CN219843058U - 单体电池及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了单体电池，包括：壳体，其通过滚槽加工形成有滚槽部；盖帽组件，其包括盖板和密封圈，密封圈密封于滚槽部，盖板密封于密封圈，盖帽组件自身整体高度H1为2.6mm≤H1≤3.65mm。本实用新型还提出了电池包，包括上述的单体电池。根据本实施例，盖帽组件包括盖板和密封圈这两个工件，数量上由传统的五个工件减少为两个工件，能有效地简化组装工艺，且还降低制作成本。同时，由于数量上的减少，使得盖帽组件整体上的高度得以降低，因此在单体电池生产制造中进行滚槽加工时，所形成的滚槽部相较于现有电池的位置会更加偏上，以减少滚槽处沿高度方向上的内部空间，进而提高滚槽处沿高度方向下的内部空间，有效地提升本单体电池的电池容量。

Description

单体电池及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及单体电池及电池包。

背景技术

锂离子电池因其能量密度高、性能稳定、绿色环保等特点，已经大规模应用在动力、储能等新能源领域。其中，由于圆柱电池容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学性能稳定、使用安全、工作温度范围宽、对环境友好，广泛应用于不同的工具上。

现有的圆柱电池结构通常采用盖帽结构进行密封，其中盖帽结构的组合件较多，通常包括顶盖、胶圈、防爆膜片、铝片/镍片及孔板，其中顶盖安装在胶圈的顶端；孔板安装在胶圈的底端；铝片/镍片安装在胶圈的中部，位于顶盖和孔板之间；铝片/镍片与孔板之间设有防爆膜片。

然而，盖帽结构中的工件较多，通常有五个工件，导致盖帽结构的组装工艺繁琐，增加成本。并且，由于单体电池的外部尺寸规格已确定，单体电池中的总体空间是确定的，由于盖帽结构自身的高度较高，当盖帽结构安装至单体电池中的滚槽处时，会一定程度上增加滚槽处沿高度方向上的内部空间，导致滚槽处沿高度方向下的用于安装卷芯的内部空间降低，进而限制单体电池的电池容量的提升，存在改进之处。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出了单体电池，以提高用于安装卷芯的内部空间。

本实用新型还提出了电池包，包括上述的单体电池。

根据本实用新型实施例的单体电池，其特征在于，包括：

壳体，其通过滚槽加工形成有滚槽部；

盖帽组件，其包括盖板和密封圈，所述密封圈密封于所述滚槽部，所述盖板密封于所述密封圈；

所述盖帽组件自身整体高度H1为2.6mm≤H1≤3.65mm。

根据本实用新型一些实施例，所述滚槽部为朝向所述壳体的内侧凸出形成的凸台环；

所述密封圈包括相垂直连接的第一密封环和第二密封环，所述第一密封环沿所述壳体的轴向延伸，所述第二密封环沿所述壳体的径向延伸；

其中，所述凸台环和所述盖板之间密封相接所述第二密封环，所述第一密封环密封套设于所述盖板的周向外侧。

根据本实用新型一些实施例，还包括：

卷芯，其设置于所述壳体内；其中，所述卷芯包括卷芯主体以及设置于所述卷芯主体两端的正极端和负极端；

正极汇流盘，其焊接于所述正极端和所述盖板之间；

负极汇流盘，其焊接于所述负极端和所述壳体之间。

根据本实用新型一些实施例，所述正极端的直径小于所述卷芯主体的直径，所述正极端的周向外侧密封相接有第一绝缘环。

根据本实用新型一些实施例，还包括：

第二绝缘环，所述第二绝缘环沿所述壳体的径向延伸且与所述第一绝缘环一体成型；

所述第二绝缘环盖设于所述正极端远离所述卷芯主体的端面。

根据本实用新型一些实施例，所述盖板由内往外包括第一板段、第二板段和第三板段；其中，所述第一板段和所述第三板段沿所述壳体径向延伸；所述第三板段位于所述第一板段的上方，以使所述第二板段倾斜连接于所述第一板段和所述第三板段之间；

所述正极汇流盘由内往外包括第一盘段、第二盘段和第三盘段；其中，所述第一盘段和所述第三盘段沿所述壳体径向延伸；所述第三盘段位于所述第一盘段的下方，以使所述第二盘段倾斜连接于所述第一盘段和所述第三盘段之间。

