CN220358282U - 一种极柱与汇流盘连接结构及其圆柱电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及圆柱电池技术领域，尤其涉及一种极柱与汇流盘连接结构及其圆柱电池。一种极柱与汇流盘连接结构，包括极柱和汇流盘，所述汇流盘的中心设有通孔，所述极柱的中心设有螺纹连接部，螺纹连接部设有相配合的连接件，连接件或螺纹连接部穿过汇流盘的通孔后螺纹连接将汇流盘与极柱贴合固定。取代了以往的焊接形式，简化汇流盘和极柱的电连接方式，装配加工更加容易可靠，设备投资和加工能耗得到大幅降低；在产品电性能指标不降低的前提下，彻底解决电阻焊接的热辐射问题，同时实现电连接强度可靠，且不会松动，汇流盘与极柱的电连接接触面积增大，单位时间内电池内部电流输出量提升，电性能指标优异。
Description
技术领域：
本实用新型涉及圆柱电池技术领域，尤其涉及一种极柱与汇流盘连接结构及其圆柱电池。
背景技术：
随着锂电池产业的不断开发深入及储能领域的大量需求以及产品规模化低成本的要求，借助大圆柱电池自身的能量密度、充放电倍率、内阻等方面的技术优势以及批量生产的成本潜力，国内大圆柱电池的开发热度日益提升，但汇流盘和极柱的电连接仍旧是阻碍大批量生产的制约因素。
目前行业内圆柱电池内部极柱与汇流盘的电连接方式主要采用电阻焊接和超声扭矩焊接，主要存下以下缺点：
首先，电阻焊接时由于需要将汇流盘和极柱对应的金属用瞬时大电流熔融，其热辐射容易对汇流盘中心位置的隔膜造成收缩影响，尤其是负极汇流盘和负极极柱焊接时因熔点更高，而热辐射更加严重；超声扭矩焊接容易脱落，电连接强度较低，尤其是应对振动测试时容易发生失效；
其次，无论是电阻焊接还是超声扭矩焊接，焊接时产生的焊渣会残留在电池内部无法取出，容易造成放电、短路等故障，影响电池质量；
再次，无论是电阻焊接还是超声扭矩焊接，焊接时焊点处会形成点支撑，造成焊点之外的汇流盘和极柱之间产生间隙，导致汇流盘和极柱之间电连接接触面积减小，导致单位时间内电池内部电流输出量降低，影响电池性能。
综上，圆柱电池内部极柱与汇流盘的电连接问题，已成为行业内亟需解决的技术难题。
实用新型内容：
本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种极柱与汇流盘连接结构及其圆柱电池，解决了以往电阻焊接的热辐射以及超声扭矩焊接容易脱落的问题，解决了以往焊渣会残留在电池内部造成放电、短路等故障的问题，解决了以往焊接时产生间隙导致汇流盘和极柱之间电连接接触面积减小的问题。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种极柱与汇流盘连接结构，包括极柱和汇流盘，所述汇流盘的中心设有通孔，所述极柱的中心设有螺纹连接部，螺纹连接部设有相配合的连接件，连接件或螺纹连接部穿过汇流盘的通孔后螺纹连接将汇流盘与极柱贴合固定。
所述连接件的材质与极柱材质相同。
所述螺纹连接部为设在极柱内侧中心位置的螺柱，连接件包括六角螺帽和防松垫片，螺柱穿过汇流盘的通孔以及防松垫片的通孔后与六角螺帽螺纹连接。
所述防松垫片两侧设有防松牙用于与六角螺帽和汇流盘卡死防止松动。
所述螺纹连接部为设在极柱内侧中心位置的螺纹槽，连接件为带有外螺纹的螺钉，螺钉穿过汇流盘的通孔与螺纹槽螺纹连接。
一种采用上述极柱与汇流盘连接结构的圆柱电池，包括铝壳，极柱固定于铝壳顶部中间，铝壳内设有卷芯，汇流盘与卷芯的极耳进行激光焊接，卷芯的中间设有与螺纹连接部和连接件位置对应的通道，螺纹连接部和连接件螺纹连接将汇流盘与极柱贴合固定，铝壳底部设有底盖。
