CN219086204U - 圆柱电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池技术领域，提出了一种圆柱电池，包括：电池壳体，电池壳体为钢壳，电池壳体的电阻率小于1；电芯，电芯设置于电池壳体内，电芯包括极性相反的第一极耳和第二极耳，第一极耳与电池壳体电连接。将电池壳体设置为钢壳，并且电池壳体的电阻率小于1，从而可以使得电池壳体的电阻率较低，而电池壳体与电芯电连接，电池整体内阻较小，提高了电池整体快充能力，电池壳体在大倍率充放电的过程中即使存在大量产热，但依然可以实现电芯内部和外部热量快速传递，从而来保证电芯整体热量较为均衡，由此保证离子传输速率不会出现较大差异，且可以降低电芯外部局部析锂导致电芯与电池壳体之间的短路问题，由此来提高圆柱电池的安全使用性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电池。
背景技术
相关技术中，圆柱电池的电芯可以直接与电池壳体电连接，然而，在电池进行大倍率充放电的过程中存在大量产热，电芯内部和外部热量存在较大差异，外部向内部热量传递慢，因此导致离子传输速率出现差异，可能会引发电池安全风险。
实用新型内容
本实用新型提供一种圆柱电池，以改善圆柱电池的使用性能。
本实用新型提供了一种圆柱电池，包括：
电池壳体，电池壳体为钢壳，电池壳体的电阻率小于1；
电芯，电芯设置于电池壳体内，电芯包括极性相反的第一极耳和第二极耳，第一极耳与电池壳体电连接。
本实用新型实施例的圆柱电池包括电池壳体和设置于电池壳体内的电芯，电芯包括极性相反的第一极耳和第二极耳，并且第一极耳与电池壳体电连接，从而可以使得电池壳体作为电池的一个电极引出端使用，以此方便电池的成组。而通过将电池壳体设置为钢壳，并且电池壳体的电阻率小于1，从而可以使得电池壳体的电阻率较低，而电池壳体与电芯电连接，电池整体内阻较小，提高了电池整体快充能力，电池壳体在大倍率充放电的过程中即使存在大量产热，但依然可以实现电芯内部和外部热量快速传递，从而来保证电芯整体热量较为均衡，由此保证离子传输速率不会出现较大差异，且可以降低电芯外部局部析锂导致电芯与电池壳体之间的短路问题，由此来提高圆柱电池的安全使用性能。
附图说明
为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。
其中：
图1是根据一示例性实施方式示出的一种圆柱电池的结构示意图；
图2是根据一示例性实施方式示出的一种圆柱电池的部分结构示意图；
图3是根据另一示例性实施方式示出的一种圆柱电池的部分结构示意图；
图4是根据另一示例性实施方式示出的一种圆柱电池的结构示意图。
附图标记说明如下：
10、电池壳体；20、电芯；21、第一极耳；22、第二极耳；30、极柱组件；40、第一导电排；50、第二导电排。
具体实施方式
下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。
在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。
除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件一个或多个“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外一个或多个元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外一个或多个元件“上”、“下”或者“内”、“外”。
本实用新型的一个实施例提供了一种圆柱电池，请参考图1至图4，圆柱电池包括：电池壳体10，电池壳体10为钢壳，电池壳体10的电阻率小于1；电芯20，电芯20设置于电池壳体10内，电芯20包括极性相反的第一极耳21和第二极耳22，第一极耳21与电池壳体10电连接。
