CN219303793U - 高倍率圆柱电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了高倍率圆柱电池，属于锂电池技术领域，包括壳体组件，壳体组件包括上壳体，上壳体内部紧贴设有上汇流盘，上汇流盘另一侧焊接卷芯上端的极耳，卷芯下端的极耳上焊接下汇流盘，下汇流盘紧贴下壳体内部，下壳体通过壳体连接件与上壳体连接；上汇流盘包括底盘，底盘中轴线上设有中心孔，底盘边缘设有翻边，翻边上设有间隙槽，上汇流盘与下汇流盘结构一致；本实用新型能够提高电芯的过流能力，提升电芯大倍率充放电能力，还能提升电芯高倍率充放电时的散热能力。

Description

高倍率圆柱电池

技术领域

本实用新型属于锂电池技术领域，涉及锂电池组装，具体涉及高倍率圆柱电池。

背景技术

目前在锂电池的结构中，电芯极耳通过汇流盘与外部端子连接，结构复杂。受极柱结构限制，现有方案汇流盘与外部端子的连接面积较小，导致过流能力较低；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。现有技术方案电芯零部件较多，导致连接点多、电子传导路径长、电阻大，导致大电流工况下的发热量大，且现有技术的卷芯两端与盖板或壳体中间有存在较大间隙，不利于热量的传导，不利于电芯散热。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型提供了高倍率圆柱电池，用以解决现有技术过流能力低和散热情况不好等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：公开了高倍率圆柱电池，包括壳体组件，壳体组件包括上壳体，上壳体内部紧贴设有上汇流盘，上汇流盘另一侧焊接卷芯上端的极耳，卷芯下端的极耳上焊接下汇流盘，下汇流盘紧贴下壳体内部，下壳体通过壳体连接件与上壳体连接；上汇流盘包括底盘，底盘中轴线上设有中心孔，底盘边缘设有翻边，翻边上设有间隙槽，上汇流盘与下汇流盘结构一致。上汇流盘和下汇流盘的翻边的长度和面积可以根据目标过流能力进行调整，最大限度提高卷芯的能量密度，上汇流盘和下汇流盘与端子结合，能够增大上汇流盘和下汇流盘与端子的接触面积，提高卷芯的过流能力，同时上汇流盘和下汇流盘的翻边也与上壳体和下壳体的内部形成加强结构，可以提高内部的机械强度，提高内部抵抗外力以及形变的能力。上汇流盘和下汇流盘上的中心孔有利于电解液的注入，同时有利于内部卷芯因热失控或其他情况导致内压升高时及时泄压，提高整体结构的安全性。

进一步的，上壳体包括上壳端壁，上壳端壁中轴线处设有注液孔，注液孔外圈设有凸台，上壳端壁表面设有环形凹槽，环形凹槽的中轴线与上壳体的中轴线为一条直线，上壳端壁外圈边缘垂直设有上壳侧壁，上壳侧壁远离上壳端壁的一侧设有容纳槽。注液孔外圈的凸台能够定位密封钉，并方便沿凸台的边缘进行密封钉焊接，容纳槽主要用于与壳体连接件进行衔接，电极由上壳端壁、下壳端壁、上壳侧壁或下壳侧壁引出。

进一步的，容纳槽直径大于上壳端壁的直径，容纳槽外圈直径等于壳体连接件内圈的直径。

进一步的，上壳体的注液孔处设有密封钉，密封钉为圆柱体结构，密封钉一侧进行斜角处理。密封钉用于与注液孔焊接在一起，将内部密封，斜角处理便于装配。

进一步的，下壳体包括下壳端壁，下壳端壁外圈边缘垂直设有下壳侧壁，下壳端壁表面设有环形凹槽，下壳端壁表面中心轴处设有防爆阀，环形凹槽的中轴线与上壳体的中轴线为一条直线。上壳端壁和下壳端壁上设有的环形凹槽能够加强上壳体和下壳体的强度，提高内部结构抵抗外力破坏的能力上壳端壁和下壳端壁上除环形凹槽以外的其他部分都可以作为电极端子与外部电路连接。

