CN220172256U - 一种便于精准组装的圆柱形电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种便于精准组装的圆柱形电池，包括盖帽组件和外壳，盖帽组件包括顶盖、绝缘片和端子，绝缘片连接在顶盖和端子之间，电池形成极性绝缘。顶盖上设置有凸起，凸起设置有三个以上，所有凸起均朝向外壳内突起且均与外壳的内壁抵接，在组装盖帽组件与外壳时，凸起在外壳的径向上对顶盖限位，又顶盖的外边沿与外壳的开口端端面抵接，顶盖的外边沿在外壳的轴向上起到限位的作用，顶盖与外壳的装配不易错位，便于盖帽组件与外壳精准组装。顶盖上设置有泄压结构，泄压结构用于降低外壳内部的气压，泄压结构无需与顶盖及绝缘片堆叠，盖帽组件的厚度变薄，电池的尺寸变短，提升了电池的能量密度。

Description

一种便于精准组装的圆柱形电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种便于精准组装的圆柱形电池。

背景技术

现有设计中，圆柱形电池的封装模式大部分为卷边封装，卷边封装会造成漏液风险，且在此封装模式下，电池的外壳需要辊槽，辊槽结构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。少部分封装模式为激光焊接密封，电池的顶盖均为圆形面板结构，无其它装配限位结构，则导致顶盖与外壳装配时易出现偏心、位移等装配不良现象，封装不便，最终致使此电池不良率增加，无法满足客户需求。且现有圆柱形电池的盖帽组件由顶盖、PTC元件、防爆片、绝缘片堆叠装配而成，堆叠装配形成的盖帽组件较厚且易有装配空隙，造成后期电池能量密度低。

实用新型内容

本实用新型提供一种便于精准组装的圆柱形电池，能够解决现有的圆柱形电池封装不便且能量密度低的问题。

本实用新型的技术方案为：本实用新型提供一种便于精准组装的圆柱形电池，包括盖帽组件和外壳，所述外壳为一端开口的筒状；

所述盖帽组件包括顶盖、绝缘片和端子，所述绝缘片连接在所述顶盖和所述端子之间，所述顶盖覆盖在所述外壳的开口处，所述顶盖上设置有凸起，所述凸起设置有三个以上，所有所述凸起均朝向所述外壳内突起且均与所述外壳的内壁抵接，所述顶盖的外边沿与所述外壳的开口端端面抵接；

所述顶盖上设置有泄压结构，所述泄压结构用于降低所述外壳内部的气压。

进一步，所有所述凸起均为沿所述外壳的开口端边沿弯曲的弧形条状。

进一步，在所述外壳的轴截面上，所有所述凸起均为朝所述外壳内凸出的圆弧形。

进一步，所述外壳的开口端内侧为倒圆角结构，所有所述凸起与所述顶盖的连接处均为与所述倒圆角结构相配合的凹弧形。

进一步，各所述凸起之间相互间隔设置，在所述外壳的周向上，各所述凸起的尺寸为各所述凸起之间的间隔的尺寸的1-1.5倍。

进一步，所有所述凸起均为所述顶盖冲压而成。

进一步，所述顶盖为平板状，在所述外壳的轴向上，所述顶盖的厚度为各所述凸起的尺寸的1-1.5倍。

进一步，所述泄压结构位于所述绝缘片的外边沿与所述顶盖的外边沿之间,所述泄压结构包括泄压孔和防爆片，所述泄压孔与所述外壳内连通，所述泄压孔为圆柱形，所述防爆片覆盖于所述泄压孔朝向所述外壳内的端部。

进一步，所述端子包括相连的面板和导电部，所述面板为环绕于所述导电部的其中一端部的环形，所述面板相对于所述导电部靠近所述外壳内；

所述顶盖与所述绝缘片均为环形，二者同心设置，所述面板与所述绝缘片连接，所述导电部穿设于所述顶盖的空心处和所述绝缘片的空心处，所述导电部与所述顶盖间隔设置，在所述外壳的径向上，所述绝缘片的外边沿突出于所述面板的外边沿。