所述汇流盘主体区域设有镂空形状用于方便电解液浸润入卷芯内部，镂空形状中间区域用于与卷芯的极耳进行激光焊接，用于将内部电流导出至极柱。
所述极柱与铝壳之间设有密封圈用于密封和绝缘。
所述铝壳为正极，极柱为负极，所述极柱用于将内部电流和外电路连接。
所述极柱材质为铜。
本实用新型采用上述方案，具有以下优点：
通过螺纹连接部和连接件螺纹连接将汇流盘与极柱贴合固定，取代了以往的焊接形式，简化汇流盘和极柱的电连接方式，装配加工更加容易可靠，设备投资和加工能耗得到大幅降低；在产品电性能指标不降低的前提下，彻底解决电阻焊接的热辐射问题，同时实现电连接强度可靠，且不会松动，相同材料的超声扭矩焊接拉拔力约15-25N，电阻焊接拉拔力约100-160N，本发明拉拔力约150-250N，电阻焊接相同条件下振动测试12h内发生失效，该设计满足振动测试XYZ方向各24h无松动；汇流盘与极柱的电连接接触面积增大，现有电连接技术超声扭矩焊接和电阻焊接的电连接接触面积约为7mm2，本发明电连接接触面积可达13mm2，单位时间内电池内部电流输出量提升，电性能指标优异。
附图说明：
图1为本实用新型实施例1的结构示意图。
图2为本实用新型实施例2的结构示意图。
图3为本实用新型汇流盘的俯视结构示意图。
图4为本实用新型圆柱电池实施例1的结构示意图。
图5为本实用新型圆柱电池实施例2的结构示意图。
图中，1、极柱，2、汇流盘，3、通孔，4、螺柱，5、六角螺帽，6、防松垫片，7、螺纹槽，8、螺钉，9、铝壳，10、卷芯，11、通道，12、底盖，13、镂空形状。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。
实施例1：
如图1所示，一种极柱与汇流盘连接结构，包括极柱1和汇流盘2，所述汇流盘2的中心设有通孔3，所述极柱1的中心设有螺纹连接部，螺纹连接部设有相配合的连接件，连接件或螺纹连接部穿过汇流盘2的通孔3后螺纹连接将汇流盘2与极柱1贴合固定。
所述连接件的材质与极柱1材质相同。
所述螺纹连接部为设在极柱1内侧中心位置的螺柱4，连接件包括六角螺帽5和防松垫片6，螺柱4穿过汇流盘2的通孔3以及防松垫片6的通孔后与六角螺帽5螺纹连接。使用时汇流盘2中间通孔3穿进极柱1的螺柱4，然后防松垫片6穿入螺柱4，最后六角螺帽5用固定扭矩旋紧将汇流盘2与极柱1固定且紧密贴合连接。
所述防松垫片6两侧设有防松牙用于与六角螺帽5和汇流盘2卡死防止松动，防松垫片6还可加大汇流盘2与极柱1的接触面积。
如图4所述，一种采用上述极柱与汇流盘连接结构的圆柱电池，包括铝壳9，极柱1固定于铝壳9顶部中间，铝壳9内设有卷芯10，汇流盘2与卷芯10的极耳进行激光焊接，卷芯10的中间设有与螺纹连接部和连接件位置对应的通道11，螺纹连接部和连接件螺纹连接将汇流盘2与极柱1贴合固定，铝壳9底部设有底盖12。
如图3所述，所述汇流盘2主体区域设有镂空形状13用于方便电解液浸润入卷芯内部，镂空形状13中间区域用于与卷芯10的极耳进行激光焊接，用于将内部电流导出至极柱1。
所述极柱1与铝壳9之间设有密封圈用于密封和绝缘。
所述铝壳9为正极，极柱1为负极，所述极柱1用于将内部电流和外电路连接。
所述极柱1材质为铜。
工作原理：
装配时，先将汇流盘2的通孔3与卷芯10的通道11位置对正，将汇流盘2的镂空形状13中间区域与卷芯10的极耳用激光焊接的方式进行固定和连接，然后将卷芯10及汇流盘2推入铝壳9内，使极柱1内侧的螺柱4穿过汇流盘2的通孔3，再在卷芯10的通道11内依次放入防松垫片6和六角螺帽5，使螺柱4穿过防松垫片6，再通过工具施与固定扭力将六角螺帽5与螺柱4拧紧，从而将防松垫片6、汇流盘2与极柱1充分固定和连接，最后再在铝壳9底部安装底盖12，完成圆柱电池的装配。