进一步的，壳体连接件包括连接凹部，连接凹部紧贴设有连接凸部，连接凹部和连接凸部为空心圆柱体结构，连接凹部直径小于连接凸部，连接凹部外圈设有第一热熔胶圈，第一热熔胶圈紧贴容纳槽内侧，第一热熔胶圈紧贴设有第二热熔胶圈，第二热熔胶包括主体部，主体部紧贴容纳槽的内圈，主体部一端垂直设有绝缘部，绝缘部紧贴容纳槽的上表面。主体部能够与第一热熔胶圈在一定温度下结合成一体，绝缘部能够使整体保持良好的绝缘性。

进一步的，第一热熔胶圈和第二热熔胶圈采用聚丙烯材质或改性聚氨酯材质。第一热熔胶圈和第二热熔胶圈为预制件，通过升高温度使第一热熔胶圈和第二热熔胶圈适当融化并冷却后粘接上壳体。

进一步的，间隙槽为长方形结构，间隙槽等间距设置四个。间隙槽的设置有利于卷芯与上汇流盘、下汇流盘、上壳体和下壳体之间的装配，提高装配的精度。

进一步的，上壳体、壳体连接件和下壳体采用铝、不锈钢或镀镍钢材质。上壳体的材质具有抗腐蚀性好、化学稳定性好等性能，铝迅速氧化形成的氧化铝涂层的耐腐蚀性强，能够抵抗空气、水和化学物质，不锈钢具有高耐腐蚀性,使其可用于严苛的环境，它具有耐火和耐热性,可以在高温下保持强度。镀镍钢的耐腐蚀性好，适用于电池结构中。

进一步的，卷芯采用多极耳卷芯、全极耳卷芯和切叠极耳卷芯中的一种。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本实用新型通过上汇流盘和下汇流盘增大了与电芯的接触面积，提高了电芯的过流能力，同时翻边部分的长度以及面积可以根据目标的过流能力进行适当调整，最大限度的提高了电芯能量密度。

2、本实用新型的上汇流盘和下汇流盘与上壳体和下壳体内部形成了加强结构，能够提高电芯侧壁的机械强度，提高电芯抵抗外力以及形变的能力。

3、本实用新型的上汇流盘和下汇流盘的翻边增大了散热的面积，提升电芯高倍率充放电时的散热能力。

附图说明

图1为本实用新型高倍率圆柱电池的整体结构示意图；

图2为本实用新型高倍率圆柱电池的爆炸图；

图3为本实用新型高倍率圆柱电池的上壳体的正视图；

图4为本实用新型高倍率圆柱电池的上壳体的剖视结构示意图；

图5为本实用新型高倍率圆柱电池的上壳体的俯视图；

图6为本实用新型高倍率圆柱电池的上壳体的结构示意图；

图7为本实用新型高倍率圆柱电池的上壳体的立体结构示意图；

图8为本实用新型高倍率圆柱电池的下壳体的俯视图；

图9为本实用新型高倍率圆柱电池的下壳体的结构示意图；

图10为本实用新型高倍率圆柱电池的下壳体的俯视图；

图11为本实用新型高倍率圆柱电池的壳体连接件的剖视图；

图12为本实用新型高倍率圆柱电池的壳体连接件的结构示意图；

图13为本实用新型高倍率圆柱电池的上汇流盘的结构示意图；

图14为本实用新型高倍率圆柱电池的第二热熔胶圈的剖视图；

图15为本实用新型高倍率圆柱电池的第二热熔胶圈的结构示意图；

图16为本实用新型高倍率圆柱电池的第一热熔胶圈和第二热熔胶圈的安装示意图；

图17为本实用新型高倍率圆柱电池的密封钉的结构示意图。

附图标记：

1、壳体组件；11、上壳体；101、上壳端壁；102、注液孔；103、凸台；104、环形凹槽；105、上壳侧壁；106、容纳槽；12、壳体连接件；121、连接凹部；122、连接凸部；13、下壳体；131、下壳端壁；132、下壳侧壁；133、防爆阀；2、上汇流盘；201、底盘；202、中心孔；203、翻边；204、间隙槽；3、下汇流盘；4、第一热熔胶圈；5、第二热熔胶圈；501、主体部；502、绝缘部；6、密封钉。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。