本实用新型一个实施例的圆柱电池包括电池壳体10和设置于电池壳体10内的电芯20，电芯20包括极性相反的第一极耳21和第二极耳22，并且第一极耳21与电池壳体10电连接，从而可以使得电池壳体10作为电池的一个电极引出端使用，以此方便电池的成组。而通过将电池壳体10设置为钢壳，并且电池壳体10的电阻率小于1，从而可以使得电池壳体10的电阻率较低，而电池壳体10与电芯20电连接，电池整体内阻较小，提高了电池整体快充能力，电池壳体10在大倍率充放电的过程中即使存在大量产热，但依然可以实现电芯20内部和外部热量快速传递，从而来保证电芯20整体热量较为均衡，由此保证离子传输速率不会出现较大差异，且可以降低电芯20外部局部析锂导致电芯20与电池壳体10之间的短路问题，由此来提高圆柱电池的安全使用性能。
需要说明的是，电芯20的第一极耳21与电池壳体10电连接，即电池壳体10可以作为电极引出端使用，在电池进行充放电的过程中，电池壳体10可以作为电连接端，此时，电池壳体10为钢壳，因此，电池壳体10的各个位置处均可以作为电连接端，由此可以提高电池的电连接选择位置，例如，圆柱电池可以成组进行使用，相邻圆柱电池之间可以通过导电排进行电连接，此时，由于电池壳体10作为了一个电极引出端，可以使得圆柱电池的电连接位置的选择度更广，从而方便圆柱电池的成组。
电池壳体10的电阻率较高时，由于电池壳体10与电芯20电连接，电池整体内阻较大，会降低电池整体快充能力，而电池壳体10在大倍率充放电的过程中存在产热，此时电池壳体10与电芯20电连接，且电芯20为卷绕式电芯，卷绕式电芯的内圈和外圈之间由于外圈距离电池壳体10较近，因此卷绕式电芯的内部和外部的热量存在较大差异，外部向内部热量传递慢，因此导致存在离子传输速率出现差异，且卷绕式电芯外部局部析锂可能会导致电池壳体10与电芯20短路。而本申请中，通过将电池壳体10设置为钢壳，且电池壳体10的电阻率小于1Ω·mm2/m，从而可以有效降低电池整体内阻，并且可以保证卷绕式电芯的内部和外部热量基本均衡，且可以降低卷绕式电芯外部局部析锂的可能性，从而来保证电池的安全使用性能。
在一个实施例中，电池壳体10上设置有防爆结构、注液孔密封结构等等，通过将电池壳体10设置为钢壳，且电池壳体10的电阻率小于1Ω·mm2/m，也可以降低防爆结构、注液孔密封结构等被腐蚀的问题，由此来提高电池的安全使用性能。
在一个实施例中，电池壳体10设置为钢壳，例如，电池壳体10可以为碳钢，或者，电池壳体10可以为不锈钢等等，此处不作限定。
在一个实施例中，第一极耳21可以与电池壳体10直接相连接，例如，第一极耳21可以与电池壳体10之间焊接连接；或者，第一极耳21可以与电池壳体10通过挤压形成直接接触，以此来保证第一极耳21与电池壳体10之间能够具有可靠的过流面积。
在一个实施例中，第一极耳21可以与电池壳体10间接相连接，例如，第一极耳21可以与电池壳体10通过导电胶相连接；或者，第一极耳21可以与电池壳体10通过集流盘相连接，第一极耳21可以与集流盘焊接，集流盘可以与电池壳体10焊接。
在一个实施例中，第一极耳21为负极极耳，电池壳体10为钢壳，而负极极耳与钢壳电连接，钢壳的腐蚀电位会高于圆柱电池的负极电位，从而可以避免钢壳出现电化学腐蚀的问题，例如，可以避免电解液中的离子嵌入到钢壳晶格内部。
在一个实施例中，电池壳体10的电阻率小于等于0.2Ω·mm2/m，从而可以最大程度地降低电池整体内阻，由此来降低电池的整体产热，并且可以保证卷绕式电芯的内部和外部散热速度较高，由此来保证卷绕式电芯的内部和外部热量基本均衡，且可以降低卷绕式电芯外部局部析锂的可能性，从而来提高电池的结构稳定性，进而来保证电池的安全使用性能。
在一个实施例中，如图2所示，第一极耳21和第二极耳22由电芯20的相对两侧引出，不仅可以使得电子传输路径最短，传输速率快，并且产热较低，由此可以提高电池的安全性能。