实施例2：
如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于：
所述螺纹连接部为设在极柱1内侧中心位置的螺纹槽7，连接件为带有外螺纹的螺钉8，螺钉8穿过汇流盘2的通孔3与螺纹槽7螺纹连接。通过高度增加处理后的极柱1，在其内侧增加约2mm深的螺纹槽7，使用时螺钉8一端穿过汇流盘2中间的通孔3，并与极柱1中间的螺纹槽7相连接，使得汇流盘2与极柱1能充分贴合固定。
如图5所述，一种采用上述极柱与汇流盘连接结构的圆柱电池，包括铝壳9，极柱1固定于铝壳9顶部中间，铝壳9内设有卷芯10，汇流盘2与卷芯10的极耳进行激光焊接，卷芯10的中间设有与螺纹连接部和连接件位置对应的通道11，螺纹连接部和连接件螺纹连接将汇流盘2与极柱1贴合固定，铝壳9底部设有底盖12。
工作原理：
装配时，先将汇流盘2的通孔3与卷芯10的通道11位置对正，将汇流盘2的镂空形状13中间区域与卷芯10的极耳用激光焊接的方式进行固定和连接，然后将卷芯10及汇流盘2推入铝壳9内，极柱1内侧的螺纹孔7与汇流盘2的通孔3、卷芯10的通道11位置对正，再在卷芯10的通道11内放入螺钉8，使螺钉8穿过汇流盘2的通孔3与螺纹孔7螺纹连接，再通过工具施与固定扭力将螺钉8拧紧，从而将汇流盘2与极柱1充分固定和连接，最后再在铝壳9底部安装底盖12，完成圆柱电池的装配。
上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种极柱与汇流盘连接结构，包括极柱和汇流盘，其特征在于：所述汇流盘的中心设有通孔，所述极柱的中心设有螺纹连接部，螺纹连接部设有相配合的连接件，连接件或螺纹连接部穿过汇流盘的通孔后螺纹连接将汇流盘与极柱贴合固定。
2.根据权利要求1所述的一种极柱与汇流盘连接结构，其特征在于：所述连接件的材质与极柱材质相同。
3.根据权利要求1所述的一种极柱与汇流盘连接结构，其特征在于：所述螺纹连接部为设在极柱内侧中心位置的螺柱，连接件包括六角螺帽和防松垫片，螺柱穿过汇流盘的通孔以及防松垫片的通孔后与六角螺帽螺纹连接。
4.根据权利要求3所述的一种极柱与汇流盘连接结构，其特征在于：所述防松垫片两侧设有防松牙用于与六角螺帽和汇流盘卡死防止松动。
5.根据权利要求1所述的一种极柱与汇流盘连接结构，其特征在于：所述螺纹连接部为设在极柱内侧中心位置的螺纹槽，连接件为带有外螺纹的螺钉，螺钉穿过汇流盘的通孔与螺纹槽螺纹连接。
6.一种采用权利要求1-5任意一项所述极柱与汇流盘连接结构的圆柱电池，其特征在于：包括铝壳，极柱固定于铝壳顶部中间，铝壳内设有卷芯，汇流盘与卷芯的极耳进行激光焊接，卷芯的中间设有与螺纹连接部和连接件位置对应的通道，螺纹连接部和连接件螺纹连接将汇流盘与极柱贴合固定，铝壳底部设有底盖。
7.根据权利要求6所述的圆柱电池，其特征在于：所述汇流盘主体区域设有镂空形状用于方便电解液浸润入卷芯内部，镂空形状中间区域用于与卷芯的极耳进行激光焊接，用于将内部电流导出至极柱。
8.根据权利要求6所述的圆柱电池，其特征在于：所述极柱与铝壳之间设有密封圈用于密封和绝缘。
9.根据权利要求6所述的圆柱电池，其特征在于：所述铝壳为正极，极柱为负极，所述极柱用于将内部电流和外电路连接。
10.根据权利要求6所述的圆柱电池，其特征在于：所述极柱材质为铜。
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