CN220106698U - 一个便于组装的圆筒形电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种便于组装的圆筒形电池，包括外壳及盖帽组件。盖帽组件设置在外壳的开口处，二者之间形成密闭腔体，密闭腔体内设置有极芯及电解液。盖帽组件包括顶盖、绝缘片及极柱；顶盖朝向外壳内的一面设置有凸起；凸起为沿顶盖的边缘延伸的圆环形；凸起与顶盖的边缘之间形成定位面，定位面为凹弧形；外壳的开口端内侧处设置有倒圆角结构，倒圆角结构为与定位面相匹配的凸弧形，且二者相贴合并焊接；利用凸弧面与凹弧面的配合，可以实现顶盖的边缘与外壳的开口端之间的定位，实现顶盖与外壳装配时的精准组装，防止顶盖与外壳装配错位。顶盖与外壳组装时能精准组装，利于二者之间精准组装后进行激光圆周焊接，有效提升了制造效率。

Description

一个便于组装的圆筒形电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种便于组装的圆筒形电池。

背景技术

现有的圆筒形电池，其封装模式主要有两种。一种为卷边封装，卷边封装会造成漏液风险，电池能量密度低；此封装结构外壳需要辊槽，辊槽结构则占据了部分高度空间，致使牺牲了部分电池能量密度，随着试产的高需要求，此封装结构无法再满足市场要求。另一种封装结构为激光焊接密封，其顶盖均为圆形面板结构，无其它装配限位结构，则导致再与外壳装配时出现偏心，位移等装配不良现象，最终致使此电池不良率增加，无法满足客户需求。

实用新型内容

本实用新型提供一种便于组装的圆筒形电池，顶盖与外壳之间能够精准组装，提升制造效率。

本实用新型提供一种便于组装的圆筒形电池，包括外壳及盖帽组件；外壳为圆筒形，其一端封闭、另一端开口；

所述盖帽组件设置在所述外壳的开口端处，所述盖帽组件与所述外壳之间形成密闭腔体，所述密闭腔体内设置有极芯及电解液；所述盖帽组件包括顶盖、绝缘片及极柱；所述顶盖为板状结构，其中心设置有通孔，其朝向所述外壳内的一面设置有凸起；所述凸起为所述顶盖经冲压形成，且为沿所述顶盖的边缘延伸的圆环形；所述凸起与所述顶盖的边缘之间形成定位面，所述定位面的纵向截面为凹弧形；所述外壳的开口端内侧处设置有倒圆角结构，所述倒圆角结构的纵向截面为与所述定位面相匹配的凸弧形，且二者相贴合并焊接；所述绝缘片为环形，设置在所述极柱与所述顶盖之间，以使所述极柱与所述顶盖相绝缘；所述极柱穿设所述绝缘片及所述通孔。

其中，所述凸起在纵向截面为弧形。

其中，所述顶盖在背离所述外壳一面与所述凸起相对应的位置处形成凹槽，相应所述凹槽在纵向截面为凹弧形；在所述圆筒形二次电池的轴向上，所述凹槽的槽深小于所述顶盖的板厚。

其中，所述顶盖上设置有泄压孔，所述泄压孔位于所述绝缘片的外周缘与所述凸起之间；所述泄压孔的轴向截面为T形，其直径较大的一端处焊接有防爆片。

其中，所述顶盖、所述绝缘片与所述极柱通过热压复合形成一整体结构。

其中，所述极柱包括连接板及凸台；所述凸台连接于连接板的中心位置，所述凸台穿设所述绝缘片及所述通孔；所述绝缘片夹持在所述连接板与所述顶盖之间。

其中，所述凸台与所述通孔的孔壁之间间隔设置，所述绝缘片的环内边缘设置有楔形结构，所述楔形结构的纵向截面为楔形，所述楔形结构的尖端朝向所述凸台，其朝向所述连接板的一面为倾斜状；所述楔形结构经热压复合后其尖端偏向所述顶盖一侧弯曲并填充在所述凸台与所述通孔的孔壁之间。

