CN219497957U - 圆柱电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电池，包括壳体、卷芯、上盖组件和下盖组件；上盖组件包括外绝缘圈、外焊接圈和内绝缘圈，外绝缘圈包括第一圆环部，第一圆环部的外缘设有第一凸起，第一圆环部的内缘设有第二凸起，外焊接圈包括第二圆环部，第二圆环部套设于第二凸起的侧壁上，并且第二圆环部的上表面及侧端分别与第一圆环部的下表面及第二凸起的侧壁压铆粘接，第二圆环部的下表面位于第二圆环部的外缘设有凸台，内绝缘圈包括第三圆环部，第三圆环部的上表面与凸台的表面压铆粘接。本实用新型减少了面面之间的组合间隙，降低了密封圈失效的风险，且一体式的设计结构进行公差统一，避免了多部件多公差导致的误差大而造成密封圈形变。

Description

圆柱电池

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

圆柱电池的壳体内设置有卷芯，在卷芯的顶部和底部分别设置上盖组件和下盖组件，从而完成电池的顶部密封和底部密封。其中，外绝缘圈、外焊接圈及连接片与极柱进行旋铆和平铆以组成顶盖，然后，通过密封圈在旋铆和平铆过程中的变形达到密封顶盖的效果，再分别将连接片与顶盖进行焊接、将卷芯与连接片进行焊接，以完成上盖组件与壳体的连接。

但是，上盖组件由外绝缘圈、外焊接圈、内绝缘圈、正极连接片、密封圈组成，组成结构中，各组成零部件中的接触面多，接触面的粗糙度会使接触面之间造成间隙，间隙越多造成密封圈失效的风险也就越大，并且每个零部件存在公差，使得组合的零部件多公差、误差大，因此，会造成密封圈的形变范围大，存在密封失效的风险。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的至少以上技术问题，本实用新型提供了一种圆柱电池。

本实用新型提供一种圆柱电池，包括壳体、卷芯、上盖组件和下盖组件，所述卷芯设于所述壳体内，所述上盖组件和所述下盖组件分别密封所述壳体的顶端和底端，并分别与所述卷芯连接；所述上盖组件包括外绝缘圈、外焊接圈和内绝缘圈，所述外绝缘圈包括具有中部穿孔的第一圆环部，所述第一圆环部的外缘设有凸出于上表面的第一凸起，所述第一圆环部的内缘设有凸出于下表面的第二凸起，所述外焊接圈包括第二圆环部，所述第二圆环部套设于所述第二凸起的侧壁上，并且所述第二圆环部的上表面及侧端分别与所述第一圆环部的下表面及所述第二凸起的侧壁压铆粘接，所述第二圆环部的直径大于所述第一圆环部的直径，所述第二圆环部的下表面位于所述第二圆环部的外缘设有凸台，所述凸台与所述壳体焊接，所述内绝缘圈包括第三圆环部，所述第三圆环部的上表面与所述凸台的表面压铆粘接。

在一些实施例中，所述上盖组件还包括极柱，所述极柱包括盖体、柱体和压铆部，所述柱体的顶端与所述盖体的下表面垂直连接，其底端与所述压铆部连接；所述盖体设于所述第一凸起所形成的筒状结构内，并且所述盖体的侧端于所述第一凸起贴合，所述盖体的下表面与所述第一圆环部的上表面贴合，所述柱体穿设于所述第二凸起所形成的筒状结构内，并且所述柱体的外壁与所述第二凸起贴合；所述压铆部包括第四圆环部，所述第四圆环部与所述盖体平行。

在一些实施例中，所述第四圆环部的上表面与所述第二圆环部的下表面之间设有间隙，所述间隙内设有密封圈，所述密封圈通过所述第四圆环部和所述第二圆环部的挤压密封所述间隙。

