CN218919079U - 一种高倍率圆柱电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高倍率圆柱电池，包括壳体组件及其内部的卷芯，壳体组件包括上壳体、连接件、下壳体和密封钉，连接件为空心圆柱结构，连接件的两端分别密封安装上壳体和下壳体，连接件的内部活动套接卷芯，卷芯的两端分别与上壳体、下壳体焊接，上壳体顶部设有注液孔，注液孔通过密封钉密封。本实用新型所述的高倍率圆柱电池，将壳体分为电子绝缘的两部分，可使卷芯两端(两极)不用做绝缘处理而直接与外壳连接，大大简化了传统的极柱或盖板设计，同时可提高电芯的体积利用率；在提高电流传导能力和导热性能的基础上提高了电芯能量密度，且提高制造效率、降低了成本。

Description

一种高倍率圆柱电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其是涉及一种高倍率圆柱电池。

背景技术

锂离子电池因其具有高电压、高比能量、长寿命、环保无污染等优点已被广泛应用于3C、储能和动力电池领域，随着新能源产业的发展，对锂离子电池的要求也越来越高；随着圆柱尺寸和容量的增加，电芯大倍率充放电时的产热量增大，现有的结构形式难以满足快速导热散热的需求，需要对其结构进行优化。另一方面，卷芯极耳与外部端子之间存在空隙，不利于大倍率下热量的导出和散发，从而限制了电池的倍率性能。极耳通过汇流盘(或连接件)与外部端子连接，结构复杂。受极柱(或封口)结构限制，现有方案汇流盘(或连接件)与外部端子的连接面积较小，导致过流能力较低，无法满足大倍率充放电要求。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种高倍率圆柱电池，以提供一种结构简单、组装方便、电芯的体积利用率高的高倍率圆柱电池。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种高倍率圆柱电池，包括壳体组件及其内部的卷芯，壳体组件包括上壳体、连接件、下壳体和密封钉，连接件为空心圆柱结构，连接件的两端分别密封安装上壳体和下壳体，连接件的内部活动套接卷芯，卷芯的两端分别与上壳体、下壳体焊接，上壳体顶部设有注液孔，注液孔通过密封钉密封。

进一步的，所述连接件为一体的空心圆柱结构，包括绝缘部及其两侧分别连接的第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部的外径相同，均小于绝缘部的外径；第一连接部和第二连接部均设有外螺纹。

进一步的，所述密封钉为圆片结构，边缘处为倒角或斜角。

进一步的，所述下壳体包括下壳体侧壁及其两侧连接的下壳体端面和下壳体连接部，下壳体连接部设有内螺纹，下壳体连接部和第二连接部密封连接；下壳体端面包括互相交错的下壳体焊接区和下壳体加强区。

进一步的，所述第二连接部与下壳体连接部螺纹连接，且两者之间设有密封胶层。

进一步的，所述下壳体焊接区为扇形凹槽或环形凹槽或平面。

进一步的，所述上壳体为一体结构，包括上壳体侧壁及其两侧分别连接的上壳体连接部和上壳体端壁，上壳体连接部内壁设有内螺纹，上壳体连接部和第一连接部密封连接，上壳体端面中部设有注液孔。

进一步的，所述第一连接部和上壳体连接部螺纹连接，且两者之间设有密封胶层。

相对于现有技术，本实用新型所述的高倍率圆柱电池具有以下优势：

(1)本实用新型所述的高倍率圆柱电池，将壳体分为电子绝缘的两部分，可使卷芯两端(两极)不用做绝缘处理而直接与外壳连接，大大简化了传统的极柱或盖板设计，同时可提高电芯的体积利用率；在提高电流传导能力和导热性能的基础上提高了电芯能量密度，且提高制造效率、降低了成本。

(2)本实用新型所述的高倍率圆柱电池，简化卷芯两端电极与外接端子连接结构，缩小空腔体积，使电极端面与外壳紧密接触，缩短散热路径、提高散热能力，从而提高电芯大倍率充放电能力。