在本实用新型中，为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序和技术含义。本申请所说的“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接或间接连接。需要理解的是，术语“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，只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。

如图1-13所示，高倍率圆柱电池，包括壳体组件1，壳体组件1包括上壳体11，上壳体11内部紧贴设有上汇流盘2，上汇流盘2另一侧焊接卷芯上端的极耳，卷芯下端的极耳上焊接下汇流盘3，下汇流盘3紧贴下壳体13内部，下壳体13通过壳体连接件12与上壳体11连接；上汇流盘2包括底盘201，底盘201中轴线上设有中心孔202，底盘201边缘设有翻边203，翻边203上设有间隙槽204，上汇流盘2与下汇流盘3结构一致。上汇流盘2和下汇流盘3的翻边203的长度和面积可以根据目标过流能力进行调整，最大限度提高卷芯的能量密度，上汇流盘2和下汇流盘3与端子结合，能够增大上汇流盘2和下汇流盘3与端子的接触面积，提高卷芯的过流能力，同时上汇流盘2和下汇流盘3的翻边203也与上壳体11和下壳体13的内部形成加强结构，可以提高内部的机械强度，提高内部抵抗外力以及形变的能力。上汇流盘2和下汇流盘3上的中心孔202有利于电解液的注入，同时有利于内部卷芯因热失控或其他情况导致内压升高时及时泄压，提高整体结构的安全性。

优选地，上壳体11包括上壳端壁101，上壳端壁101中轴线处设有注液孔102，注液孔102外圈设有凸台103，上壳端壁101表面设有环形凹槽104，环形凹槽104的中轴线与上壳体11的中轴线为一条直线，上壳端壁101外圈边缘垂直设有上壳侧壁105，上壳侧壁105远离上壳端壁101的一侧设有容纳槽106。注液孔102外圈的凸台103能够定位密封钉6，并方便沿凸台103的边缘进行密封钉6焊接，容纳槽106主要用于与壳体连接件12进行衔接，电极由上壳端壁101、下壳端壁131、上壳侧壁105或下壳侧壁132引出。

优选地，容纳槽106直径大于上壳端壁101的直径，容纳槽106外圈直径等于壳体连接件12内圈的直径。

如图14-16，上壳体11的注液孔102处设有密封钉6，密封钉6为圆柱体结构，密封钉6一侧进行斜角处理。密封钉6用于与注液孔102焊接在一起，将内部密封，斜角处理便于装配。

优选地，下壳体13包括下壳端壁131，下壳端壁131外圈边缘垂直设有下壳侧壁132，下壳端壁131表面设有环形凹槽104，下壳端壁131表面中心轴处设有防爆阀133，环形凹槽104的中轴线与上壳体11的中轴线为一条直线。上壳端壁101和下壳端壁131上设有的环形凹槽104能够加强上壳体11和下壳体13的强度，提高内部结构抵抗外力破坏的能力上壳端壁101和下壳端壁131上除环形凹槽104以外的其他部分都可以作为电极端子与外部电路连接。

优选地，壳体连接件12包括连接凹部121，连接凹部121紧贴设有连接凸部122，连接凹部121和连接凸部122为空心圆柱体结构，连接凹部121直径小于连接凸部122，连接凹部121外圈设有第一热熔胶圈4，第一热熔胶圈4紧贴容纳槽106内侧，第一热熔胶圈4紧贴设有第二热熔胶圈5，第二热熔胶包括主体部501，主体部501紧贴容纳槽106的内圈，主体部501一端垂直设有绝缘部502，绝缘部502紧贴容纳槽106的上表面。主体部501能够与第一热熔胶圈4在一定温度下结合成一体，绝缘部502能够使整体保持良好的绝缘性。

优选地，第一热熔胶圈4和第二热熔胶圈5采用聚丙烯材质或改性聚氨酯材质。第一热熔胶圈4和第二热熔胶圈5为预制件，通过升高温度使第一热熔胶圈4和第二热熔胶圈5适当融化并冷却后粘接上壳体11。