在一些实施例中，所述上盖组件还包括具有中孔的正极连接片和隔离环；所述正极连接片设于所述卷芯的顶端，并且所述正极连接片分别与所述卷芯和所述第四圆环部的下表面焊接；所述隔离环套设于所述内绝缘圈的外壁上，并与所述正极连接片叠加设置，所述隔离环的外径不小于所述正极连接片的外径。

在一些实施例中，所述正极连接片上以所述中孔为中心发散设置有多个条形缺口，所述正极连接片通过多个所述条形缺口形成多叶型连接片。

在一些实施例中，所述下盖组件包括负极连接片，所述负极连接片中心设有通孔，所述通孔套设于所述卷芯的密封钉上，并且所述负极连接片与所述卷芯叠加焊接；以所述通孔为圆心发散设置多个条形缺口，所述负极连接片通过多个所述条形缺口分为多个子连接片。

在一些实施例中，所述负极连接片还包括弹性凸起和外环；每个所述子连接片的外缘与所述弹性凸起的一条边连接，所述弹性凸起的另一条边与所述外环的内缘连接，使所述外环套设于所述子连接片外。

在一些实施例中，所述下盖组件还包括盖板，所述盖板与所述负极连接片叠加设置，所述盖板中部设有密封钉的避让槽，所述密封钉插入至所述避让槽内并焊接；所述盖板的边缘设有搭接台，所述壳体的底端搭接在所述搭接台上并焊接。

在一些实施例中，所述盖板上设有环形凹槽，所述弹性凸起与所述环形凹槽相对设置，所述环形凹槽一侧设有环形凸台，所述环形凸台的端面与所述负极连接片贴合。

在一些实施例中，所述盖板上设置有防爆刻痕。

本实用新型提供了一种圆柱电池，上盖组件中的外绝缘圈、外焊接圈和内绝缘圈为粘合的一体成型结构，减少了面面之间的组合间隙，降低了密封圈失效的风险，且一体式的设计结构进行公差统一，避免了多部件多公差导致的误差大而造成密封圈形变，降低了密封失效的风险，延长了电池的使用寿命，因此，本实用新型提供的圆柱电池更具有实用性。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1为本实用新型实施例提供的圆柱电池的剖视图；

图2为本实用新型实施例提供的圆柱电池中外绝缘圈、外焊接圈和内绝缘圈的结构示意图；

图3为图1上盖组件处的局部放大图；

图4为本实用新型实施例提供的圆柱电池中极柱压铆前的剖视图；

图5为本实用新型实施例提供的圆柱电池中极柱压铆后的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的圆柱电池中密封圈的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的圆柱电池中正极连接片的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的圆柱电池中负极连接片的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的圆柱电池中盖板的结构示意图；

图10为图1下盖组件中的局部放大图。

图中：

1：极柱；2：外绝缘圈；3：外焊接圈；4：内绝缘圈；5：密封圈；6：正极连接片；7：隔离环；8：卷芯；9：壳体；10：第一位置；11：第二位置；12：负极连接片；13：弹性凸起；14：第三位置；15：盖板；16：第四位置；17：密封钉；18：第五位置；19：防爆刻痕；

101：盖体；102：柱体；103：第四圆环部；

201：第一圆环部；202：第一凸起；203：第二凸起；

301：第二圆环部；302：凸台；

401：第三圆环部；

1501：环形凹槽；1502：环形凸台。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种圆柱电池，包括壳体9、卷芯8、上盖组件和下盖组件，卷芯8设于壳体9内，上盖组件和下盖组件分别密封壳体9的顶端和底端，并分别与卷芯8连接。