根据本实用新型一些实施例，所述第三盘段焊接于所述正极端远离所述卷芯的端面，所述第三盘段和所述正极端的周向外侧密封相接所述第一绝缘环；

所述第二绝缘环盖设于所述第三盘段远离所述卷芯主体的端面。

根据本实用新型一些实施例，所述第二板段和所述第二盘段相焊接且在所述第二板段设置有断电开阀刻线，所述第三板段开设有泄压开阀刻线。

根据本实用新型一些实施例，所述第三板段的自身高度H2为0.4mm≤H2≤0.5mm，所述第二密封环的自身高度H3为0.54mm≤H3≤0.64mm。

根据本实用新型一些实施例，所述盖帽组件自身整体高度H1为2.9mm≤H1≤3.35mm。

根据本实用新型实施例的电池包，包括上述的单体电池。

综上所述，本实用新型实施例所提供的单体电池及电池包具有如下技术效果：

根据本实施例，盖帽组件包括盖板和密封圈这两个工件，数量上由传统的五个工件减少为两个工件，能有效地简化组装工艺，且还降低制作成本。同时，由于数量上的减少，使得盖帽组件整体上的高度得以降低，因此在单体电池生产制造中进行滚槽加工时，所形成的滚槽部相较于现有电池的位置会更加偏上，以减少滚槽处沿高度方向上的内部空间，进而提高滚槽处沿高度方向下的内部空间，有效地提升本单体电池的电池容量。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型实施例单体电池的内部结构示意图；

图2为图1中A的局部放大图；

图3为图1中B的局部放大图；

图4为本实用新型实施例单体电池中盖帽组件和正极汇流盘的装配示意图；

图5为现有技术中盖帽结构的结构示意图；

图6为本实用新型实施例单体电池中卷芯的结构示意图；

图标：1-壳体，11-滚槽部，2-盖帽组件，21-盖板，211-第一板段，212-第二板段，213-第三板段，214-断电开阀刻线，215-泄压开阀刻线，22-密封圈，221-第一密封环，222-第二密封环，3-卷芯，31-正极端，32-负极端，33-卷芯主体，4-正极汇流盘，41-第一盘段，42-第二盘段，43-第三盘段，5-负极汇流盘，6-绝缘件，61-第一绝缘环，62-第二绝缘环，71-顶盖，72-密封胶圈，73-防爆膜片，74-绝缘垫片，75-孔板。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的单体电池及电池包，下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

锂离子电池因其能量密度高、性能稳定、绿色环保等特点，已经大规模应用在动力、储能等新能源领域。其中，由于圆柱电池容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学性能稳定、使用安全、工作温度范围宽、对环境友好，广泛应用于不同的工具上。

现有的圆柱电池结构通常采用盖帽结构进行密封，其中盖帽结构的组合件较多，通常包括顶盖71、密封胶圈72、防爆膜片73、绝缘垫片74及孔板75，其中顶盖71安装在密封胶圈72的顶端；孔板75安装在密封胶圈72的底端；绝缘垫片74安装在密封胶圈72的中部，位于顶盖71和孔板75之间，具体装配图可参考图5。

然而，盖帽结构中的工件较多，通常有五个工件，导致盖帽结构的组装工艺繁琐，增加成本。并且，由于单体电池的外部尺寸规格已确定，单体电池中的总体空间是确定的，由于盖帽结构自身的高度较高，现有的盖帽结构自身整体高度为3.2mm-3.95mm，当盖帽结构安装至单体电池中的滚槽处时，会一定程度上增加滚槽处沿高度方向上的内部空间，导致滚槽处沿高度方向下的用于安装卷芯的内部空间降低，进而限制单体电池的电池容量的提升，存在改进之处。

有鉴于此，本实用新型实施例单体电池能减少盖帽组件2整体的高度，以减少滚槽处沿高度方向上的内部空间，进而提高滚槽处沿高度方向下的内部空间，有效地提升本单体电池的电池容量。并且，还会减少盖帽组件2的数量，以达到简化组装工艺和降低成本的效果。

根据图1-图6提出了单体电池的一种实施例。

本单体电池为圆柱电池，本单体电池包括壳体1和盖帽组件2，壳体1通过滚槽加工形成有滚槽部11，盖帽组件2包括盖板21和密封圈22，密封圈22密封于滚槽部11上，盖板21密封于密封圈22上。