其中，所述顶盖的边缘位于所述倒圆角结构处，所述顶盖的边缘底部低于所述外壳的开口端顶面，所述顶盖的边缘与所述倒圆角结构处形成槽状结构。

其中，所述顶盖的外周面为倾斜状，并与所述倒圆角结构形成V形槽。

其中，所述圆筒形二次电池还包括极芯，所述极芯设置在所述外壳内，所述极芯为卷绕式或叠片式；所述极芯的两端均设置有极耳，两个所述极耳分别与所述极柱、所述外壳焊接导通。

本实用新型提供的便于组装的圆筒形电池，利用倒圆角结构与定位面之间的凸弧面与凹弧面的配合，可以实现顶盖的边缘与外壳的开口端之间的定位，实现顶盖与外壳装配时的精准组装，防止顶盖与外壳装配错位。顶盖与外壳组装时能精准组装，焊接时能够有效阻止外界因素引起的顶盖的偏心、位移现象，利于二者之间精准组装后进行激光圆周焊接，有效提升了制造效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本实用新型的部分实施例相应的附图。

图1是本实用新型第一实施例提供的便于组装的圆筒形电池的纵向剖视图；

图2是图1中圆筒形二次电池的顶部放大图；

图3是图1中圆筒形二次电池的顶部立体剖视图；

图4是图1中圆筒形二次电池的盖帽组件的立体剖视图；

图5是图4中盖帽组件的分解示意图；

图6是本实用新型第二实施例提供的便于组装的圆筒形电池的盖帽组件与外壳的配合结构示意图；

图7是图6中盖帽组件在热压复合前的结构示意图；

图8是本实用新型第三实施例提供的便于组装的圆筒形电池的盖帽组件的结构示意图；

图9是本实用新型第四实施例提供的便于组装的圆筒形电池的盖帽组件的结构示意图；

图10是本实用新型第五实施例提供的便于组装的圆筒形电池的盖帽组件的结构示意图。

具体实施方式

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，而不是全部的实施例。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参见图1至图3，本实用新型优选实施例提供的一种便于组装的圆筒形电池，包括外壳1及盖帽组件2；外壳1为圆筒形，其一端封闭、另一端开口；盖帽组件2设置在外壳1的开口端处，以在盖帽组件2与外壳1之间形成密闭腔体，密闭腔体内设置有极芯3及电解液(图中未示出)。本实用新型所指圆筒形电池，是指其轴向尺寸为其直径2倍以上的电池。

如图2、图3、图4及图5所示，盖帽组件2包括顶盖21、绝缘片22及极柱23。顶盖21的边沿与外壳1的开口端连接，绝缘片22设置在顶盖21与极柱23之间，以使得顶盖21与极柱23相绝缘，以分别输出电池的正负两极。

顶盖21为板状结构，其中心设置有通孔210，其朝向外壳1内的一面设置有凸起211。凸起211为顶盖21经冲压形成，且为沿顶盖21的边缘延伸的圆环形，利用冲压形成的圆环形凸起211，可以提高顶盖21的整体强度，使其不易变形，从而使得顶盖21的四周边缘保持在同一平面，利于与外壳1的开口端的对应焊接。

凸起211与顶盖21的边缘之间形成定位面，定位面的纵向截面为凹弧形。此处，可以理解的，本实用新型中的纵向是指图示中的竖向，即圆筒形二次电池的轴向。

外壳1的开口端内侧处设置有倒圆角结构11，倒圆角结构11的纵向截面为与定位面相匹配的凸弧形，倒圆角结构11与定位面相贴合并焊接。利用倒圆角结构11与定位面的配合，可以实现顶盖21的边缘与外壳1的开口端之间的定位，实现顶盖21与外壳1装配时的精准组装，防止顶盖21与外壳1装配错位。顶盖21与外壳1组装时能精准组装，焊接时能够有效阻止外界因素引起的顶盖21的偏心、位移现象，利于二者之间进行激光圆周焊接，有效提升了制造效率。