如图1至图3所示，上盖组件包括外绝缘圈2、外焊接圈3和内绝缘圈4，其中，外绝缘圈2、外焊接圈3和内绝缘圈4为一体式结构，外绝缘圈2包括具有中部穿孔的第一圆环部201，第一圆环部201的外缘设有凸出于上表面的第一凸起202，圆环部的内缘设有凸出于下表面的第二凸起203，外焊接圈3包括第二圆环部301，第二圆环部301套设于第二凸起203的侧壁上，并且第二圆环部301的上表面及侧端分别与第一圆环部201的下表面及第二凸起203的侧壁压铆粘接，第二圆环部301的直径大于第一圆环部201的直径，第二圆环部301的下表面位于第二圆环部301的外缘设有凸台302，内绝缘圈4包括第三圆环部401，第三圆环部401的上表面与凸台302的表面压铆粘接。在第二圆环部301上表面的外援设有内凹的环形平台，壳体9上端的圆孔搭设在环形平台上，并焊接，其中，壳体9的上端表面与第二环形部的上表面齐平。

具体生产时，粘接可以使用粘合剂，例如，粘接剂为硅胶类粘合剂，粘合剂会填充面与面之间铆压后因粗糙度形成的间隙，达到一个相对密封的状态，减缓注液后的电解液通过间隙渗透使连接面的间隙扩大，避免因密封圈5进行弹性释放导致密封失效的风险；现有技术中，每一个零部件设计都存在公差，多个零部件的组合会造成公差累加使组合件的尺寸公差不可控，本实用新型中一体式的结构设计可以整体限定公差便于制定管控标准。

如图1、图4和图5所示，上盖组件还包括极柱1，极柱1包括盖体101、柱体102和压铆部，柱体102的顶端与盖体101的下表面垂直连接，其底端与压铆部连接；其中，极柱1上端的盖体101进行平面定位，极柱1下端的压铆部采用环状设计，方便压铆。如图4所示，压铆部在未被压铆前呈筒状，在被压铆后弯折形成如图5所示的平板结构。

例如，如图3所示，盖体101设于第一凸起202所形成的筒状结构内，并且盖体101的侧端于第一凸起202贴合，盖体101的下表面与第一圆环部201的上表面贴合，柱体102穿设于第二凸起203所形成的筒状结构内，并且柱体102的外壁与第二凸起203贴合；压铆部包括第四圆环部103，第四圆环部103与盖体101平行。

继续参考图3和图6所示，第四圆环部103的上表面与第二圆环部301的下表面之间设有间隙，间隙内设有呈O型的密封圈5，密封圈5通过第四圆环部103和第二圆环部301的挤压密封间隙(挤压力由第四环形部的压铆变形产生)。压铆的过程中压铆部产生压力使密封圈5进行形变达到密封的效果，即压铆部与第二圆环部301之间的间隙逐渐变小，从而挤压间隙内的密封圈5。本实用新型实施例中，对于密封圈5的结构不进行限定，密封圈5还可以采用多种形态设计。

如图1和图7所示，上盖组件还包括具有中孔的正极连接片6和隔离环7；正极连接片6设于卷芯8的顶端，并且正极连接片6分别与卷芯8和第四圆环部103的下表面焊接；隔离环7套设于内绝缘圈4的外壁上，并与正极连接片6叠加设置，隔离环7的外径不小于正极连接片6的外径。

本实用新型实施例中，正极连接片6在第二位置11与卷芯8进行焊接，在第一位置10与极柱1进行焊接，其中，第一位置10和第二位置11均具有设定宽度，焊接的目的使卷芯8与正极连接片6和极柱1形成过流通道，过电流的能力取决于焊接的面积，本实施例中，正极连接片6与卷芯8的极耳焊接后，再放置隔离环7，其中，内绝缘圈4的外径尺寸变小，使得正极连接片6与卷芯8的焊接面积增大，进而使焊接处过电流能力增大。以及，正极连接片6与极柱1在第一位置10进行焊接，改变焊接工艺后可以直接目视检测外观，或者可使用^{检测仪器进行焊印检测}，避免出现断焊和焊印不全，影响焊接处的过电流能力。

