CN219303792U - 一种胶囊式高倍率圆柱型电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种胶囊式高倍率圆柱型电池，包括壳体组件及其内部安装的卷芯，壳体组件包括上壳体、连接件、下壳体和密封钉，上壳体和下壳体之间通过连接件密封连接，且内部放置卷芯，卷芯的两端分别与上壳体的端面、下壳体的端面焊接，上壳体上方的注液孔与密封钉密封连接。本实用新型所述的一种胶囊式高倍率圆柱型电池，通过将壳体分为电子绝缘的两部分，可使卷芯两端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绝缘盖板设计，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

一种胶囊式高倍率圆柱型电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其是涉及一种胶囊式高倍率圆柱型电池。

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；当前以HEV、PHEV为代表的动力电池的研制也逐渐成为高功率锂离子电池的研究热点。全极耳圆柱型电池具有能量密度高、安全性好等优点，得到了广泛研究。全极耳圆柱型电池因正负极耳一般设置在卷芯两侧，极耳通过汇流盘与外部端子连接。受极柱(或封口)结构限制，现有方案汇流盘与极柱的连接面积较小，导致过流能力较低；另一方面，现有方案卷芯极耳与外部端子之间存在较大空隙，不利于大倍率下热量的传导和散出，从而限制了电池的倍率性能。现有方案可参考专利《CN217158395U》。随着对圆柱电池倍率性能要求的提高，现有的极耳形式或结构形式难以满足大电流传导和快速导热散热的需求，需要对其结构进行优化。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种胶囊式高倍率圆柱型电池，以提供一种具有快速导电、导热性能，且电芯能量密度高的胶囊式高倍率圆柱型电池。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种胶囊式高倍率圆柱型电池，包括壳体组件及其内部安装的卷芯，壳体组件包括上壳体、下壳体和密封钉，上壳体和下壳体之间密封连接，且内部放置卷芯，卷芯的两端分别与上壳体的端面、下壳体的端面焊接，上壳体上方的注液孔与密封钉密封连接。

进一步的，所述上壳体包括上壳体侧壁及其上方固接的上壳体端面，上壳体端面中部形成注液孔，上壳体侧壁下方形成环形容纳槽，容纳槽内部套接二号热熔胶。

进一步的，所述上壳体端面为圆盘结构，上壳体端面中部设有凹台，用于定位密封钉，凹台中间设有注液孔。

进一步的，所述上壳体端面还设有互相交错的焊接部和加强部。

进一步的，所述焊接部为扇形凹槽，且与上壳体端面不在同一平面；加强部与上壳体端面在同一平面。

进一步的，所述焊接部为环形凹槽，且与上壳体端面不在同一平面；加强部与上壳体端面在同一平面。

进一步的，所述焊接部、加强部均与上壳体端面在同一平面。

进一步的，所述下壳体包括下壳体侧壁、下壳体端面和下壳体焊接部，下壳体侧壁上方边缘密封安装连接件，下壳体侧壁的下方固定连接下壳体端面，下壳体端面上设有下壳体焊接部，作为与卷芯电极的连接平面。

进一步的，所述下壳体焊接部为扇形凹槽或环形凹槽或平面。

进一步的，所述胶囊式高倍率圆柱型电池还包括连接件，连接件包括一体结构的连接凹环和连接凸环，连接凹环外部套接一号热熔胶，一号热熔胶外部套接二号热熔胶，当一号热熔胶和二号热熔胶融化后，使得连接凹环与容纳槽密封粘接，连接凸环与下壳体的下壳体侧壁开口侧密封连接。

相对于现有技术，本实用新型所述的胶囊式高倍率圆柱型电池具有以下优势：

(1)本实用新型所述的胶囊式高倍率圆柱型电池，电池壳体为胶囊式结构，上下壳体分开，结构简单、便于组装、可提高生产效率。

(2)本实用新型所述的胶囊式高倍率圆柱型电池，简化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。

(3)本实用新型所述的胶囊式高倍率圆柱型电池，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。

(4)本实用新型所述的胶囊式高倍率圆柱型电池，结构设计，减少了零件数量，降低生产成本；提高了电池可靠性。

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胶囊式高倍率圆柱型电池的爆炸图；

图2为本实用新型实施例所述的胶囊式高倍率圆柱型电池的示意图；

图3为本实用新型实施例所述的上壳体的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的连接件的剖视图；

图5为本实用新型实施例所述的下壳体的剖视图。

附图标记说明：

1-上壳体；11-壳体侧壁；12-容纳槽；13-上壳体端面；131-焊接部；132-加强部；133-凹台；14-注液孔；2-一号热熔胶；3-二号热熔胶；4-连接件；41-连接凹环；42-连接凸环；5-下壳体；51-下壳体侧壁；52-下壳体端面；53-下壳体焊接部；6-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。

一种胶囊式高倍率圆柱型电池，如图1至图5所示，包括壳体组件及其内部安装的卷芯，壳体组件包括上壳体1、连接件4、下壳体5和密封钉6，上壳体1和下壳体5之间通过连接件4密封连接，且内部放置卷芯，卷芯的两端分别与上壳体的端面、下壳体的端面焊接，上壳体1上方的注液孔14与密封钉6连接。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；本申请通过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绝缘盖板设计，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。