优选地，间隙槽204为长方形结构，间隙槽204等间距设置四个。间隙槽204的设置有利于卷芯与上汇流盘2、下汇流盘3、上壳体11和下壳体13之间的装配，提高装配的精度。

优选地，上壳体11、壳体连接件12和下壳体13采用铝、不锈钢或镀镍钢材质。上壳体11的材质具有抗腐蚀性好、化学稳定性好等性能，铝迅速氧化形成的氧化铝涂层的耐腐蚀性强，能够抵抗空气、水和化学物质，不锈钢具有高耐腐蚀性,使其可用于严苛的环境，它具有耐火和耐热性,可以在高温下保持强度。镀镍钢的耐腐蚀性好，适用于电池结构中。

优选地，卷芯采用多极耳卷芯、全极耳卷芯和切叠极耳卷芯中的一种。

本结构安装时，首先将上汇流盘2和下汇流盘3焊接在卷芯的两端，将整体放入下壳体13中，将上壳体11的容纳槽106内安装好第一热熔胶圈4和第二热熔胶圈5，将预制好的上壳体11盖在下壳体13上压紧，使卷芯与上汇流盘2、下汇流盘3、上壳体11和下壳体13紧密接触，对壳体连接件12处进行密封，密封形式可以采用激光焊接、螺纹连接等，利用激光穿透焊对上壳体11和下壳体13与汇流盘的翻边203进行焊接，以实现牢靠稳固的电连接，最后焊接密封钉6，对电芯进行封口。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.高倍率圆柱电池，其特征在于：包括壳体组件，所述壳体组件包括上壳体，所述上壳体内部紧贴设有上汇流盘，所述上汇流盘另一侧焊接卷芯上端的极耳，所述卷芯下端的极耳上焊接下汇流盘，所述下汇流盘紧贴下壳体内部，所述下壳体通过壳体连接件与上壳体连接；

所述上汇流盘包括底盘，所述底盘中轴线上设有中心孔，所述底盘边缘设有翻边，所述翻边上设有间隙槽，所述上汇流盘与下汇流盘结构一致。

2.根据权利要求1所述的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述上壳体包括上壳端壁，所述上壳端壁中轴线处设有注液孔，所述注液孔外圈设有凸台，所述上壳端壁表面设有环形凹槽，所述环形凹槽的中轴线与上壳体的中轴线为一条直线，所述上壳端壁外圈边缘垂直设有上壳侧壁，所述上壳侧壁远离上壳端壁的一侧设有容纳槽。

3.根据权利要求2所述的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述容纳槽直径大于上壳端壁的直径，所述容纳槽外圈直径等于壳体连接件内圈的直径。

4.根据权利要求2所述的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述上壳体的注液孔处设有密封钉，所述密封钉为圆柱体结构，所述密封钉一侧进行斜角处理。

5.根据权利要求1所述的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述下壳体包括下壳端壁，所述下壳端壁外圈边缘垂直设有下壳侧壁，所述下壳端壁表面设有环形凹槽，所述下壳端壁表面中心轴处设有防爆阀，所述环形凹槽的中轴线与上壳体的中轴线为一条直线。

6.根据权利要求1所述的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述壳体连接件包括连接凹部，所述连接凹部紧贴设有连接凸部，所述连接凹部和连接凸部为空心圆柱体结构，所述连接凹部直径小于连接凸部，所述连接凹部外圈设有第一热熔胶圈，所述第一热熔胶圈紧贴容纳槽内侧，所述第一热熔胶圈紧贴设有第二热熔胶圈，所述第二热熔胶包括主体部，所述主体部紧贴容纳槽的内圈，所述主体部一端垂直设有绝缘部，所述绝缘部紧贴容纳槽的上表面。

7.根据权利要求6所述的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述第一热熔胶圈和第二热熔胶圈采用聚丙烯材质或改性聚氨酯材质。

8.根据权利要求1所述的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述间隙槽为长方形结构，所述间隙槽等间距设置四个。

9.根据权利要求1所述的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述上壳体、壳体连接件和下壳体采用铝、不锈钢或镀镍钢材质。

10.根据权利要求1所述的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述卷芯采用多极耳卷芯、全极耳卷芯和切叠极耳卷芯中的一种。

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