继续参考图7所示，正极连接片6上以中孔为中心发散设置有多个条形缺口，正极连接片6通过多个条形缺口形成多叶型连接片。因正极连接片6和卷芯8极耳进行焊接，卷芯8极耳揉平后平面高度不一致，需要正极连接片6具有柔性，可以与卷芯8极耳揉平面进行贴合，因此，将正极连接片6采用多叶型设计，通过工装夹具可以使正极连接片6在多个位置进行不同的柔性压平，达到良好的焊接效果。

如图8所示，下盖组件包括负极连接片12，负极连接片12中心设有通孔，通孔套设于卷芯8的密封钉17上，并且负极连接片12与卷芯8叠加焊接；以通孔为圆心发散设置多个条形缺口，负极连接片12通过多个条形缺口分为多个子连接片。

本实用新型实施例中，卷芯8极耳揉平后会在高度上存在差异，为了使负极连接片12焊接面和极耳揉平面贴合更完全，将负极连接片12设置为多个子连接片，以及采用分瓣设计，便于电池内部压力达到防爆值后防爆阀泄压时进行弹开，焊接后使负极连接片12在第三位置14与壳体9进行焊接。

例如，继续参考图8所示，负极连接片12还包括弹性凸起13和外环；每个子连接片的外缘与弹性凸起13的一条边连接，弹性凸起13的另一条边与外环的内缘连接，使外环套设于子连接片外。使用弹性设计，弹性凸起13产生形变使负极连接片12与卷芯8极耳揉平面更加贴合、焊接。

本实用新型实施例中，如图9和图10所示，下盖组件还包括盖板15，盖板15与负极连接片12叠加设置，盖板15中部设有密封钉17的避让槽，密封钉17插入至避让槽内并在第五位置18焊接；盖板15的边缘设有搭接台，壳体9的底端搭接在搭接台上并第四位置16焊接。搭接设计的连接操作更加简单快捷，并且利于焊接操作。

如图10所示，例如，盖板15上设有环形凹槽1501，弹性凸起13与环形凹槽1501相对设置，环形凹槽1501一侧设有环形凸台1502，环形凸台1502的端面与负极连接片12贴合。环形凹槽1501和环形凸起形成与弹性凸起13结构相适配的仿形设计，避开负极连接片12的弹性设计，同时因仿形结构使盖板15的结构强度增大。

继续参考图9所示，盖板15上设置有防爆刻痕19。刻痕防爆设计使电池内部压力达到防爆标准值后进行弹开泄压。

结合上面描述可知本实用新型实施例具有如下优点：

1、正极连接片6与卷芯8正极极耳焊接后，再放置隔离环7，内绝缘圈4的外径尺寸变小，正极连接片6与卷芯8正极极耳焊接面积增大，焊接处过电流能力增大；

2、外绝缘圈2、外焊接圈3和内绝缘圈4采用一体设计，使结构件面与面之间接触的相对密封间隙缩小，避免密封圈5形变密封失效，一体式设计可以整体设计公差范围便于上盖整体尺寸的管控；

3、正极连接片6与负极连接片12采用弹性设计，能够柔性的贴合极耳揉平面的高度差带来的影响，提高正极连接片6与正极极耳、负极连接片12与负极极耳的焊接质量，使产品良率得到提升；

4、正极连接片6与极柱1焊接外观可直接检测避免出现虚焊和断焊现象。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种圆柱电池，其特征在于，包括壳体(9)、卷芯(8)、上盖组件和下盖组件，所述卷芯(8)设于所述壳体(9)内，所述上盖组件和所述下盖组件分别密封所述壳体(9)的顶端和底端，并分别与所述卷芯(8)连接；

