CN219066986U - 一种圆柱型电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种圆柱型电池，包括壳体组件，壳体组件的壳体下方安装极柱，壳体内部自下而上依次设置的二号汇流盘、卷芯、一号汇流盘和盖板，卷芯两端的极耳分别与一号汇流盘、二号汇流盘固定连接，二号汇流盘和壳体之间通过绝缘件绝缘，绝缘件的周向形成凸起，且所述凸起的高度与极柱的高度相同，一号汇流盘上方固定安装盖板，且盖板和壳体之间通过密封圈密封，当注液孔设置在盖板上时，盖板上方通过铆钉密封；当注液孔设置在极柱时，极柱底部通过盖帽密封。本实用新型所述的圆柱型电池及其组装工艺，提高了导电和导热性能，有利于电池的快充能力提高，同时提高制造效率降低了成本。

Description

一种圆柱型电池

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种圆柱型电池。

背景技术

传统圆柱电池盖板结构复杂；盖帽作为正极，壳体作为负极，组装成电池模组时正负极从圆柱电池两端进行导电连结不便于外部模组汇流排的设计和焊接；另外因极耳少影响电池的功率性能。随着圆柱尺寸的增加，现有的极耳形式或结构形式难以快速导热传热；且电芯直径增加后，使用过程中容易窜动，影响焊接点，导致虚焊，影响性能和使用寿命；换流盘边缘翻边与壳体接触通过激光焊接连接，焊接后在该位置滚槽，容易拉扯汇流盘与卷芯极耳的焊接点，同时破坏了壳体的镀镍层，容易生锈；汇流盘与壳体连接的另外一些设计，汇流盘具有弹性边搭在滚槽的上边缘上，通过激光焊接进行连接，焊接后表面不平，容易造成后续的密封不良。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种圆柱型电池，以提供一种导电和导热性能高、快充能力好、成本低的圆柱型电池。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种圆柱型电池，包括壳体组件，壳体组件的壳体下方安装极柱，壳体内部自下而上依次设置的二号汇流盘、卷芯、一号汇流盘和盖板，卷芯两端的极耳分别与一号汇流盘、二号汇流盘固定连接，二号汇流盘和壳体之间通过绝缘件绝缘，绝缘件的周向形成凸起，且所述凸起的高度与极柱的高度相同，一号汇流盘上方固定安装盖板，且盖板和壳体之间通过密封圈密封，当注液孔设置在盖板上时，盖板上方通过铆钉密封；当注液孔设置在极柱时，极柱底部通过盖帽密封。

进一步的，所述极柱横截面为T字型结构，极柱中部形成中心孔，且内壁设有内径逐渐增大的多级台阶。

进一步的，所述极柱的横截面为工字型结构，极柱直接与壳体密封铆接。

进一步的，所述盖板具有凹凸不平结构，盖板上设有盖板凸台，盖板凸台用于装配后压紧一号汇流盘的弹性结构，盖板凸台内侧与一号汇流盘的导电柄连接。

进一步的，所述盖板凸台上设有盲孔。

进一步的，所述盖板凸台上设有注液孔。

相对于现有技术，本实用新型所述的圆柱型电池具有以下优势：

(1)本实用新型所述的圆柱型电池，设置的汇流盘和盖板的结构，提高了导电和导热性能，有利于电池的快充能力提高，同时提高制造效率降低了成本。

(2)本实用新型所述的圆柱型电池，汇流盘上有导电柄，导电柄与盖板连接提高导电导热能力。

本实用新型的另一目的在于提出一种圆柱型电池的组装工艺，以降低成本同时提供制造效率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种圆柱型电池的组装工艺，包括如下步骤：

S1、将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、将卷芯的极耳与二号汇流盘进行激光焊接，组成卷芯组件；