在一个实施例中，第一极耳21和第二极耳22由电芯20的相对两侧引出，且电池壳体10的电阻率小于等于0.2Ω·mm2/m，由于电池壳体10的电阻率较小，并且第一极耳21和第二极耳22由电芯20的相对两侧引出，电池整体电阻不会较大，且可以保证第一极耳21和第二极耳22能够具有足够的过流面积，由此来提高电池的安全性能，并且可以使得电子传输路径较短，由此来提高电池的充放电能力。
在一个实施例中，圆柱电池还包括第一导电排40，第一导电排40与电池壳体10电连接；其中，第一极耳21和第一导电排40分别电连接于电池壳体10的相对两端，即第一极耳21和第一导电排40分别与电池壳体10的相对两端相接触，从而在圆柱电池进行成组时，第一导电排40可以电连接相邻两个圆柱电池，且可以保证圆柱电池之间能够具有合理的电子传输路径，从而来保证圆柱电池成组之后的使用性能。
第一极耳21和第一导电排40分别与电池壳体10的相对两端相接触，此处的接触可以是直接接触，或者，也可以是间接接触。
第一极耳21和第一导电排40分别与电池壳体10的相对两端相接触，例如，第一极耳21可以与电池壳体10的一个端面相接触，而第一导电排40可以与电池壳体10的另一个端面相接触，第一极耳21和第一导电排40与电池壳体10的不同的两个端面相接触，例如，第一极耳21可以接触一个端面的内表面，而第一导电排40可以接触另一个端面的外表面。
在一个实施例中，电池壳体10的电阻率小于等于0.85，不仅可以降低电池整体内阻，由此来降低电池的整体产热，并且可以保证卷绕式电芯的内部和外部热量均衡，降低电池壳体10大量产热对电芯20的影响，由此来保证电池的安全使用性能。
在一个实施例中，如图3所示，第一极耳21和第二极耳22由电芯20的同一侧引出，由此可以提高电池壳体10的空间利用率，一定程度上可以降低圆柱电池的高度，进而来提高电池的能量密度。
在一个实施例中，第一极耳21和第二极耳22由电芯20的同一侧引出，电池壳体10的电阻率小于等于0.85，从而可以避免电子由第一极耳21绕电池壳体10路径较长，影响圆柱电池充放电速率。
在一个实施例中，圆柱电池还包括第一导电排40，第一导电排40与电池壳体10电连接；其中，第一极耳21和第一导电排40均电连接于电池壳体10的同一端，即第一极耳21和第一导电排40与电池壳体10的同一端相接触，从而在圆柱电池进行成组时，第一导电排40可以电连接相邻两个圆柱电池，且可以保证圆柱电池之间的电子传输路径较短，从而来保证圆柱电池成组之后的充放电能力。
第一极耳21和第一导电排40与电池壳体10的同一端相接触，此处的接触可以是直接接触，或者，也可以是间接接触。
第一极耳21和第一导电排40与电池壳体10的同一端相接触，例如，第一极耳21可以与电池壳体10的一个端面相接触，而第一导电排40也可以与电池壳体10的一个端面相接触，第一极耳21和第一导电排40可以与同一个端面的内表面和外表面相接触。
在一个实施例中，如图1所示，圆柱电池还包括极柱组件30，极柱组件30设置于电池壳体10上，第二极耳22与极柱组件30电连接，而第一极耳21与电池壳体10电连接，从而可以使得电池壳体10与极柱组件30分别作为两个电极引出端使用，由此来保证圆柱电池能够方便地实现充电和放电。
电池壳体10可以包括壳体件和盖板，壳体件和盖板相连接，例如，壳体件和盖板之间可以焊接连接。
极柱组件30可以设置于盖板上，极柱组件30可以与盖板绝缘连接。
或者，极柱组件30可以设置于壳体件上，极柱组件30可以与壳体件绝缘连接。
第二极耳22与极柱组件30可以直接电连接，例如，第二极耳22与极柱组件30之间焊接连接；或者，第二极耳22与极柱组件30通过挤压形成直接接触，以此来保证第二极耳22与极柱组件30之间能够具有可靠的过流面积。
第二极耳22可以与极柱组件30间接相连接，例如，第二极耳22与极柱组件30通过导电胶相连接；或者，第二极耳22与极柱组件30通过集流盘相连接，第二极耳22可以与集流盘焊接，集流盘可以与极柱组件30焊接。
