CN220382271U - 一种旋接式圆柱电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种旋接式圆柱电池。该旋接式圆柱电池包括依次连接的正极集流盘、圆柱壳体、负极集流盘和上盖；卷芯位于圆柱壳体内。上盖包括由多个呈环状分布的扇形片连为一体而成的连接片；负极集流盘的上表面向上延伸有与所述扇形片一一对应的上凸台，每个上凸台的顶面沿同一圆周方向倾斜设置，形成斜坡，上凸台沿圆周方向的两侧底部开有令所述扇形片旋入的开口。本实用新型设置连接片与负极集流盘接触连接，有效避免了常规“工”字型集流盘连接结构弯折带来的应力集中所造成的安全隐患；同时取消连接件弯折工序，可有效降低因连接件反弹导致的合盖偏移问题，可以有效降低封口不良现象。

Description

一种旋接式圆柱电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体为一种旋接式圆柱电池。

背景技术

目前随着锂电池的广泛使用，电池使用的技术要求也在不断提高，圆柱电池越来越往大的方向发展，主要体现在容量、内阻上，现圆柱电池卷芯多采用全极耳揉平或多极耳拍平的方式进行设计，卷芯和盖板通过一体成型的负极集流盘和连接件分别利用激光焊接、铆接方式连接。

针对现有的大圆柱电池，常采用双电极端子结构，空间利用率较低，且大圆柱电池盖板组件多采用“工”字型一体化结构。现有工艺在对负极集流盘焊接完毕后，通过对连接片进行一折或者二折后才能入壳，折弯角度常常接近180°，折弯处容易产生应力集中导致连接件内部产生裂痕，负极集流盘与该连接件连接后，后续可能会出现负极集流盘断裂电池漏筛的风险，以及存在断路及短路的隐患；在批量化生产中会增加电池的不良率，进而增加了加工成本。

综上所述，为了提高空间利用率和安全性能，需要一种能够降低安全隐患的电池。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有大圆柱电池盖板采用“工”字型一体化连接件容易产生裂痕影响电池安全性的问题，提供一种旋接式圆柱电池。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种旋接式圆柱电池，包括依次连接的正极集流盘、圆柱壳体、负极集流盘和上盖；卷芯位于圆柱壳体内。上盖包括由多个呈环状分布的扇形片连为一体而成的连接片；负极集流盘的上表面向上延伸有与扇形片一一对应的上凸台，每个上凸台的顶面沿同一圆周方向倾斜设置，形成斜坡，上凸台沿圆周方向的两侧底部开有令扇形片旋入的开口。

进一步的，负极集流盘上表面向下开有多个呈环状分布的下凸台，下凸台与上凸台间隔设置。

进一步的，正极集流盘的上表面圆心处向下设置有下凸起，下凸起的侧壁顶部沿其径向开有多个过液槽。

进一步的，正极集流盘的上表面设置有与下凸起反方向的上凸起，上凸起环绕在下凸起的周边。

进一步的，圆柱壳体采用上端开口且下端封闭结构，正极集流盘与圆柱壳体的下端穿透焊连接。

进一步的，上盖还包括基板；基板包括上基板、下基板和极柱；上基板的下表面边缘处开有环形凹槽，下基板与上基板粘为一体，且圆心处均开有用于连接的通孔，套筒与通孔配合连接；下基板的外径与上基板的环形凹槽内径适配，极柱固接在上基板的上表面圆心处。

进一步的，上基板与极柱之间设置有绝缘垫片，绝缘垫片底部中心凸出并与上基板的通孔内壁相接触。

进一步的，上基板的上表面且位于极柱旁侧贯穿开有注液孔，注液孔纵贯至下基板上，注液孔的顶部且位于上基板的上表面开有沉槽，防爆片置于沉槽内。

进一步的，上基板的下表面圆心处开有内凹槽，内凹槽内放置有用于填补上基板和下基板之间缝隙的密封片。

进一步的，连接片的中心处贯穿设置有用于连接基板的套筒。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：