(3)本实用新型所述的高倍率圆柱电池，电池壳体为N/P结式结构，上下壳体分开，结构简单、便于组装、可提高生产效率。

(4)本实用新型所述的高倍率圆柱电池，卷芯两端电极与外接端子连接结构，增大电极与外接端子的连接面积，提高过流能力，提高电芯倍率能力；减少了零件数量，提高电池可靠性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的高倍率圆柱电池的示意图；

图2为本实用新型实施例所述的上壳体的示意图；

图3为本实用新型实施例所述的下壳体的示意图；

图4为本实用新型实施例所述的连接件的剖视图。

附图标记说明：

1-上壳体；11-上壳体侧壁；12-上壳体连接部；13-上壳体端壁；131-焊接部；132-加强部；133-凹台；2-连接件；21-下壳体侧壁；22-下壳体连接部；23-下壳体端面；231-下壳体焊接区；232-下壳体加强区；3-下壳体；4-密封钉。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种高倍率圆柱电池，如图1至图4所示，包括壳体组件及其内部的卷芯，壳体组件包括上壳体1、连接件3、下壳体2和密封钉4，连接件3为空心圆柱结构，连接件3的两端分别密封安装上壳体1和下壳体2，连接件3的内部活动套接卷芯，卷芯的两端分别与上壳体1、下壳体2焊接，上壳体1顶部设有注液孔14，注液孔14通过密封钉4密封。本实用新型所述的高倍率圆柱电池，将壳体分为电子绝缘的两部分，可使卷芯两端(两极)不用做绝缘处理而直接与外壳连接，大大简化了传统的极柱或盖板设计，同时可提高电芯的体积利用率；在提高电流传导能力和导热性能的基础上提高了电芯能量密度，且提高制造效率、降低了成本。壳体端面与卷芯极耳直接焊接的设计方式，增大焊接面积，提高过流能力，减少焊接次数，提高焊接效率。

所述卷芯由正极片、负极片、隔膜卷绕而成，卷芯外侧有用于防止卷芯开散的固定胶；所述卷芯为全极耳卷芯、切叠极耳卷芯或多极耳卷芯中的一种。

上壳体1和下壳体2均为导电材质。

上壳体1为一体结构，包括上壳体侧壁11及其两侧分别连接的上壳体连接部12和上壳体端壁13，上壳体连接部12内壁设有内螺纹，上壳体端面13中部设有注液孔14，其中，注液孔14用于向壳体内加入电解液；注液孔14与密封钉4密封连接。

上壳体端面13为圆盘结构，上壳体端面13中部设有凹台133，用于定位密封钉4，并沿凹台133边缘进行密封钉4焊接；凹台133中间设有注液孔14。上壳体端面13还设有互相交错的焊接部131和加强部132，加强部132用于提高上壳体1的机械强度，提高电芯抗外力破坏的能力。作为与卷芯电极的连接平面，焊接部131和加强部132的形状和数量可以根据实际情况进行改变。焊接部131与卷芯电极的连接方式可以为焊接、导电胶粘接、物理接触中的一种或几种方式的组合；端面上除焊接部131为凹槽结构以外的其他部分都可以作为电极端子与外部电路连接。

在一个实施例中，焊接部131为扇形凹槽或环形凹槽，且与上壳体端面13不在同一平面；加强部132与上壳体端面13在同一平面。在另一个实施例中，焊接部132、加强部132均与上壳体端面13在同一平面。

下壳体2为一体结构，包括下壳体侧壁21及其两侧连接的下壳体端面23和下壳体连接部22，下壳体连接部22设有内螺纹，用于与连接件3的外螺纹紧密配合形成密封；下壳体端面23包括互相交错的下壳体焊接区231和下壳体加强区232，下壳体焊接区231可以设置成不同形状和数量的焊接凹槽作为与卷芯电极的连接平面，也可不设置凹槽而直接在平面上进行连接；下壳体焊接区231与卷芯电极的连接方式可以为焊接、导电胶粘接、物理接触中的一种或几种方式的组合；下壳体端面23上除下壳体焊接区231以外的其他部分都可以作为电极端子与外部电路连接；下壳体加强区232可提高下壳体的机械强度，提高电芯抗外力破坏的能力。