顶盖21优选为不锈钢材质，或者其他五金材质。外壳1优选为不锈钢或其他五金材质冲压成型。

凸起211在纵向截面为弧形，以便于冲压成型。此处，在其他实施例中，凸起211在纵向的也可以为V形、U形等形状。由于凸起211为冲压形成，在冲压成型后，顶盖21在背离外壳1一面与凸起211相对应的位置处形成凹槽，相应凹槽在纵向截面为凹弧形。在圆筒形二次电池的轴向上，凹槽的槽深小于顶盖21的板厚，以减小顶盖21的冲压形变程度，便于加工成型。

凸起211在冲压成型后，顶盖21与外壳1装配过程中，若顶盖21的边缘突出于外壳1的外周面，则可以借助圆环形的挤压工具，对顶盖21的边缘向顶盖21的中心处进行挤压，凸起211进一步形变，使得顶盖21的边缘可以朝向顶盖21的中心靠拢，从而使得顶盖21的边缘可以相对外壳1的外周面对齐，减小整个电池的占用空间。

顶盖21上设置有泄压孔212，泄压孔212位于顶盖21的四周边缘附近，具体的，泄压孔212位于绝缘片22的外周缘与凸起211之间。泄压孔212优选为圆形，泄压孔212处焊接有防爆片213，利用防爆片213可以在电池内部压力过大超出预定水平时，压力压向防爆片213，加速防爆片213断开，从而实现电池内部快速排出气体，避免电池爆炸，保证使用安全性。

绝缘片22为环形，设置在极柱23与顶盖21之间，以使极柱23与顶盖21相绝缘；极柱23穿设绝缘片22及通孔210。顶盖21、绝缘片22与极柱23可以通过热压复合形成一整体结构，以便于整体与外壳1进行组装。热压复合后，顶盖21与极柱23通过绝缘片22形成密封与绝缘状态。

绝缘片22优选PP复合膜等其他塑胶材质膜。

极柱23优选为不锈钢材质、或铝合金材质、或其他五金材质。极柱23包括连接板231及凸台232。凸台232连接于连接板231的中心位置，凸台232穿设绝缘片22及通孔210。绝缘片22夹持在连接板231与顶盖21之间。

本实施例中，连接板231相对顶盖21靠近外壳1的内侧，凸台232朝向外壳1的外侧凸出。凸台232为实心柱状结构，连接板231朝向外壳1内的一面为平面状，以便于连接板231与极耳31连接。此处，在其他实施例中，也可以是，连接板231相对顶盖21靠近外壳1的外侧，凸台232朝向外壳1的内侧突出，凸台232与极耳31连接。

如图2所示，圆筒形二次电池还包括极芯3，极芯3设置在外壳1内，极芯3为卷绕式或叠片式。极芯3的两端均设置有极耳31，两个极耳31分别与极柱23、外壳1焊接导通，焊接方式可以为点底焊，电阻焊，双针焊，激光焊等焊接工艺。

极芯3的两端均设置有绝缘垫片32，绝缘垫片32可选PP、PI、PS等塑胶材质，绝缘垫片32上设置有过孔(图中未标示)，极耳31穿设过孔，利用绝缘垫片32可以防止极芯3与电池其他部位电连接导致短路。

本实施例提供的便于组装的圆筒形电池，其组装过程如下。

将顶盖21、绝缘片22及极柱23热压复合形成一体结构的盖帽组件2，热压复合后顶盖21与极柱23通过绝缘片22形成密封与绝缘状态。

将极芯3装入外壳1的内腔，注入电解液。

将盖帽组件2装在外壳1的开口处，利用定位面与倒圆角结构11的配合，实现盖帽组件2与外壳1的定位组装，再通过激光圆周焊接将顶盖21与外壳1焊接为一体，极芯3顶部的极耳31与极柱23焊接，极芯3底部的极芯3与外壳1的内底面焊接，形成一个密封体结构的圆筒形二次电池。