进一步，所述导电部为实心柱状，或者，所述导电部为一端开口的筒状，其开口端与所述面板的内边沿连接。

本实用新型相较于现有技术，其有益效果为：由于绝缘片连接在顶盖和端子之间，顶盖与端子不直接接触，电池形成极性绝缘。且顶盖覆盖在外壳的开口处，顶盖上设置有凸起，凸起设置有三个以上，所有凸起均朝向外壳内突起且均与外壳的内壁抵接，在组装盖帽组件与外壳时，凸起在外壳的径向上对顶盖限位，又顶盖的外边沿与外壳的开口端端面抵接，顶盖的外边沿在外壳的轴向上起到限位的作用，顶盖与外壳的装配不易错位，便于盖帽组件与外壳精准组装。外壳上无辊槽，外壳在其轴向上的尺寸变短，盖帽组件中无PTC元件，盖帽组件的厚度变薄，又由于顶盖上设置有泄压结构，泄压结构起到防爆的作用，泄压结构无需与顶盖及绝缘片堆叠，进一步使得盖帽组件的厚度变薄，在外壳的轴向上，整个电池的尺寸变短，从而提升了电池的能量密度。

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为本实用新型第一实施例提供的便于精准组装的圆柱形电池的剖视图。

图2为图1中便于精准组装的圆柱形电池的封口端的剖视图。

图3为图1中便于精准组装的圆柱形电池的结构示意图。

图4为图1中便于精准组装的圆柱形电池另一角度的剖视图。

图5为图4中A部分的结构放大图。

图6为图1中便于精准组装的圆柱形电池的盖帽组件的结构示意图。

图7为图1中便于精准组装的圆柱形电池的的盖帽组件的剖视图。

图8为图1中便于精准组装的圆柱形电池的盖帽组件的分解示意图。

图9为图1中便于精准组装的圆柱形电池的分解示意图。

图10为本实用新型第二实施例提供的便于精准组装的圆柱形电池的盖帽组件的剖视图。

图11为本实用新型第三实施例提供的便于精准组装的圆柱形电池的盖帽组件的剖视图。

其中，在图1-9中，11、盖帽组件，12、外壳，13、电芯；

111、顶盖，112、绝缘片，113、端子，121、倒圆角结构，131、第一极耳，132、第二极耳，133、电芯绝缘片；

1111、凸起，1112、泄压结构，1131、面板，1132、导电部，1331、开孔；

11121、泄压孔，11122、防爆片；

在图10中，2132、导电部，2131、面板；

在图11中，31121、泄压孔，31122、防爆片，312、绝缘片。

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。

本实用新型中所提到的方向用语，例如「内」、「外」、「侧面」等词，仅是参考附图的方位，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等应做广义理解，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及图2，本实用新型第一实施例提供了一种便于精准组装的圆柱形电池，圆柱形电池是指轴向尺寸为其直径2倍以上的电池，该便于精准组装的圆柱形电池包括盖帽组件11和外壳12，外壳12为一端开口的筒状，有一底面加侧壁结构，盖帽组件11位于外壳12的开口处，盖帽组件11与外壳12形成封闭空间，以容纳电池的其它部件。

盖帽组件11包括顶盖111、绝缘片112和端子113，绝缘片112连接在顶盖111和端子113之间，顶盖111覆盖在外壳12的开口处，顶盖111上设置有凸起1111，凸起1111设置有三个以上，所有凸起1111均朝向外壳12内突起且均与外壳12的内壁抵接，顶盖111的外边沿与外壳12的开口端端面抵接。由于绝缘片112连接在顶盖111和端子113之间，顶盖111与端子113不直接接触，电池形成极性绝缘，且绝缘片112还能起到密封作用。且顶盖111覆盖在外壳12的开口处，顶盖111上设置有凸起1111，凸起1111设置有三个以上，所有凸起1111均朝向外壳12内突起且均与外壳12的内壁抵接，在组装盖帽组件11与外壳12时，凸起1111在外壳12的径向上对顶盖111限位，又顶盖111的外边沿与外壳12的开口端端面抵接，顶盖111的外边沿在外壳12的轴向上起到限位的作用，顶盖111与外壳12的装配不易错位，便于盖帽组件11与外壳12精准组装。顶盖111与外壳12之间不易错位，使得盖帽组件11与外壳12的封装方便，后续焊接时能有效阻止外界因素引起盖帽组件11的偏心、位移现象，有效提升了制造效率，有利于满足市场及客户需求。