1、本实用新型设置连接片与负极集流盘接触连接，有效避免了常规“工”字型集流盘连接结构弯折带来的应力集中所造成的安全隐患；同时取消连接件弯折工序，可有效降低因连接件反弹导致的合盖偏移问题，以及有效降低封口不良现象；

2、本实用新型通过负极集流盘和正极集流盘的共同配合能够取消连接弯折工序，避免了负极集流盘弯折工序所产生的不良，降低了生产成本；

3、本实用新型通过单通结构的圆柱壳体，能够提高对壳体内部空间的利用率，进而令电池容量得到提高。

附图说明

参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制，在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1为本实用新型介绍的一种旋接式圆柱电池的基板结构示意图；

图2为基于图1的基板和连接片的连接示意图；

图3为基于图2中A-A视角的剖视图；

图4为基于图1的基板和防爆片的连接示意图；

图5为负极集流盘的结构示意图

图6为本实用新型介绍的旋接式圆柱电池的外观图；

图7为基于图6的旋接式圆柱电池的结构爆炸图；

图8为基于图7的正极集流盘的结构示意图。

图中标注说明：1、基板；11、上基板；12、下基板；13、极柱；14、注液孔；15、沉槽；16、内凹槽；2、连接片；3、负极集流盘；31、上凸台；32、下凸台；4、绝缘垫片；5、防爆片；6、密封片；100、圆柱壳体；200、卷芯；300、上盖；400、正极集流盘；401、下凸起；402、过液槽；403、上凸起。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

请参阅图6和图7，本实施例介绍了一种旋接式圆柱电池，包括圆柱壳体100、卷芯200、上盖300、正极集流盘400和负极集流盘3。圆柱壳体100采用上端开口且下端封闭结构，冲压制备，这种单通结构的设计，能够充分利用圆柱壳体100的内部空间，提高空间利用率，进而能够提高电池容量。

卷芯200为全极耳或多极耳结构，全极耳通过揉平的方式形成正负极端面，多极耳可通过极耳模切或激光切割制备，通过拍平工艺后形成卷芯200的正负极端面，卷芯200位于圆柱壳体100内且其负极端面与负极集流盘3连接。上盖300与负极集流盘3旋入连接后再与圆柱壳体100的上端焊接，正极集流盘400穿透焊接在圆柱壳体100下端。

上盖300主要包括基板1和连接片2。首先，基板1主要由上基板11、下基板12和极柱13构成。结合图1和图4，上基板11的形状呈圆形，上基板11的圆心处开有用于铆接的通孔。为了方便与圆柱壳体100连接，上基板11的下表面边缘开有环形凹槽，令上基板11的外圆周面形成阶梯状，上基板11的底部能够位于圆柱壳体100内，顶部位于圆柱壳体100外，刚好卡合在圆柱壳体100端部。上基板11的表面且位于圆形一侧开有注液孔14，用于注入电解液，为了后续便于封闭注液孔14，在注液孔14的顶部周边开有沉槽15，能够容纳防爆片5，在注液完成后可焊接防爆片5并粘接保护片，对注液孔14进行封闭。

结合图2和图3，下基板12的外径至多与上基板11的底部外径相同，因此下基板12能够完全置于圆柱壳体100内，下基板12的底部边缘沿其轴向延伸，在后续与连接片2连接后，能够从侧壁对连接片2进行一定程度上的保护。下基板12与上基板11圆心对齐后粘接固定，下基板12的圆心也开有用于铆接的通孔，且上基板11的注液孔14能够贯穿延伸至下基板12。

此外，为了填补上基板11和下基板12之间的连接缝隙，在上基板11的下表面圆心处开有内凹槽16，内凹槽16内放置有用于填补上基板11和下基板12之间缝隙的密封片6，密封片6呈圆环状，不影响铆钉贯穿基板1。