S3、卷芯组件从壳体的开口侧插入壳体；

S4、将二号汇流盘与极柱进行焊接固定；

S5、在壳体开口侧，卷芯位置的上面，通过模具对壳体向轴心方向挤压，辊压形成滚槽；

S6、安装一号汇流盘，将一号汇流盘与卷芯的极耳进行激光焊接；

S7、将一号汇流盘的导电柄与装上密封圈的盖板进行铆接；

S8、对壳体开口侧向轴心方向的翻边压紧盖板，进行密封；

S9、然后在通过注液孔注液或先进行电芯干燥后再注液；

S10、化成，排气后补液并密封。

进一步的，当所述当注液孔设置在极柱时，步骤如下：

X1、将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；

X2、将卷芯的极耳与二号汇流盘进行激光焊接，组成卷芯组件；

X3、卷芯组件从壳体的开口侧插入壳体；

X4、将二号汇流盘与极柱进行激光焊拼接焊；

X5、在壳体开口侧，卷芯位置的上面，通过模具对壳体向轴心方向挤压，辊压形成滚槽；

X6、安装一号汇流盘，将一号汇流盘与卷芯的极耳进行激光焊接；

X7、将一号汇流盘的导电柄与装上密封圈的盖板进行铆接；

X8、对壳体开口侧向轴心方向的翻边压紧盖板，进行密封；

X9、然后在极柱的中心孔注液或先进行电芯干燥后再通过极柱中心孔注液；

X10、化成，排气后补液或直接盖上盖帽，通过激光焊把极柱和盖帽焊接在一起进行密封。

进一步的，当所述注液孔设置在盖板上时，具体步骤如下：

Y1、将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；

Y2、将卷芯的极耳与二号汇流盘进行激光焊接，组成卷芯组件；

Y3、卷芯组件从壳体的开口侧插入壳体；

Y4、将二号汇流盘与极柱进行激光焊或超声焊焊接；

Y5、在壳体开口侧，卷芯位置的上面，通过模具对壳体向轴心方向挤压，辊压形成滚槽；

Y6、安装一号汇流盘，将一号汇流盘与卷芯的极耳进行激光焊接；

Y7、将一号汇流盘的导电柄与装上密封圈的盖板进行铆接；

Y8、对壳体开口侧向轴心方向的翻边压紧盖板，进行密封；

Y9、然后在盖板的注液孔注液或先进行电芯干燥后再通过盖板的注液孔注液；

Y10、化成，排气后补液或直接采用拉铆方式将注液孔密封。

相对于现有技术，本实用新型所述的圆柱型电池的组装工艺具有以下优势：

(1)本实用新型所述的圆柱型电池的组装工艺，采用的是底部和侧面密封，顶部与壳体接触的方式，壳体提高导电导热能力，同时为了壳体与盖板的导电连接稳定电阻小，可以增加焊接来提高导电稳定性。

(2)本实用新型所述的圆柱型电池的组装工艺，在盖板位置设置注液孔，注液孔的密封采用拉铆方式密封，该方式没有通过焊接方式来密封的结构，制造过程可以取消氦检，降低成本同时提高了制造效率。

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壳体组件的剖视图；

图2为图1中X部的放大图；

图3为本实用新型实施例所述的极柱的结构示意图；

图4为本实用新型中一个实施例所述的一号汇流盘的俯视图；

图5为图4中A-A的剖视图；

图6为本实用新型中另一个实施例所述的一号汇流盘的俯视图；

图7为图6中B-B的剖视图；

图8为本实用新型实施例所述的二号汇流盘的示意图；

图9为本实用新型实施例所述的二号汇流盘的剖视图；

图10为本实用新型实施例所述的盖板的示意图；

图11为本实用新型实施例所述的盖帽的示意图；

图12为本实用新型一个实施例所述的圆柱型电池的爆炸图；

图13为本实用新型一个实施例所述的圆柱型电池的局部侧剖图；

图14为本实用新型另一个实施例所述的圆柱型电池的爆炸图。

附图标记说明：

1-卷芯；2-壳体组件；21-壳体21；22-密封件；23-极柱；3-一号汇流盘；31-翻边；32-弹性结构；33-一号凸台；34-导电柄；4-二号汇流盘；41-二号凸台；42-渗透孔；5-盖板；51-盖板凸台；52-防爆刻痕；6-盖帽；61-盖帽台阶；7-绝缘件。

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。

一种圆柱型电池，如图1至图14所示，包括壳体组件2，壳体组件2的壳体21下方固定连接极柱23，壳体21内部自下而上依次设置的二号汇流盘4、卷芯1、一号汇流盘3和盖板5，卷芯1两端的极耳分别与一号汇流盘3、二号汇流盘4固定连接，二号汇流盘4和壳体21之间通过绝缘件7绝缘，绝缘件7的周向形成凸起，且所述凸起的高度与极柱23的高度相同，一号汇流盘3上方固定安装盖板5，且盖板5和壳体2之间通过密封圈8密封，当注液孔设置在盖板5上时，盖板5上方密封安装铆钉；当注液孔设置在极柱23时，极柱23底部密封安装盖帽6。

卷芯1为全极耳卷芯、切叠极耳卷芯或多极耳卷芯中的一种。

壳体组件2包括壳体21、密封件22和极柱23，壳体21为一端开口的空心圆柱结构，且圆柱的另一端设有安装孔，安装孔用于穿过极柱23，并与极柱23铆接，极柱23和壳体21之间通过密封件22密封，密封件22为密封圈。

壳体21底部放置绝缘件7，绝缘件7用于防止二号汇流盘4和壳体21之间导电。优选的，绝缘件7为环形绝缘片，且绝缘件的周向形成凸起，是的壳体组件2组装好后，绝缘7中凸起的高度与极柱23的高度相同，以便对卷芯1形成支撑。