顶盖111上设置有泄压结构1112，泄压结构1112用于降低外壳12内部的气压。外壳12后工艺无需辊槽，外壳12在其轴向上的尺寸变短，提升了电池能量密度且简化了制造工艺。盖帽组件11中无PTC元件，PTC元件放在电池外的保护板之上。盖帽组件11的厚度变薄，又由于顶盖111上设置有泄压结构1112，泄压结构1112起到防爆的作用，泄压结构1112无需与顶盖111及绝缘片112堆叠，进一步使得盖帽组件11的厚度变薄，在外壳12的轴向上，整个电池的尺寸变短，从而提升了电池的能量密度。

请参见图3，所有凸起1111均为沿外壳12的开口端边沿弯曲的弧形条状，在外壳12的周向上，凸起1111的尺寸更大，其起到的限位效果更好。

在其它实施例中，也可将所有凸起均设置为点状，便于制作。

在本实施例中，顶盖111的外边沿与外壳12的开口端端面之间为激光圆周焊接。

盖帽组件11由顶盖111、绝缘片112与端子113热压后复合形成，复合后顶盖111与端子113成密封与绝缘状态。

顶盖111优选不锈钢材质，不锈钢坚固耐用，或者也可为其它五金材质。

绝缘片112优选PP(聚丙烯)复合膜，或者，绝缘片112也可为其它塑胶材质膜。

外壳12优选不锈钢冲压成型，不锈钢坚固耐用，或者也可由其它五金材质冲压成型。

端子113优选不锈钢或铝合金材质，不锈钢坚固耐用，铝合金重量轻，或者也可为其它导电的五金材质。

请参见图4及图5，在外壳12的轴截面上，所有凸起1111均为朝外壳12内凸出的圆弧形，圆弧形便于冲压形成，便于制作。

在其它实施例中，在外壳的轴截面上，所有凸起也可均为朝外壳内凸出的V形，V形的凸起相对于节约材料，有利于降低成本。或者，在外壳的轴截面上，所有凸起也可均为朝外壳内凸出的U形，U形的凸起的侧壁为直条形，便于与外壳的内壁贴合，有利于增强密封性。

外壳12的开口端内侧为倒圆角结构121，所有凸起1111与顶盖111的连接处均为与倒圆角结构121相配合的凹弧形，凸起1111与倒圆角结构121形成装配限位，凸起1111的外壁能够与外壳12的开口端内侧贴合，有利于增强外壳12与顶盖111之间的密封性。

请参见图6及图7，各凸起1111之间相互间隔设置，在外壳12的周向上，各凸起1111的尺寸为各凸起1111之间的间隔的尺寸的1-1.5倍。在外壳12的周向上，若各凸起1111的尺寸设置较大，各凸起1111之间的间隔尺寸较小，凸起1111不易在冲压制作时形成。在外壳12的周向上，若各凸起1111的尺寸设置较小，各凸起1111之间的间隔尺寸较大，凸起1111起到的限位作用减弱，不利于顶盖111与外壳12之间的装配。故在外壳12的周向上，将各凸起1111的尺寸设置为各凸起1111之间的间隔的尺寸的1-1.5倍为优选的实施方式。

各凸起1111沿外壳12的周向均匀分布，使得在整个外壳12的周向上，凸起1111均能起到限位效果，利于顶盖111与外壳12精准组装。

各凸起1111之间同心设置，各凸起1111与顶盖111的外周面之间的距离相等，便于将顶盖111的外周面设置为与外壳12的外周面平齐，使该电池更具一体感。

所有凸起1111均为顶盖111冲压而成，凸起1111与顶盖111一体成型，二者之间连接牢固，且冲压的方式便于制作。

顶盖111为平板状，在外壳12的轴向上，顶盖111的厚度为各凸起1111的尺寸的1-1.5倍。在外壳12的轴向上，若凸起1111的尺寸设置较大，凸起1111不易冲压形成，制作不便。在外壳12的轴向上，若凸起1111的尺寸设置较小，凸起1111在外壳12的径向上起到的限位作用较小，不利于顶盖111与外壳12的装配。