极柱13位于上基板11的上表面圆心处，但极柱13的直径大于上基板11圆心通孔的直径，因此极柱13能够位于上基板11的上表面，极柱13的圆心开有能够使铆钉穿过的孔，为了提高连接安全性，极柱13和上基板11之间设置有绝缘垫片4，令极柱13不直接与上基板11接触。为了使绝缘垫片4在上基板11的上表面不晃动，绝缘垫片4的中心向外延伸并与上基板11的通孔相接触，但绝缘垫片4的圆心开有孔能使铆钉穿过。

由图2可知，连接片2为多个呈环状分布的扇形片构成，本实施例优选数量为3个的扇形片，整体构成一个类似圆形，且每个扇形片沿同一方向弯曲。为了方便与上基板11和下基板12铆接，连接片2的中心贯穿连接有套筒。

铆钉穿过连接片2的套筒、上基板11和下基板12的通孔进行铆接，令基板1和连接片2连为一体。负极集流盘3与连接片2之间可以通过旋入的方式实现连接。下面对负极集流盘3的具体结构进行说明。

请参阅图5，负极集流盘3的外径与圆柱壳体100的内径匹配，负极集流盘3的圆心开有过液的孔，能够使电解液穿过负极集流盘3进入到圆柱壳体100内。过液的孔的顶部周边开有圆形槽，圆形槽的直径大于铆钉端部直径，避免铆钉端部完全遮挡圆形槽，影响到电解液流经过液的孔。负极集流盘3的上表面向上延伸有与扇形片一一对应的上凸台31，上凸台31的整体形状类似于扇形，上凸台31的数量和在负极集流盘3上位置的布设均与连接片2的扇形片一致。此外，上凸台31的顶部的顶面沿同一圆周方向倾斜设置形成斜坡，且上凸台31沿圆周方向的两侧底部开有能令扇形片旋入的开口，这样连接片2能够从侧壁的开口进入到上凸台31的内部，由于上凸台31的顶面逐渐向下倾斜，在连接片2旋入上凸台31后能够与上凸台31充分接触。

此外，负极集流盘3上还设置有多个向下延伸的下凸台32，下凸台32呈环状分布，能够在负极集流盘3与圆柱壳体100焊接时充分接触电芯。优选下凸台32与上凸台31间隔分布，下凸台32的形状为方形。

本实施例通过铆钉将基板1和连接片2相连，随后再与负极集流盘3接触锁止后，由于负极集流盘3会与电池的卷芯200相接触，连接片2与负极集流盘3之间通过接触连接，实现电池内部与极柱13的导通，有效避免了常规“工”字型集流盘3连接结构弯折带来的应力集中问题所产生的安全隐患，取消连接件弯折工序，可有效降低因连接件反弹导致的合盖偏移问题，可以有效降低封口不良现象，也能够降低不良率，进而降低生产成本。

请参阅图8，下面对正极集流盘400进行说明。正极集流盘400从结构和作用上和负极集流盘3类似，正极集流盘400的整体形状为圆盘，冲压制备。正极集流盘400的上表面圆心处向下设置有下凸起401，下凸起401的侧壁顶部沿其径向开有多个过液槽402，在正极集流盘400与圆柱壳体100穿透焊以后，进入到圆柱壳体100内的电解液会流经到正极集流盘400处，经流过液槽402进入到下凸起401内，下凸起401内的电解液汇集能够方便电芯有效吸收，从而起到集流的作用。正极集流盘400的上表面设置有与下凸起401反方向的上凸起403，上凸起403环绕在下凸起401的周边，下凸起401的数量优选四个，能够使正极集流盘400与圆柱壳体100内的电芯连接更为紧密。

