芯310的中间位置形成有中心孔311,上述极耳本体由正极片、隔膜以及负极片在卷绕时形成,正极极耳本体通常为铝质材料,负极极耳本体通常为铝质材料或者铜质材料,如图1至图8所示,极耳本体的数量为多个,多个极耳本体层叠设置并形成扇形的极耳群3211,以便于将多个极耳320通过揉平工艺制成片状结构,然后与连接片322固定连接,不仅能够提高多个极耳320与连接片322连接的可靠性和稳定性,还能够使极芯组件300的整体结构一致性较好。
可选地,极耳群3211的数量为两个以上,以提高集流效果。
优选地,如图1至图9所示,极耳群3211的数量为两个,两个极耳群3211关于极芯310的轴线对称设置,且两个极耳群3211分别朝向极芯310的轴线方向弯折并相互连接形成总极耳群3212,总极耳群3212为片状结构,总极耳群3212沿与极芯310的轴线平行的方向延伸,并与连接片322固定连接,在提高集流效果的基础上,片状的总极耳群3212与连接片322固定连接,有利于提高总极耳群3212与连接片322固定连接的稳定性和可靠性,并且,使两个极耳群3211关于极芯310轴线对称设置的结构,有利于将两个极耳群3211通过揉平工艺制成片状的总极耳群3212。
可选地,上述两个极耳群3211通过超声焊接的方式固定连接。
下面就本实施例提供的电池的主要制造工艺做出简要说明,为便于理解,将正极极耳的极耳本体、极耳群以及总极耳群称作正极极耳本体、正极极耳群以及正极总极耳群,将负极极耳的极耳本体、极耳群以及总极耳群称作负极极耳本体、负极极耳群以及负极总极耳群,将与正极总极耳群连接的连接片称作正极连接片,与负极总极耳群连接的连接片称作负极连接片,将设置在正极连接片处的盖板组件称作正极盖板组件,正极盖板组件上的各部件分别称作正极连接板、正极输出端子等,将设置在负极连接片处的盖板组件称作负极盖板组件,负极盖板组件上的各部件分别称作负极连接板、负极输出端子等:
将正极片、隔膜以及负极片堆叠卷绕制成极芯组件,极芯组件中,正极极耳本体的数量为多个,多个正极极耳本体层叠设置并形成扇形的正极极耳群,正极极耳群的数量为两个,两个正极极耳群关于极芯的轴线对称设置,负极极耳本体的数量为多个,多个负极极耳本体层叠设置并形成扇形的负极极耳群,负极极耳群的数量为两个,两个负极极耳群关于极芯的轴线对称设置,正极极耳群和负极极耳群分别位于极芯的两端;
将两个正极极耳群分别朝向极芯的轴线方向弯折,并将两个正极极耳群超声焊接制成正极总极耳群,将正极总极耳群与正极连接片焊接;
将两个负极极耳群分别朝向极芯的轴线方向弯折,并将两个负极极耳群超声焊接制成负极总极耳群,将负极总极耳群与负极连接片焊接,由此制成极芯组件;
将极芯组件放入电池壳的容纳腔内;
将正极盖板组件的盖板封堵在容纳腔相应的开口处,并使正极连接片依次穿设第二穿孔和第一穿孔至固定槽内,对盖板和电池壳进行密封焊接;
将负极盖板组件的盖板封堵在容纳腔相应的开口处,并使负极连接片依次穿设第二穿孔和第一穿孔至固定槽内,对盖板和电池壳进行密封焊接;
将正极连接片弯折并焊接在正极汇流板的固定槽的槽底;
将负极连接片弯折并焊接在负极汇流板的固定槽的槽底;
将正极盖板组件的输出端子放置在正极汇流板的台阶端面上,并通过激光焊密封;
将负极盖板组件的输出端子放置在负极汇流板的台阶端面上,并通过激光焊密封;
依次完成烘干、注液以及化成工艺,而后将防爆阀焊接在注液孔的孔口处,再进行分容,由此完成电池的制造。
显然,本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.电池,其特征在于,包括:
电池壳(100),所述电池壳(100)设有容纳腔(110),所述容纳腔(110)具有开口;
盖板组件(200),所述盖板组件(200)包括盖板(210)、汇流板(220)以及输出端子(230),所述盖板(210)封堵于所述开口,所述汇流板(220)与所述盖板(210)绝缘固定连接,且所述汇流板(220)位于所述盖板(210)背离所述容纳腔(110)一侧的端面上,所述输出端子(230)与所述汇流板(220)固定连接;
极芯组件(300),所述极芯组件(300)包括极芯(310)和极耳(320),所述极芯(310)设置于所述容纳腔(110)内,所述极耳(320)的一端与所述极芯(310)固定连接,所述极耳(320)的另一端穿设于所述盖板(210)和所述汇流板(220),并与所述汇流板(220)或所述输出端子(230)固定连接,以使所述极耳(320)与所述输出端子(230)电连接。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述汇流板(220)设有固定槽(221),所述输出端子(230)固定于所述固定槽(221)内,所述固定槽(221)的槽底设有第一穿孔(222),所述极耳(320)的另一端穿过所述第一穿孔(222)至所述固定槽(221)内,并与所述固定槽(221)的槽底或所述输出端子(230)固定连接。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述输出端子(230)封堵于所述固定槽(221)的槽口。
4.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述固定槽(221)的内壁上设有凸台(223),所述凸台(223)朝向所述固定槽(221)的中心方向延伸,所述输出端子(230)固定在所述凸台(223)的端面上。
5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述凸台(223)沿所述固定槽(221)的周向延伸呈闭环设置,沿所述输出端子(230)的周向,所述输出端子(230)的边沿均固定在所述凸台(223)上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电池,其特征在于,所述极耳(320)包括极耳本体和连接片(322),所述极耳本体与所述极芯(310)固定连接,且所述极耳本体位于所述容纳腔(110)内,所述连接片(322)的一端与所述极耳本体固定连接,所述连接片(322)的另一端穿设于所述盖板(210)和所述汇流板(220),并与所述汇流板(220)或所述输出端子(230)固定连接。
7.根据权利要求6所述的电池,其特征在于,所述极芯(310)为圆柱型。
8.根据权利要求7所述的电池,其特征在于,所述极耳本体的数量为多个,多个所述极耳本体层叠设置并形成扇形的极耳群(3211)。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述极耳群(3211)的数量为两个以上。
10.根据权利要求9所述的电池,其特征在于,所述极耳群(3211)的数量为两个,两个所述极耳群(3211)关于所述极芯(310)的轴线对称设置,且两个所述极耳群(3211)分别朝向所述极芯(310)的轴线方向弯折并相互连接形成总极耳群(3212),所述总极耳群(3212)为片状结构,且所述总极耳群(3212)沿与所述极芯(310)的轴线平行的方向延伸,并与所述连接片(322)固定连接。
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