泄压结构1112位于绝缘片112的外边沿与顶盖111的外边沿之间,防止绝缘片112将泄压结构1112遮挡，影响泄压结构1112的排气效果。泄压结构1112包括泄压孔11121和防爆片11122，泄压孔11121与外壳12内连通，泄压孔11121为圆柱形，防爆片11122覆盖于泄压孔11121上朝向外壳12内的端部，该设置减小了防爆片11122的规格尺寸，电池正常使用时，防爆片11122与泄压孔11121密封连接，当电池内部气压超出预定水平时，压力压向防爆片11122，加速防爆片11122的断开，气体从泄压孔11121排出，从而实现电池内部快速排出气体，电池内气压降低，从而能够防止电池爆炸，使用安全。

泄压孔11121也可作为注液孔，通过泄压孔11121向外壳12内注入电解液后，再将防爆片11122与泄压孔11121连接。

防爆片11122与通过焊接的方式与泄压孔11121连接，二者连接紧密。

请参见图8，端子113包括相连的面板1131和导电部1132，面板1131为环绕于导电部1132的其中一端部的环形，面板1131相对于导电部1132靠近外壳12内，导电部1132用于与外部装置连接，面板1131用于与外壳12内的部件连接。

在其它实施例中，导电部一端与面板连接，另一端朝向外壳内，面板用于与外部装置连接，导电部用于与外壳内的部件连接，面板的横截面面积相对较大，便于与外部装置连接。

顶盖111与绝缘片112均为环形，二者同心设置，面板1131与绝缘片112连接，导电部1132穿设于顶盖111的空心处和绝缘片112的空心处，导电部1132与顶盖111间隔设置，导电部1132与顶盖111相互绝缘，在外壳12的径向上，绝缘片112的外边沿突出于面板1131的外边沿，面板1131与顶盖111相互绝缘，从而整个端子113与顶盖111绝缘设置，电池形成极性绝缘。

导电部1132为实心柱状，结构强度高，更耐用。

在本实施例中，在外壳12的轴向上且朝远离外壳12内的方向，导电部1132突出于顶盖111，便于导电部1132与外部装置连接。

在其它实施例中，也可将导电部设置为与顶盖平齐，在外壳的轴向上，电池的尺寸更短，有利于提升电池的能量密度。

请参见图9，该便于精准组装的圆柱形电池还包括电芯13，电芯13位于外壳12内，电芯13为卷绕式或叠片式。电芯13用于储存电能，卷绕式的电芯13电焊容易，便于生产控制；叠片式的电芯13能量密度高，且体积灵活，便于封装。

电芯13上设置有第一极耳131和第二极耳132，第一极耳131将电芯13与面板1131焊接导通，面板1131可从外部与第一极耳131焊接或合盖前内部与第一极耳131焊接，第二极耳132将电芯13与外壳12的封口端内端面焊接导通。焊接方式可为点底焊、电阻焊、双针焊或者激光焊等焊接工艺。

电芯13的两端部均设置有电芯绝缘片133，两个电芯绝缘片133上均设置有开孔1331，第一极耳131穿过其中一个开孔1331与面板1131连接，第二极耳132穿过另一个开孔1331与外壳12的封口端连接。

电芯绝缘片133材质可优选PP(聚丙烯)、PI(聚酰亚胺)或PS(聚苯乙烯)等塑胶材质中任一种。

请参见图10，本实用新型第二实施例提供一种便于精准组装的圆柱形电池，其顶盖、绝缘片、电芯以及外壳均与上述第一实施例相同，此处不再赘述，与之不同的是，导电部2132为一端开口的筒状，其开口端与面板2131的内边沿连接，导电部2132内部为空心结构，有利于节约材料，降低成本。