所述上盖组件包括外绝缘圈(2)、外焊接圈(3)和内绝缘圈(4)，所述外绝缘圈(2)包括具有中部穿孔的第一圆环部(201)，所述第一圆环部(201)的外缘设有凸出于上表面的第一凸起(202)，所述第一圆环部(201)的内缘设有凸出于下表面的第二凸起(203)，所述外焊接圈(3)包括第二圆环部(301)，所述第二圆环部(301)套设于所述第二凸起(203)的侧壁上，并且所述第二圆环部(301)的上表面及侧端分别与所述第一圆环部(201)的下表面及所述第二凸起(203)的侧壁压铆粘接，所述第二圆环部(301)的直径大于所述第一圆环部(201)的直径，所述第二圆环部(301)的下表面位于所述第二圆环部(301)的外缘设有凸台(302)，所述凸台(302)与所述壳体(9)焊接，所述内绝缘圈(4)包括第三圆环部(401)，所述第三圆环部(401)的上表面与所述凸台(302)的表面压铆粘接。

2.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述上盖组件还包括极柱(1)，所述极柱(1)包括盖体(101)、柱体(102)和压铆部，所述柱体(102)的顶端与所述盖体(101)的下表面垂直连接，其底端与所述压铆部连接；

所述盖体(101)设于所述第一凸起(202)所形成的筒状结构内，并且所述盖体(101)的侧端于所述第一凸起(202)贴合，所述盖体(101)的下表面与所述第一圆环部(201)的上表面贴合，所述柱体(102)穿设于所述第二凸起(203)所形成的筒状结构内，并且所述柱体(102)的外壁与所述第二凸起(203)贴合；

所述压铆部包括第四圆环部(103)，所述第四圆环部(103)与所述盖体(101)平行。

3.根据权利要求2所述的圆柱电池，其特征在于，所述第四圆环部(103)的上表面与所述第二圆环部(301)的下表面之间设有间隙，所述间隙内设有密封圈(5)，所述密封圈(5)通过所述第四圆环部(103)和所述第二圆环部(301)的挤压密封所述间隙。

4.根据权利要求2所述的圆柱电池，其特征在于，所述上盖组件还包括具有中孔的正极连接片(6)和隔离环(7)；

所述正极连接片(6)设于所述卷芯(8)的顶端，并且所述正极连接片(6)分别与所述卷芯(8)和所述第四圆环部(103)的下表面焊接；

所述隔离环(7)套设于所述内绝缘圈(4)的外壁上，并与所述正极连接片(6)叠加设置，所述隔离环(7)的外径不小于所述正极连接片(6)的外径。

5.根据权利要求4所述的圆柱电池，其特征在于，所述正极连接片(6)上以所述中孔为中心发散设置有多个条形缺口，所述正极连接片(6)通过多个所述条形缺口形成多叶型连接片。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的圆柱电池，其特征在于，所述下盖组件包括负极连接片(12)，所述负极连接片(12)中心设有通孔，所述通孔套设于所述卷芯(8)的密封钉(17)上，并且所述负极连接片(12)与所述卷芯(8)叠加焊接；

以所述通孔为圆心发散设置多个条形缺口，所述负极连接片(12)通过多个所述条形缺口分为多个子连接片。

7.根据权利要求6所述的圆柱电池，其特征在于，所述负极连接片(12)还包括弹性凸起(13)和外环；

每个所述子连接片的外缘与所述弹性凸起(13)的一条边连接，所述弹性凸起(13)的另一条边与所述外环的内缘连接，使所述外环套设于所述子连接片外。

8.根据权利要求7所述的圆柱电池，其特征在于，所述下盖组件还包括盖板(15)，所述盖板(15)与所述负极连接片(12)叠加设置，所述盖板(15)中部设有密封钉的避让槽，所述密封钉插入至所述避让槽内并焊接；

所述盖板(15)的边缘设有搭接台，所述壳体(9)的底端搭接在所述搭接台上并焊接。

9.根据权利要求8所述的圆柱电池，其特征在于，所述盖板(15)上设有环形凹槽(1501)，所述弹性凸起(13)与所述环形凹槽(1501)相对设置，所述环形凹槽(1501)一侧设有环形凸台(1502)，所述环形凸台(1502)的端面与所述负极连接片(12)贴合。

10.根据权利要求8所述的圆柱电池，其特征在于，所述盖板(15)上设置有防爆刻痕(19)。