盖帽组件2自身整体高度H1为2.6mm≤H1≤3.65mm，相较于现有的盖帽结构自身整体高度，本单体电池中的盖帽组件2能减少0.3mm-0.6mm的高度，减少滚槽处沿高度方向上的内部空间。在一些实施例中，盖帽组件2自身整体高度可为2.6mm、2.75mm、2.9mm、3.05mm、3.2mm、3.35mm、3.5mm或3.65mm。当然，在其他实施例中，盖帽组件2自身整体高度也可以是在此范围内的其他数值，对此不做限定。

根据本实施例，盖帽组件2包括盖板21和密封圈22这两个工件，数量上由传统的五个工件减少为两个工件，能有效地简化组装工艺，且还降低制作成本。同时，由于数量上的减少，使得盖帽组件2整体上的高度得以降低，本单体电池中的盖帽组件2能减少0.3mm-0.6mm的高度，因此在单体电池生产制造中进行滚槽加工时，所形成的滚槽部11相较于现有电池的位置会更加偏上，以减少滚槽处沿高度方向上的内部空间，进而提高滚槽处沿高度方向下的内部空间，有效地提升本单体电池的电池容量。

并且，本单体电池中的盖帽组件2是装配于单体电池的正极端31处，而非负极端32处，盖帽组件2装配于正极即便去掉防爆膜片73、绝缘垫片74及孔板75三者，只留下盖板21和密封圈22两者进行装配，也能保证单体电池的正常使用，合理且最大程度地减少工件的数量，以减少滚槽处沿高度方向上的内部空间。

并且具体的，盖板21与密封圈22组合形成一个整体，密封圈22起密封作用，防止电池漏液。

进一步的，盖帽组件2自身整体高度H1为2.9mm≤H1≤3.35mm，能更进一步减少滚槽处沿高度方向上的内部空间。在一些实施例中，盖帽组件2自身整体高度可为2.9mm、3.05mm、3.2mm、3.35mm。当然，在其他实施例中，盖帽组件2自身整体高度也可以是在此范围内的其他数值，对此不做限定。

在一些实施例中，盖帽组件2自身整体高度H1为2.6mm≤H1＜3.2mm，例如可为2.6mm、2.75mm、2.9mm或3.05mm，能更进一步减少滚槽处沿高度方向上的内部空间。

进一步的，盖帽组件2自身整体高度H1为2.9mm≤H1＜3.2mm，例如可为2.9mm或3.05mm，更进一步地减少滚槽处沿高度方向上的内部空间。

根据图1-图6，进一步的，为了保证降低盖帽组件2整体高度后仍具备良好的密封性，在本单体电池中，滚槽部11朝向壳体1的内侧凸出形成的凸台环；密封圈22包括相垂直连接的第一密封环221和第二密封环222，第一密封环221沿壳体1的轴向延伸，第二密封环222沿壳体1的径向延伸；其中，凸台环和盖板21之间密封相接第二密封环222，第一密封环221密封套设于盖板21的周向外侧。并且具体的，第一密封环221和第二密封环222均呈环状。

根据本实施例，对密封圈22的结构进行改进，密封圈22具体设置为第一密封环221和第二密封环222，且第一密封环221位于第二密封环222的上侧。这样，盖板21、第一密封环221和第二密封环222组合所形成密封结构，能有效地降低自身整体的高度的同时，还能提供良好的密封性能。

根据图1-图4，进一步的，在本单体电池中，本单体电池还包括卷芯3、正极汇流盘4和负极汇流盘5；卷芯3设置于壳体1内，卷芯3包括卷芯主体33以及设置于卷芯主体33两端的正极端31和负极端32，正极汇流盘4焊接于正极端31和盖板21之间，负极汇流盘5焊接于负极端32和壳体1之间。并且具体的，正极汇流盘4和负极汇流盘5一一对应地与卷芯3的正极端31和负极端32采用激光焊接。并且还具体的，负极汇流盘5的底部与壳体1的底部焊接。

并且，现有技术中有些技术方案会将汇流盘装配于密封圈22和盖板21之间，为了更好地压紧汇流盘，然而这会一定程度上增加盖帽结构处的高度，而在本实施例中，正极汇流盘4装配于正极端31和盖板21之间，而无需装配于密封圈22和盖板21之间，因此盖帽组件2仍只有盖板21和密封圈22两者，最大程度减少自身的高度。