在一个实施例中，极柱23横截面为T字型结构，极柱23中部形成中心孔(即为注液孔)，且内壁形成内径逐渐增大的多级台阶。在本实施例中，极柱23内壁形成3级台阶，分别为一级台阶231、二级台阶232和三级台阶233，一级台阶231用于二号汇流盘4与极柱进行焊接，二级台阶232用于隔离注液或预充时电解液的污染不会影响到密封钉的焊接位置，三级台阶233为极柱铆接后平面，用于密封钉与极柱的密封焊接。极柱是中心通孔方式，即便于汇流盘与极柱的连接，又能防止注液以及预充过程电解液溢出污染焊接面，集成多种功能，同时防止制造过程产生缺陷或需要增加清洁工序。

在另一个实施例中，极柱23的横截面为工字型结构，极柱23穿过所述安装孔直接与壳体21密封铆接。

一号汇流盘3包括一号回流盘本体、翻边31、弹性结构32、一号凸台33和导电柄34，一号汇流盘本体的中心位置设有一号凸台33，所述一号凸台33与卷芯1的中心孔匹配用于定位，一号凸台33内部为通孔结构，一号凸台33周向设有若干弹性结构32，每个弹性结构32的端部固定连接一个翻边31，且翻边31位于一号汇流盘本体的边缘处，翻边31的方向与所述一号凸台33的方向相反，弹性结构用于与壳体21的滚槽紧密配合形成导电导热连接。

一号汇流盘本体上设有冲切形成的多瓣形状，多瓣形状用于与卷芯1的极耳焊接。相邻的两个多瓣之间通过弹性结构32分隔；

在一个实施例中，弹性结构32为拱形结构，一端与一号汇流盘本体固定连接，另一端形成翻边31。弹性结构32可以压紧卷芯防止在使用过程中窜动，影响电芯使用的可靠性和寿命；

优选的，一号汇流盘3还具有导电柄34，导电柄34固定连接至一号汇流盘本体，导电柄34可以是一体成型的也可以是后续通过激光焊、超声焊等方式焊接上去的，所述导电柄34的另一端设有导电柄通孔，导电柄通孔用于与盖板5铆接。导电柄34与盖板连接提高导电导热能力。

在一个实施例中，一号汇流盘3为一体结构。

二号汇流盘4中心设有二号凸台41，二号凸台41周向设有渗透孔42。

所述二号凸台41用于插入极柱23的中心孔中，二号凸台41与极柱23的通孔的一级台阶231配合进行焊接，所述二号凸台41凸台为了与极柱23的中心孔更好的配合，可以设置缩口形状便于安装；设置的渗透孔42，便于电解液的渗透，有利于电解液注液。

盖板5具有凹凸不平结构，盖板5上设有盖板凸台51，盖板凸台1用于装配后压紧一号汇流盘3的弹性结构32，使得弹性结构32向壳体21侧张开压紧形成导电导热功能，同时压紧电芯防止窜动；盖板凸台51内侧与一号汇流盘3的导电柄34的导电柄通孔铆接形成导电导热功能，同时比焊接的方式提高了生产效率。

在一个实施例中，盖板凸台51上设有盲孔。在另一个实施例中，盖板凸台51上设有注液孔，注液后，注液孔的密封采用拉铆方式密封。

所述盖板5上设有防爆刻痕52，用于电池失效是做防爆和排气用。

密封圈8放置于盖板5与壳体21之间，装配后用于盖板5与壳体21的密封。

盖帽6是一个圆柱形结构，所述盖帽6中心有盖帽台阶61，盖帽台阶61为圆锥形结构，便于焊接定位，同时梯形结构可以承受更大的气压，防止电芯失效时产生的气体在防爆阀开启前把盖帽6顶开，防止电池内部产生的热体没有按照预设通道排放导致安全风险。

一种圆柱型电池的组装工艺，包括如下步骤：

S1、将卷绕后的卷芯1进行极耳整形，使卷芯上的极耳贴紧成平面状态；

S2、将卷芯1的极耳与二号汇流盘4进行激光焊接，组成卷芯组件；

S3、卷芯组件从壳体21的开口侧插入壳体21；

S4、将二号汇流盘4与极柱21进行焊接固定；

S5、在壳体21开口侧，卷芯1位置的上面，通过模具对壳体21向轴心方向挤压，辊压形成滚槽；

S6、安装一号汇流盘3，将一号汇流盘3与卷芯1的极耳进行激光焊接；

S7、将一号汇流盘3的导电柄34与装上密封圈8的盖板5进行铆接,铆接位置见附图13中的S部；

S8、对壳体21开口侧向轴心方向的翻边31压紧盖板5，进行密封；更进一步的，为了盖板5与壳体21的导电稳定性，可以对弹性结构32与盖板5之间增加焊接来提高导电导热能力，焊接位置见附图13中的T部。