请参见图11，本实用新型第三实施例提供一种便于精准组装的圆柱形电池，其绝缘片、端子、电芯及外壳的结构与上述第一实施例相同，此处不再赘述，与之不同的是，泄压孔31121的轴向截面为T形，泄压孔31121上孔径较小的一端相对于靠近绝缘片312，防爆片31122固定于泄压孔31121的孔径较大的一端内，T形的泄压孔31121内有台阶结构，能够对防爆片31122起到支撑作用，便于防爆片31122与泄压孔31121焊接，便于制作。

在组装本实用新型第一实施例、第二实施例和第三实施例提供的便于精准组装的圆柱形电池时，先将顶盖、绝缘片以及端子热压后复合形成一体结构的盖帽组件，复合后顶盖与端子成密封与绝缘状态。然后将电芯装入外壳内腔，并向外壳内注入电解液；再将盖帽组件盖入外壳，通过激光焊接将顶盖与外壳焊接成一体，将第一极耳与面板焊接，第二极耳与外壳的封口端内端面焊接，形成一个密封体结构的圆柱形电池。凸起的结构有效防止顶盖与外壳相对偏心位移，使其组装时能精准组装，其结构性能可靠，有效提升装配效率与焊接不良。且外壳上未设置辊槽结构，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。

综上，虽然本实用新型已以上述实施例揭露如上，但上述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)

1.一种便于精准组装的圆柱形电池，其特征在于：包括盖帽组件和外壳，所述外壳为一端开口的筒状；

所述盖帽组件包括顶盖、绝缘片和端子，所述绝缘片连接在所述顶盖和所述端子之间，所述顶盖覆盖在所述外壳的开口处，所述顶盖上设置有凸起，所述凸起设置有三个以上，所有所述凸起均朝向所述外壳内突起且均与所述外壳的内壁抵接，所述顶盖的外边沿与所述外壳的开口端端面抵接；

所述顶盖上设置有泄压结构，所述泄压结构用于降低所述外壳内部的气压。

2.根据权利要求1所述的便于精准组装的圆柱形电池，其特征在于：所有所述凸起均为沿所述外壳的开口端边沿弯曲的弧形条状。

3.根据权利要求1所述的便于精准组装的圆柱形电池，其特征在于：在所述外壳的轴截面上，所有所述凸起均为朝所述外壳内凸出的圆弧形。

4.根据权利要求3所述的便于精准组装的圆柱形电池，其特征在于：所述外壳的开口端内侧为倒圆角结构，所有所述凸起与所述顶盖的连接处均为与所述倒圆角结构相配合的凹弧形。

5.根据权利要求1所述的便于精准组装的圆柱形电池，其特征在于：各所述凸起之间相互间隔设置，在所述外壳的周向上，各所述凸起的尺寸为各所述凸起之间的间隔的尺寸的1-1.5倍。

6.根据权利要求1-5任一项所述的便于精准组装的圆柱形电池，其特征在于：所有所述凸起均为所述顶盖冲压而成。

7.根据权利要求6所述的便于精准组装的圆柱形电池，其特征在于：所述顶盖为平板状，在所述外壳的轴向上，所述顶盖的厚度为各所述凸起的尺寸的1-1.5倍。

8.根据权利要求1-5任一项所述的便于精准组装的圆柱形电池，其特征在于：所述泄压结构位于所述绝缘片的外边沿与所述顶盖的外边沿之间,所述泄压结构包括泄压孔和防爆片，所述泄压孔与所述外壳内连通，所述泄压孔为圆柱形，所述防爆片覆盖于所述泄压孔朝向所述外壳内的端部。

9.根据权利要求1-5任一项所述的便于精准组装的圆柱形电池，其特征在于：所述端子包括相连的面板和导电部，所述面板为环绕于所述导电部的其中一端部的环形，所述面板相对于所述导电部靠近所述外壳内；

所述顶盖与所述绝缘片均为环形，二者同心设置，所述面板与所述绝缘片连接，所述导电部穿设于所述顶盖的空心处和所述绝缘片的空心处，所述导电部与所述顶盖间隔设置，在所述外壳的径向上，所述绝缘片的外边沿突出于所述面板的外边沿。

10.根据权利要求9所述的便于精准组装的圆柱形电池，其特征在于：所述导电部为实心柱状，或者，所述导电部为一端开口的筒状，其开口端与所述面板的内边沿连接。