根据图1-图6，进一步的，在本单体电池中，正极端31的直径小于卷芯主体33的直径，正极端31的周向外侧密封相接有第一绝缘环61。

根据本实施例，卷芯3的正极端31的直径略小于卷芯主体33的直径，能为绝缘件6的安装放置预留足够的空间，能有效地在壳体1和正极端31之间起到绝缘保护作用，避免壳体1和正极端31直接接触而导致本单体电池损坏的问题。

根据图1-图6，进一步的，为了提高绝缘保护作用，本单体电池还包括第二绝缘环62，第二绝缘环62沿壳体1的径向延伸且与第一绝缘环61一体成型，第二绝缘环62盖设于正极端31远离卷芯主体33的端面。并且具体的，第一绝缘环61和第二绝缘环62均呈环状。

根据本实施例，对绝缘件6的结构进行改进，绝缘件6具体设置为第一绝缘环61和第二绝缘环62，其中第一绝缘环61能在正极端31的周向外侧和壳体1之间形成良好的绝缘保护层，第二绝缘环62能在正极端31的顶部和其他工件之间形成良好的绝缘保护层，更好实现绝缘效果。并且，绝缘件6整体呈套杯结构，其中的第二绝缘环62位于正极端31和滚槽部11之间，利用正极端31和滚槽部11之间的预留空间，降低对滚槽处沿高度方向下的内部空间的高度影响。

根据图1-图6，进一步的，在本单体电池中，盖板21由内往外包括第一板段211、第二板段212和第三板段213；其中，第一板段211和第三板段213沿壳体1径向延伸；第三板段213位于第一板段211的上方，以使第二板段212倾斜连接于第一板段211和第三板段213之间；正极汇流盘4由内往外包括第一盘段41、第二盘段42和第三盘段43；其中，第一盘段41和第三盘段43沿壳体1径向延伸；第三盘段43位于第一盘段41的下方，以使第二盘段42倾斜连接于第一盘段41和第三盘段43之间。

并且具体的，第三盘段43焊接于正极端31远离卷芯主体33的端面，第三盘段43和正极端31的周向外侧密封相接第一绝缘环61；第二绝缘环62盖设于第三盘段43远离卷芯主体33的端面。

并且具体的，第二板段212和第二盘段42相焊接且在第二板段212设置有断电开阀刻线214，第三板段213开设有泄压开阀刻线215。

根据本实施例，对盖板21和正极汇流盘4的结构进行改进，盖板21具体包括第一板段211、第二板段212和第三板段213，正极汇流盘4具体包括第一盘段41、第二盘段42和第三盘段43，其中盖板21和正极汇流盘4整体大致沿壳体1径向呈水平设置，因此自身的高度小，能有效地减少所占据的空间。

同时，盖板21中的第三板段213不仅与密封圈22组合形成密封性能高的密封结构，第三板段213还设置有泄压开阀刻线215，当单体电池内部气压过大时，泄压开阀刻线215开启，起到泄压保护作用；同时，盖板21中第一板段211不仅与正极汇流盘4的第二盘段42焊接形成导电结构，可具体通过O型刻线焊接，并且第一板段211还设置有断电开阀刻线214，形成CID结构，起到断电保护作用。

在保证降低盖帽组件2整体高度后，一个盖板21还可与不同的工件形成不同的功能配合组件，以保证本单体电池的正常工作。

进一步的，第三板段213的自身高度H2为0.4mm≤H2≤0.5mm，在一些实施例中，第三板段213自身整体高度可为0.4mm、0.42mm、0.44mm、0.46mm、0.48mm或0.5mm。当然，在其他实施例中，第三板段213自身整体高度也可以是在此范围内的其他数值，对此不做限定。其中优选为0.4mm。

第二密封环222的自身高度H3为0.54mm≤H3≤0.64mm，在一些实施例中，第二密封环222自身整体高度可为0.54mm、0.56mm、0.58mm、0.6mm、0.62mm或0.64mm。当然，在其他实施例中，第二密封环222自身整体高度也可以是在此范围内的其他数值，对此不做限定。其中优选为0.54mm。

由此，通过设置第三板段213和第二密封环222的自身高度，进一步降低盖帽组件2整体上的高度，以减少滚槽处沿高度方向上的内部空间，进而提高滚槽处沿高度方向下的内部空间，有效地提升本单体电池的电池容量。并且，第三板段213和第二密封环222的自身高度的数值经过多次实验，既能降低高度，在使用时也能保证足够的安全性。