需要说明的是，圆柱电池包括电芯和电解质，能够进行诸如充电/放电的电化学反应的最小单元。电芯是指将堆叠部卷绕或层压形成的单元，该堆叠部包括第一极片、分隔物以及第二极片。当第一极片为正极片时，第二极片为负极片。其中，第一极片和第二极片的极性可以互换。第一极片和第二极片涂布活性物质。
圆柱电池可以为卷绕式电池，即将第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片进行卷绕，得到卷绕式电芯。
电芯包括两个以上的极片，极耳包括两个以上的单片极耳，单片极耳分别从与其对应的极片上延伸而出，单片极耳的宽度可以小于极片的宽度，多个单片极耳相堆叠从而形成极耳。其中，单片极耳是由具有良好导电导热性的金属箔制成，例如，铝、铜或镍等。
在一个实施例中，如图4所示，圆柱电池还包括第一导电排40和第二导电排50，第一导电排40与电池壳体10电连接，第二导电排50与极柱组件30电连接，从而可以使得圆柱电池能够通过第一导电排40和第二导电排50用于与其他圆柱电池形成电连接，由此进行圆柱电池的成组。
在一个实施例中，如图4所示，第一导电排40和第二导电排50位于电池壳体10的同一侧，从而可以提高圆柱电池的空间利用率，并且也可以方便圆柱电池的成组。
在一个实施例中，第一导电排40和第二导电排50可以位于电池壳体10的相对两侧，进而来适应圆柱电池的安装方式以及空间排布。
在一个实施例中，电池壳体10的电阻≤10mΩ，从而可以避免电池壳体10大量产热，进而来降低电池壳体10向电芯20传递的热量，由此来提高电池的安全性能。
本实用新型的一个实施例还提供了一种电池组，包括上述的圆柱电池。
本实用新型一个实施例的电池组包括圆柱电池，圆柱电池包括电池壳体10和设置于电池壳体10内的电芯20，电芯20包括极性相反的第一极耳21和第二极耳22，并且第一极耳21与电池壳体10电连接，从而可以使得电池壳体10作为电池的一个电极引出端使用，以此方便电池的成组。而通过将电池壳体10设置为钢壳，并且电池壳体10的电阻率小于1，从而可以使得电池壳体10的电阻率较低，而电池壳体10与电芯20电连接，电池整体内阻较小，提高了电池整体快充能力，电池壳体10在大倍率充放电的过程中即使存在大量产热，但依然可以实现电芯20内部和外部热量快速传递，从而来保证电芯20整体热量较为均衡，由此保证离子传输速率不会出现较大差异，且可以降低电芯20外部局部析锂导致电芯20与电池壳体10之间的短路问题，由此来提高电池组的安全使用性能。
在一个实施例中，电池组可以包括多个圆柱电池。
圆柱电池可以为多个，多个圆柱电池可以通过第一导电排40和第二导电排50进行电连接，例如，多个圆柱电池可以串联时，第一导电排40可以与第一个圆柱电池的极柱组件30相连接，并且与第二个圆柱电池的电池壳体10相连接，而第二导电排50可以与第一个圆柱电池的电池壳体相连接，并且第二导电排50可以与第三个圆柱电池的极柱组件30相连接。
第一导电排40可以与圆柱电池的电池壳体10焊接，而第二导电排50可以与圆柱电池的极柱组件30焊接。
需要说明的是，结合图4所示，一个圆柱电池上可以连接有第一导电排40和第二导电排50，第一导电排40可以与圆柱电池的电池壳体10相连接，第二导电排50可以与圆柱电池的极柱组件30相连接。
第一导电排40以及第二导电排50均可以包括极柱连接部分和圆柱电池壳体连接部分，极柱连接部分用于连接一个圆柱电池的极柱组件30，而圆柱电池壳体连接部分用于连接另一个圆柱电池的电池壳体10。而第一导电排40或者第二导电排50可以仅用于两个圆柱电池，或者，第一导电排40以及第二导电排50可以用于连接两个以上的圆柱电池，此处不作限定，可以根据实际需求进行选择。
对于导电排的数量以及具体结构形成，此处不作限定，可以根据实际需求进行选择，相应的，对于圆柱电池的数量也不作限定，多个圆柱电池之间可以并联，或者，多个圆柱电池之间可以串联。