本实施例中，顶盖21的凸起211与其边缘之间形成定位面，外壳1的开口端内侧形成有倒圆角结构11，定位面与倒圆角结构11为凹弧面与凸弧面的配合，实现顶盖21与外壳1之间的准确定位，并有效防止顶盖21与外壳1之间的相对偏心位移，使其组装时能精准组装，其结构性能可靠，同时有效提升装配效率与焊接不良。由于省去了外壳1的辊槽结构，简化了制造工艺且提升了电池能量密度，同时也解决了卷边封装带来的漏液风险。

本实用新型第二实施例提供的便于组装的圆筒形电池，其与第一实施例的主要不同之处在于盖帽组件2的结构，其他结构可以与第一实施例相同，以下主要针对不同指出进行详细描述，相同之处此处不再赘述。

如图6所示，本实施例的盖帽组件2中，顶盖21的边缘位于倒圆角结构11处，顶盖21的边缘底部低于外壳1的开口端顶面，使得顶盖21的边缘与倒圆角结构11处形成槽状结构201，在激光焊接中，熔焊的材料可以汇集在槽状结构201处，确保顶盖21与外壳1焊接牢固可靠。

进一步，顶盖21的外周面为倾斜状，并与倒圆角结构11形成V形槽，以进一步使得熔焊的材料汇集在顶盖21与外壳1的连接处，保证二者焊接牢固。

在对顶盖21的冲压形成凸起211过程中，可以使得凸起211尽可能靠近顶盖21的边缘处，以使得顶盖21的边缘冲压弯曲过程中，顶盖21的外周面一并形成倾斜状，以利于加工制备。

本实施例中，极柱23的凸台232与顶盖21的通孔210的孔壁之间间隔设置，绝缘片22的环内边缘设置有楔形结构221，其纵向截面为楔形。楔形结构221的尖端朝向凸台232，其朝向连接板231的一面为倾斜状。顶盖21、绝缘片22及极柱23热压复合，楔形结构221经热压复合后其尖端偏向顶盖21一侧弯曲。利用楔形结构221可以在热压复合后填充在凸台232与通孔210的孔壁之间，确保凸台232与通孔210的孔壁相隔离，保证顶盖21与极柱23相绝缘。

在热压复合前，如图7所示，楔形结构221的朝向顶盖21的一面可以与绝缘片22的表面相平齐，热压复合时，绝缘片22挤压形变，能够使得楔形结构221朝向顶盖21一侧弯曲，进而填充在凸台232与通孔210的孔壁之间，以确保二者相隔离。

本实用新型第三实施例提供的便于组装的圆筒形电池，其与前述两个实施例的区别主要在于极柱23结构，其他结构可以与前述任意实施例相同，以下主要针对不同指出进行详细描述，相同之处此处不再赘述。

如图8所示，本实施例中，极柱23包括连接板231及凸台232，凸台232为中空的壳状结构，其一端开口、一端封闭，连接板231为环绕凸台232的开口端处的环形。极柱23可以为板状的五金材质冲压成型，以便于加工制备，且节省材料，成本较低。

本实用新型第四实施例提供的便于组装的圆筒形电池，其与前述实施例的区别主要在于泄压孔212，其他结构可以与前述任意实施例相同，以下主要针对不同指出进行详细描述，相同之处此处不再赘述。

如图9所示，顶盖21上设置有泄压孔212，泄压孔212位于绝缘片22的外周缘与凸起211之间。泄压孔212的轴向截面为T形，从而在泄压孔212内形成台阶结构，防爆片213焊接在泄压孔212直径较大的一端处。泄压孔212直径较大的一端相对其另一端靠近外壳1外侧。利用T形的泄压孔212形成的台阶结构，可以方便防爆片213与泄压孔212之间的连接，同时，泄压孔212也可以作为注液孔，盖帽组件2与外壳1焊接装配后，可以通过泄压孔212向外壳1内注入电解液，注入完成后再将防爆片213焊接至泄压孔212，从而将泄压孔212处密闭。

本实用新型第四实施例提供的便于组装的圆筒形电池，其与前述实施例的区别主要在于盖帽组件2，其他结构可以与前述任意实施例相同，以下主要针对不同指出进行详细描述，相同之处此处不再赘述。