整体的制备工序如下：

卷芯200为全极耳或多极耳结构，全极耳通过揉平的方式形成正负极端面，多极耳可通过极耳模切或激光切割制备，通过拍平工艺后形成卷芯200的正负极端面。通过激光将负极集流盘3的下凸台32与卷芯200极耳压紧定位后进行焊接。卷芯200入壳，正极集流盘400的上凸台31对准圆柱壳体100底部后从开口端压紧卷芯200，再从圆柱壳体100底部穿透焊接正极集流盘400和圆柱壳体100。进行上盖300预制：密封片6放入上基板11底部的内凹槽16内，下基板12与上基板11粘连极柱13置于上基板11顶部，连接片2与基板1中心配合定位，极柱13、连接片2和基板1通过铆接压紧相连。上盖300与圆柱壳体100预合，通过旋转上盖300将连接片2与负极集流盘3接触锁止后，上盖300与圆柱壳体100封口焊接。从上盖300的注液孔14注液，注液孔14周围清洗后焊接防爆片5，粘接保护片，圆柱壳体100外层包胶，完成电池制备。

本实施例通过圆柱壳体100的单通结构设计能够提高对其的空间利用率，提高电池容量。且通过正极集流盘400以及负极集流盘3能够汇集电解液，保证电芯的充分吸收，此外，代替了现有的“工”字型连接件，进而避免了弯折工序对电池造成的安全隐患，提高了电池的合格率。

本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种旋接式圆柱电池，其特征在于，其包括依次连接的正极集流盘(400)、圆柱壳体(100)、负极集流盘(3)和上盖(300)；卷芯(200)位于圆柱壳体(100)内；

其特征在于，

上盖(300)包括由多个呈环状分布的扇形片连为一体而成的连接片(2)；负极集流盘(3)的上表面向上延伸有与所述扇形片一一对应的上凸台(31)，每个上凸台(31)的顶面沿同一圆周方向倾斜设置，形成斜坡，上凸台(31)沿圆周方向的两侧底部开有令所述扇形片旋入的开口。

2.根据权利要求1所述的旋接式圆柱电池，其特征在于，负极集流盘(3)上表面向下开有多个呈环状分布的下凸台(32)，下凸台(32)与上凸台(31)间隔设置。

3.根据权利要求1所述的旋接式圆柱电池，其特征在于，正极集流盘(400)的上表面圆心处向下设置有下凸起(401)，下凸起(401)的侧壁顶部沿其径向开有多个过液槽(402)。

4.根据权利要求3所述的旋接式圆柱电池，其特征在于，正极集流盘(400)的上表面设置有与下凸起(401)反方向的上凸起(403)，上凸起(403)环绕在下凸起(401)的周边。

5.根据权利要求1所述的旋接式圆柱电池，其特征在于，圆柱壳体(100)采用上端开口且下端封闭结构，正极集流盘(400)与圆柱壳体(100)的下端穿透焊连接。

6.根据权利要求5所述的旋接式圆柱电池，其特征在于，连接片(2)的中心处贯穿设置有用于连接基板(1)的套筒。

7.根据权利要求6所述的旋接式圆柱电池，其特征在于，上盖(300)还包括基板(1)；基板(1)包括上基板(11)、下基板(12)和极柱(13)；上基板(11)的下表面边缘处开有环形凹槽，下基板(12)与上基板(11)粘为一体，且圆心处均开有用于连接的通孔，所述套筒与所述通孔配合连接；下基板(12)的外径与上基板(11)的环形凹槽内径适配，极柱(13)固接在上基板(11)的上表面圆心处。

8.根据权利要求7所述的旋接式圆柱电池，其特征在于，上基板(11)与极柱(13)之间设置有绝缘垫片(4)，绝缘垫片(4)底部中心凸出并与上基板(11)的通孔内壁相接触。

9.根据权利要求7所述的旋接式圆柱电池，其特征在于，上基板(11)的上表面且位于极柱(13)旁侧贯穿开有注液孔(14)，注液孔(14)纵贯至下基板(12)上，注液孔(14)的顶部且位于上基板(11)的上表面开有沉槽(15)，防爆片(5)置于沉槽(15)内。

10.根据权利要求7所述的旋接式圆柱电池，其特征在于，上基板(11)的下表面圆心处开有内凹槽(16)，内凹槽(16)内放置有用于填补上基板(11)和下基板(12)之间缝隙的密封片(6)。