本实用新型实施例还公开了本单体电池的具体工艺步骤：

卷芯3的正极端31和负极端32一一对应地与正极汇流盘4和负极汇流盘5激光焊接；然后，焊接完成后放入绝缘件6；然后，将焊接后的整体安装至壳体1内；然后，负极汇流盘5与壳体1的底部焊接；然后，进行滚槽加工；然后，放置组合好的密封圈22和盖板21在滚槽部11的上沿；然后，盖板21与正极汇流盘4激光线焊，形成CID结构；然后，封口完成单体电池制作。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.单体电池，其特征在于，包括：

壳体(1)，其通过滚槽加工形成有滚槽部(11)；

盖帽组件(2)，其包括盖板(21)和密封圈(22)，所述密封圈(22)密封于所述滚槽部(11)，所述盖板(21)密封于所述密封圈(22)；

所述盖帽组件(2)自身整体高度H1为2.6mm≤H1≤3.65mm。

2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述滚槽部(11)为朝向所述壳体(1)的内侧凸出形成的凸台环；

所述密封圈(22)包括相垂直连接的第一密封环(221)和第二密封环(222)，所述第一密封环(221)沿所述壳体(1)的轴向延伸，所述第二密封环(222)沿所述壳体(1)的径向延伸；

其中，所述凸台环和所述盖板(21)之间密封相接所述第二密封环(222)，所述第一密封环(221)密封套设于所述盖板(21)的周向外侧。

3.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于，还包括：

卷芯(3)，其设置于所述壳体(1)内；其中，所述卷芯(3)包括卷芯主体(33)以及设置于所述卷芯主体(33)两端的正极端(31)和负极端(32)；

正极汇流盘(4)，其焊接于所述正极端(31)和所述盖板(21)之间；

负极汇流盘(5)，其焊接于所述负极端(32)和所述壳体(1)之间。

4.根据权利要求3所述的单体电池，其特征在于，所述正极端(31)的直径小于所述卷芯主体的直径，所述正极端(31)的周向外侧密封相接有第一绝缘环(61)。

5.根据权利要求4所述的单体电池，其特征在于，还包括：

第二绝缘环(62)，所述第二绝缘环(62)沿所述壳体(1)的径向延伸且与所述第一绝缘环(61)一体成型；

所述第二绝缘环(62)盖设于所述正极端(31)远离所述卷芯主体(33)的端面。

6.根据权利要求5所述的单体电池，其特征在于，所述盖板(21)由内往外包括第一板段(211)、第二板段(212)和第三板段(213)；其中，所述第一板段(211)和所述第三板段(213)沿所述壳体(1)径向延伸；所述第三板段(213)位于所述第一板段(211)的上方，以使所述第二板段(212)倾斜连接于所述第一板段(211)和所述第三板段(213)之间；

所述正极汇流盘(4)由内往外包括第一盘段(41)、第二盘段(42)和第三盘段(43)；其中，所述第一盘段(41)和所述第三盘段(43)沿所述壳体(1)径向延伸；所述第三盘段(43)位于所述第一盘段(41)的下方，以使所述第二盘段(42)倾斜连接于所述第一盘段(41)和所述第三盘段(43)之间。

7.根据权利要求6所述的单体电池，其特征在于，所述第三盘段(43)焊接于所述正极端(31)远离所述卷芯(3)的端面，所述第三盘段(43)和所述正极端(31)的周向外侧密封相接所述第一绝缘环(61)；

所述第二绝缘环(62)盖设于所述第三盘段(43)远离所述卷芯主体(33)的端面。

8.根据权利要求7所述的单体电池，其特征在于，所述第二板段(212)和所述第二盘段(42)相焊接且在所述第二板段(212)设置有断电开阀刻线(214)，所述第三板段(213)开设有泄压开阀刻线(215)。

9.根据权利要求6所述的单体电池，其特征在于，所述第三板段(213)的自身高度H2为0.4mm≤H2≤0.5mm，所述第二密封环(222)的自身高度H3为0.54mm≤H3≤0.64mm。

10.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述盖帽组件(2)自身整体高度H1为2.9mm≤H1≤3.35mm。

11.电池包，其特征在于，包括根据权利要求1-10任一项所述的单体电池。