优选的，下壳体焊接区231为扇形凹槽或环形凹槽或平面。可使下壳体焊接区231与卷芯极耳更好的贴合，提高焊接效果。上、下壳体端面上设置焊接凹槽，可使焊接区与卷芯极耳更好贴合，提高焊接效果。

密封钉4是一个圆片结构，为了便于装配，装配侧进行倒角或斜角处理。

连接件3为一体的空心圆柱结构，包括绝缘部32及其两侧分别连接的第一连接部31和第二连接部33，第一连接部31和第二连接部33的外径相同，均小于绝缘部32的外径；绝缘部32的外径和下壳体连接部22、上壳体连接部12的外径相同，方便组装，且结构美观；第一连接部31和第二连接部33均设有外螺纹，第一连接部31与上壳体连接部12密封连接，第二连接部33与下壳体连接部22密封连接。

优选的，为了保证连接件3与上壳体1、下壳体2密封连接，在第一连接部31和上壳体连接部12之间涂覆密封胶层，然后两者再螺纹连接；同理，第二连接部33与下壳体连接部22之间涂覆密封胶层。所述壳体连接件3为PTFE(聚四氟乙烯)、PEEK(聚醚醚酮)、PEK(聚醚酮)等材质。

一种高倍率圆柱电池的组过程为：

S1、卷绕后的卷芯进行极耳整形，使卷芯上的极耳贴紧成平面状态；

S2、连接件3与上壳体1(或下壳体2)进行螺纹连接，可以直接进行螺纹配合；为增强密封性，可先在螺纹上涂覆密封胶，然后再进行螺纹连接。

S3、卷芯从上壳体1(或下壳体2)开口侧插入壳体；

S4、套入下壳体2(或上壳体1)，使之与插入电芯的上壳体1(或下壳体2)壳体闭合并进行螺纹密封；为增强密封性，可先在螺纹上涂覆密封胶，然后再进行螺纹连接；

S5、焊接：利用激光穿透焊对上壳体端面13、下壳体端面23与卷芯两端进行焊接，以实现牢靠稳固的电连接。

S6、密封钉4焊接：利用激光焊接对化成后的电芯焊接封口。

通过N/P结式的壳体结构，使电池结构极简化，减少电池零件数量，简化组装过程，在穿透焊接时可以大大简化焊接工装，提高效率降低成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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 (8)

1.一种高倍率圆柱电池，其特征在于：包括壳体组件及其内部的卷芯，壳体组件包括上壳体、连接件、下壳体和密封钉，连接件为空心圆柱结构，连接件的两端分别密封安装上壳体和下壳体，连接件的内部活动套接卷芯，卷芯的两端分别与上壳体、下壳体焊接，上壳体顶部设有注液孔，注液孔通过密封钉密封。

2.根据权利要求1所述的一种高倍率圆柱电池，其特征在于：连接件为一体的空心圆柱结构，包括绝缘部及其两侧分别连接的第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部的外径相同，均小于绝缘部的外径；第一连接部和第二连接部均设有外螺纹。

3.根据权利要求1所述的一种高倍率圆柱电池，其特征在于：密封钉为圆片结构，边缘处为倒角或斜角。

4.根据权利要求2所述的一种高倍率圆柱电池，其特征在于：下壳体包括下壳体侧壁及其两侧连接的下壳体端面和下壳体连接部，下壳体连接部设有内螺纹，下壳体连接部和第二连接部密封连接；下壳体端面包括互相交错的下壳体焊接区和下壳体加强区。

5.根据权利要求4所述的一种高倍率圆柱电池，其特征在于：第二连接部与下壳体连接部螺纹连接，且两者之间设有密封胶层。

6.根据权利要求4所述的一种高倍率圆柱电池，其特征在于：下壳体焊接区为扇形凹槽或环形凹槽或平面。

7.根据权利要求2所述的一种高倍率圆柱电池，其特征在于：上壳体为一体结构，包括上壳体侧壁及其两侧分别连接的上壳体连接部和上壳体端壁，上壳体连接部内壁设有内螺纹，上壳体连接部和第一连接部密封连接，上壳体端面中部设有注液孔。

8.根据权利要求7所述的一种高倍率圆柱电池，其特征在于：第一连接部和上壳体连接部螺纹连接，且两者之间设有密封胶层。

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