如图10所示，本实施例中，盖帽组件2的顶盖21上未设置泄压孔212，连接板231上设置有防爆线230，防爆线230为环绕凸台232设置的环形，且在水平面的投影上，防爆线230位于凸台232与通孔210的孔壁之间。防爆线230为设置在连接板231朝向外壳1内一面上的凹槽结构。防爆线230的纵向截面为V形，或者也可以为U形等其他形状。利用凹槽结构的防爆线230，可以对连接板231的结构进行减薄，使得此处容易破裂，从而达到泄压防爆的效果。此处，在其他实施例中，防爆线还可以设置在外壳的底壁上，或者泄压孔及防爆片的结构设置在外壳的底壁上。

综上，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种便于组装的圆筒形电池，其特征在于，包括外壳及盖帽组件；外壳为圆筒形，其一端封闭、另一端开口；

所述盖帽组件设置在所述外壳的开口端处，所述盖帽组件与所述外壳之间形成密闭腔体，所述密闭腔体内设置有极芯及电解液；所述盖帽组件包括顶盖、绝缘片及极柱；所述顶盖为板状结构，其中心设置有通孔，其朝向所述外壳内的一面设置有凸起；所述凸起为所述顶盖经冲压形成，且为沿所述顶盖的边缘延伸的圆环形；所述凸起与所述顶盖的边缘之间形成定位面，所述定位面的纵向截面为凹弧形；所述外壳的开口端内侧处设置有倒圆角结构，所述倒圆角结构的纵向截面为与所述定位面相匹配的凸弧形，且二者相贴合并焊接；所述绝缘片为环形，设置在所述极柱与所述顶盖之间，以使所述极柱与所述顶盖相绝缘；所述极柱穿设所述绝缘片及所述通孔。

2.根据权利要求1所述的便于组装的圆筒形电池，其特征在于，所述凸起在纵向截面为弧形。

3.根据权利要求2所述的便于组装的圆筒形电池，其特征在于，所述顶盖在背离所述外壳一面与所述凸起相对应的位置处形成凹槽，相应所述凹槽在纵向截面为凹弧形；在所述圆筒形二次电池的轴向上，所述凹槽的槽深小于所述顶盖的板厚。

4.根据权利要求1所述的便于组装的圆筒形电池，其特征在于，所述顶盖上设置有泄压孔，所述泄压孔位于所述绝缘片的外周缘与所述凸起之间；所述泄压孔的轴向截面为T形，其直径较大的一端处焊接有防爆片。

5.根据权利要求1-3任一项所述的便于组装的圆筒形电池，其特征在于，所述顶盖、所述绝缘片与所述极柱通过热压复合形成一整体结构。

6.根据权利要求5所述的便于组装的圆筒形电池，其特征在于，所述极柱包括连接板及凸台；所述凸台连接于连接板的中心位置，所述凸台穿设所述绝缘片及所述通孔；所述绝缘片夹持在所述连接板与所述顶盖之间。

7.根据权利要求6所述的便于组装的圆筒形电池，其特征在于，所述凸台与所述通孔的孔壁之间间隔设置，所述绝缘片的环内边缘设置有楔形结构，所述楔形结构的纵向截面为楔形，所述楔形结构的尖端朝向所述凸台，其朝向所述连接板的一面为倾斜状；所述楔形结构经热压复合后其尖端偏向所述顶盖一侧弯曲并填充在所述凸台与所述通孔的孔壁之间。

8.根据权利要求1-3任一项所述的便于组装的圆筒形电池，其特征在于，所述顶盖的边缘位于所述倒圆角结构处，所述顶盖的边缘底部低于所述外壳的开口端顶面，所述顶盖的边缘与所述倒圆角结构处形成槽状结构。

9.根据权利要求8所述的便于组装的圆筒形电池，其特征在于，所述顶盖的外周面为倾斜状，并与所述倒圆角结构形成V形槽。

10.根据权利要求1-3任一项所述的便于组装的圆筒形电池，其特征在于，所述极芯为卷绕式或叠片式；所述极芯的两端均设置有极耳，两个所述极耳分别与所述极柱、所述外壳焊接导通。