S9、然后在通过注液孔注液或先进行电芯干燥后再注液；

S10、化成，排气后补液并密封。

采用壳体铆接极柱和汇流盘与盖板/壳体连接的设计，使得正负极导到同侧便于模组或系统的汇流盘设计和焊接；壳体翻边后与盖板接触，盖板与壳体形成导电导热作用，有利于整个电芯的散热。

在一个实施例中，当注液孔设置在极柱23时，圆柱型电池的组装工艺如下：

X1、将卷绕后的卷芯1进行极耳整形，使卷芯上的极耳贴紧成平面状态；

X2、将卷芯1的极耳与二号汇流盘4进行激光焊接，组成卷芯组件；

X3、卷芯组件从壳体21的开口侧插入壳体21；

X4、将二号汇流盘4与极柱21进行激光焊拼接焊；

X5、在壳体21开口侧，卷芯1位置的上面，通过模具对壳体21向轴心方向挤压，辊压形成滚槽；

X6、安装一号汇流盘3，将一号汇流盘3与卷芯1的极耳进行激光焊接；

X7、将一号汇流盘3的导电柄34与装上密封圈8的盖板5进行铆接；

X8、对壳体21开口侧向轴心方向的翻边31压紧盖板5，进行密封；更进一步的，为了盖板5与壳体21的导电稳定性，可以对弹性结构32与盖板5之间增加焊接来提高导电导热能力。

X9、然后在极柱23的中心孔(即为注液孔)位置注液或电芯先进行干燥后再通过极柱中心孔注液；

X10、化成，排气后补液或直接盖上盖帽6，通过激光焊把极柱23和盖帽6焊接在一起进行密封。

在另一个实施例中，当注液孔设置在盖板5上时，圆柱型电池的组装工艺如下：

Y1、将卷绕后的卷芯1进行极耳整形，使卷芯上的极耳贴紧成平面状态；

Y2、将卷芯1的极耳与二号汇流盘4进行激光焊接，组成卷芯组件；

Y3、卷芯组件从壳体21的开口侧插入壳体21；

Y4、将二号汇流盘4与极柱21进行激光焊或超声焊连接；

Y5、在壳体21开口侧，卷芯1位置的上面，通过模具对壳体21向轴心方向挤压，辊压形成滚槽；

Y6、安装一号汇流盘3，将一号汇流盘3与卷芯1的极耳进行激光焊接；

Y7、将一号汇流盘3的导电柄34与装上密封圈8的盖板5进行铆接；

Y8、对壳体21开口侧向轴心方向的翻边31压紧盖板5，进行密封；更进一步的，为了盖板5与壳体21的导电稳定性，可以对弹性结构32与盖板5之间增加焊接来提高导电导热能力。

Y9、然后在盖板5的注液孔注液或电芯先进行干燥后再通过盖板5的注液孔注液；

Y10、化成，排气后补液或直接采用拉铆方式将注液孔密封。

该工艺没有通过焊接方式来密封的结构，制造过程可以取消氦检，降低成本同时提高了制造效率。

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 (6)

1.一种圆柱型电池，其特征在于：包括壳体组件，壳体组件的壳体下方安装极柱，壳体内部自下而上依次设置的二号汇流盘、卷芯、一号汇流盘和盖板，卷芯两端的极耳分别与一号汇流盘、二号汇流盘固定连接，二号汇流盘和壳体之间通过绝缘件绝缘，绝缘件的周向形成凸起，且所述凸起的高度与极柱的高度相同，一号汇流盘上方固定安装盖板，且盖板和壳体之间通过密封圈密封，当注液孔设置在盖板上时，盖板上方通过铆钉密封；当注液孔设置在极柱时，极柱底部通过盖帽密封。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱型电池，其特征在于：极柱横截面为T字型结构，极柱中部形成中心孔，且内壁设有内径逐渐增大的多级台阶。

3.根据权利要求1所述的一种圆柱型电池，其特征在于：极柱的横截面为工字型结构，极柱直接与壳体密封铆接。

4.根据权利要求1所述的一种圆柱型电池，其特征在于：盖板具有凹凸不平结构，盖板上设有盖板凸台，盖板凸台用于装配后压紧一号汇流盘的弹性结构，盖板凸台内侧与一号汇流盘的导电柄连接。

5.根据权利要求4所述的一种圆柱型电池，其特征在于：盖板凸台上设有盲孔。

6.根据权利要求4所述的一种圆柱型电池，其特征在于：盖板凸台上设有注液孔。

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