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包括上壳体侧壁11及其上方固接的上壳体端面13，上壳体端面13中部形成注液孔14，上壳体侧壁11下方形成环形容纳槽12，容纳槽12内部套接二号热熔胶3，容纳槽12用于与壳体连接件衔接。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6密封连接。

优选的，上壳体1为一体结构，且为导电材质。

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6，并沿凹台133边缘进行密封钉6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，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131为环形凹槽，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。

所述下壳体为导电材质；下壳体5为一体的筒状结构，包括下壳体侧壁51、下壳体端面52和下壳体焊接部53，下壳体侧壁51上方边缘用于密封连接至连接件4，密封连接的形式可以为焊接、螺纹连接、粘接中的一种或几种；下壳体侧壁51的下方固定连接下壳体端面52，下壳体端面52上设有下壳体焊接部53，作为与卷芯电极的连接平面。

优选的，下壳体焊接部53为扇形凹槽或环形凹槽或平面。上、下壳体端面上设置焊接凹槽，可使焊接部与卷芯极耳更好贴合，提高焊接效果。

连接件4为环形导体，包括一体结构的连接凹环41和连接凸环42，连接凹环41外部套接一号热熔胶2，连接凹环41与上壳体1的容纳槽12结合，一号热熔胶2和二号热熔胶3的粘接下形成密封，并保持良好的绝缘性；连接凸环42与下壳体5的下壳体侧壁51开口侧密封连接，密封形式可以为激光焊接、螺纹连接、粘接中的一种或几种。一号热熔胶2和二号热熔胶3为聚丙烯(CPP)、改性聚氨酯中的一种或两种的组合。一号热熔胶2和二号热熔胶3的作用，提高了密封效果。

密封钉6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。

一种胶囊式高倍率圆柱型电池的组装工艺为：

一般的，所述上壳体1、连接件4、一号热熔胶2、二号热熔胶3均为预制件，通过热熔胶在一定温度下融化并经冷却后粘接在一起，在此统称为上壳体预制件。

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、卷芯从下壳体5开口侧插入下壳体；

S3、盖上上壳体预制件，压紧上壳体预制件，使卷芯两端的极耳分别与上、下壳体紧密接触；

S4、对上壳体预制件、下壳体5连接部分进行密封，密封形式可以为激光焊接、螺纹连接、粘接中的一种或几种。

S5、焊接：利用激光穿透焊对上壳体端面13、下壳体端面52与卷芯两端进行焊接，以实现牢靠稳固的电连接。

S6、密封钉6焊接：利用激光焊接对化成后的电芯焊接封口。

无汇流盘设计，缩短卷芯与壳体端面的距离，使间隙变小，有利于散热。过胶囊式的壳体结构，可简化组装过程，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)

1.一种胶囊式高倍率圆柱型电池，其特征在于：包括壳体组件及其内部安装的卷芯，壳体组件包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体之间通过连接件密封连接，且内部放置卷芯，卷芯的两端分别与上壳体的端面、下壳体的端面焊接，上壳体的注液孔与密封钉连接；

上壳体包括上壳体侧壁及其上方固接的上壳体端面，上壳体端面中部形成注液孔，上壳体侧壁下方形成环形容纳槽，容纳槽内部套接二号热熔胶，

所述下壳体为导电材质；下壳体为一体的筒状结构，包括下壳体侧壁，下壳体侧壁上方边缘用于密封连接至连接件，

连接件为环形导体，包括一体结构的连接凹环和连接凸环，连接凹环外部套接一号热熔胶，连接凹环与上壳体的容纳槽结合，所述上壳体、连接件、一号热熔胶、二号热熔胶均为预制件，通过一号热熔胶和二号热熔胶的粘接下形成密封，保持绝缘性。

2.根据权利要求1所述的一种胶囊式高倍率圆柱型电池，其特征在于：上壳体端面为圆盘结构，上壳体端面中部设有凹台，用于定位密封钉，凹台中间设有注液孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种胶囊式高倍率圆柱型电池，其特征在于：上壳体端面还设有互相交错的焊接部和加强部。

4.根据权利要求3所述的一种胶囊式高倍率圆柱型电池，其特征在于：焊接部为扇形凹槽，且与上壳体端面不在同一平面；加强部与上壳体端面在同一平面。

5.根据权利要求3所述的一种胶囊式高倍率圆柱型电池，其特征在于：焊接部为环形凹槽，且与上壳体端面不在同一平面；加强部与上壳体端面在同一平面。

6.根据权利要求3所述的一种胶囊式高倍率圆柱型电池，其特征在于：焊接部、加强部均与上壳体端面在同一平面。

7.根据权利要求1所述的一种胶囊式高倍率圆柱型电池，其特征在于：下壳体包括下壳体侧壁、下壳体端面和下壳体焊接部，下壳体侧壁上方边缘密封安装连接件，下壳体侧壁的下方固定连接下壳体端面，下壳体端面上设有下壳体焊接部，作为与卷芯电极的连接平面。

8.根据权利要求7所述的一种胶囊式高倍率圆柱型电池，其特征在于：下壳体焊接部为扇形凹槽或环形凹槽或平面。

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