在一个实施例中，电池组为电池模组或电池包。
电池模组包括多个电池，电池可以是圆柱电池，电池模组还可以包括托架，电池可以固定于托架上。
电池包包括多个电池和电池箱体，电池箱体用于固定多个电池。
需要说明的是，电池包包括电池，电池可以为多个，多个电池设置于电池箱体内。其中，多个电池可以形成电池模组后安装于电池箱体内。或者，多个电池可以直接设置在电池箱体内，即无需对多个电池进行成组。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (11)
1.一种圆柱电池，其特征在于，包括：
电池壳体(10)，所述电池壳体(10)为钢壳，所述电池壳体(10)的电阻率小于1；
电芯(20)，所述电芯(20)设置于所述电池壳体(10)内，所述电芯(20)包括极性相反的第一极耳(21)和第二极耳(22)，所述第一极耳(21)与所述电池壳体(10)电连接。
2.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述第一极耳(21)为负极极耳。
3.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述电池壳体(10)的电阻率小于等于0.2。
4.根据权利要求3所述的圆柱电池，其特征在于，所述第一极耳(21)和所述第二极耳(22)由所述电芯(20)的相对两侧引出。
5.根据权利要求3或4所述的圆柱电池，其特征在于，所述圆柱电池还包括第一导电排(40)，所述第一导电排(40)与所述电池壳体(10)电连接；
其中，所述第一极耳(21)和所述第一导电排(40)分别与所述电池壳体(10)的相对两端相接触，以分别电连接于所述电池壳体(10)的相对两端。
6.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述电池壳体(10)的电阻率小于等于0.85。
7.根据权利要求6所述的圆柱电池，其特征在于，所述第一极耳(21)和所述第二极耳(22)由所述电芯(20)的同一侧引出。
8.根据权利要求6或7所述的圆柱电池，其特征在于，所述圆柱电池还包括第一导电排(40)，所述第一导电排(40)与所述电池壳体(10)电连接；
其中，所述第一极耳(21)和所述第一导电排(40)与所述电池壳体(10)的同一端相接触，以均电连接于所述电池壳体(10)的同一端。
9.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述圆柱电池还包括极柱组件(30)，所述极柱组件(30)设置于所述电池壳体(10)上，所述第二极耳(22)与所述极柱组件(30)电连接。
10.根据权利要求9所述的圆柱电池，其特征在于，所述圆柱电池还包括第一导电排(40)和第二导电排(50)，所述第一导电排(40)与所述电池壳体(10)电连接，所述第二导电排(50)与所述极柱组件(30)电连接；
其中，所述第一导电排(40)和所述第二导电排(50)位于所述电池壳体(10)的同一侧。
11.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述电池壳体(10)的电阻≤10mΩ。
Priority Applications (2)
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Also Published As
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|---|---|
| DE202023102240U1 (de) | 2023-05-08 |
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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