CN220474851U - 一种负极集流盘组件及圆柱电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种负极集流盘组件及圆柱电池，其包括包括负极柱、负极集流盘及第一绝缘件，所述负极柱固定设置于第一绝缘件上，负极柱的一端与设置在第一绝缘件下方的负极集流盘连接，另一端用于和电池壳体负极端进行连接，第一绝缘件表面绕负极柱中心轴线等间距设置有多个贯穿孔，多个贯穿孔位于负极柱外周侧，用于通过所述贯穿孔对负极集流盘与卷芯负极端进行焊接。本实用新型将负极柱直接通过负极集流盘与卷芯进行连接，省去连接片的使用，缩短负极柱与卷芯之间的连接距离，整个负极集流盘组件在电池壳体内轴向方向占用空间较少，由此可以提升卷芯在电池内部的空间利用率，从而提高电池能量密度。

Description

一种负极集流盘组件及圆柱电池

技术领域

本实用新型涉及圆柱电池技术领域，尤其涉及一种负极集流盘组件及圆柱电池。

背景技术

全极耳圆柱型锂离子电池是目前动力电池的一个重点发展方向，传统圆柱形电池通常由壳体、正极盖板组件、负极盖板组件及卷芯组成。

目前圆柱电池壳体大多为两端开口，正极盖板组件和负极盖板组件分别设置在壳体的两端，并分别与设置在壳体内的卷芯两端的极耳进行焊接。如公开号为CN218548597U公开的一种电池盖板组件及圆柱电池，其是通过在负极集流盘上引出的连接片与盖板上的极柱进行焊接，由此形成负极盖板组件，再将负极集流盘与卷芯上的揉平的负极耳进行焊接，最后将卷芯插入到壳体内，对连接片进行折弯，使折弯后的连接片容纳于壳体内，最后将盖板与壳体开口处进行焊接。

上述圆柱电池装配方式，由于负极盖板组件上增加了连接片，一方面增加了电池内阻，另一方面，连接片需要进行Z字型折弯，这会在电池内部轴向方向占用较大空间，降低卷芯在电池内部空间利用率，从而降低电池的能量密度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种负极集流盘组件及圆柱电池，来解决现有的负极集流盘在与壳体装配过程中，需要进行连接片折弯，导致负极集流盘组件在电池内部轴向方向占用较大空间，造成电池能量密度降低的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一方面，本实用新型提供了一种负极集流盘组件，包括负极柱、负极集流盘及第一绝缘件，所述负极柱固定设置于第一绝缘件上，负极柱的一端与设置在第一绝缘件下方的负极集流盘连接，另一端用于和电池壳体负极端进行连接，第一绝缘件表面绕负极柱中心轴线等间距设置有多个贯穿孔，多个贯穿孔位于负极柱外周侧，用于通过所述贯穿孔对负极集流盘与卷芯负极端进行焊接。

在上述技术方案的基础上，优选的，多个贯穿孔绕负极柱径向方向呈条形设置。

进一步，优选的，所述负极集流盘朝向第一绝缘件的一面设置有与贯穿孔位置对应的焊接凹槽。

另一方面，本实用新型还公开了一种圆柱电池，包括壳体、卷芯、正极盖板组件及所述的负极集流盘组件，壳体具有相对设置的敞口端和封闭端，所述封闭端设有安装孔，所述安装孔的直径小于壳体的内腔直径，卷芯及负极集流盘组件设置于壳体内，卷芯的负极端与负极集流盘进行焊接，负极柱穿过安装孔并与壳体连接，正极盖板组件固定设置与敞开端，并与卷芯正极端电连接。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述负极集流盘组件还包括基板，所述基板设置在第一绝缘件远离负极集流盘的一面，负极柱固定设置在基板上，并与基板电性隔离，负极柱穿过第一绝缘件并与负极集流盘连接，基板的直径小于第一绝缘件的直径，所述基板用于和电池壳体负极端上的安装孔进行连接，多个贯穿孔位于基板外周侧。

进一步，优选的，所述负极集流盘组件还包括第二绝缘件、密封件及铆接件，所述负极柱、第二绝缘件、基板及第一绝缘件顺次通过铆接件进行固定连接，密封件设置在铆接件与基板之间，铆接件与负极集流盘相连接。

进一步，优选的，所述基板与第一绝缘件相连接的一端外周侧设置有定位部，所述封闭端内壁设置有与安装孔同轴的定位槽，定位部用于和定位槽相连接。

进一步，优选的，所述第一绝缘件远离基板的一侧外边缘设置有环形凸缘，所述环形凸缘的内径大于负极集流盘的直径及卷芯的直径。

优选的，所述壳体的封闭端设置有防爆阀，第一绝缘件表面设置有泄压孔。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本实用新型公开的负极集流盘组件，通过使负极柱的一端与设置在第一绝缘件下方的负极集流盘连接，并在负极柱外周侧所在的第一绝缘件表面等间距设置多个贯穿孔，通过贯穿孔可以完成负极集流盘与卷芯负极端的焊接，使得负极柱直接通过负极集流盘与卷芯进行连接，省去连接片的使用，缩短负极柱与卷芯之间的连接距离，整个负极集流盘组件在电池壳体内轴向方向占用空间较少，由此可以提升卷芯在电池内部的空间利用率，从而提高电池能量密度；(2)通过在负极集流盘朝向第一绝缘件的一面设置有与贯穿孔位置对应的焊接凹槽，一方面可以通过焊接凹槽确定负极集流盘与卷芯上的极耳焊接区域，另一方面，焊接凹槽可以阻隔焊渣进入到卷芯内部，造成短路；

(3)通过在第一绝缘件远离负极集流盘的一面设置基板，使负极柱设置在基板上，并与基板电性隔离，同时使基板的直径小于第一绝缘件的直径，当负极集流盘组件和卷芯连接后，二者整体入壳后，可以将基板穿过电池壳体负极端上的安装孔，并使基板与电池壳体进行焊接，从而实现负极柱与电池壳体之间电性隔离，保证电池壳体不带电，提高圆柱电池安全性。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的负极集流盘组件的立体结构示意图；

图2为本实用新型公开的负极集流盘组件的分解示意图；

图3为本实用新型公开的负极集流盘组件的俯视图；

图4为图3中A-A处平面剖视图；

图5为本实用新型公开的圆柱电池的立体结构示意图；

图6为本实用新型公开的圆柱电池的分解示意图；

图7为图6中B处局部放大图；

附图标记：

1、负极集流盘组件；11、基板；12、负极柱；13、负极集流盘；14、第一绝缘件；141、贯穿孔；131、焊接凹槽；2、壳体；3、卷芯；4、正极盖板组件；21、安装孔；111、定位部；22、定位槽；15、第二绝缘件；16、密封件；17、铆接件；142、环形凸缘；23、防爆阀；143、泄压孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通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方式，都属于本实用新型保护的范围。

作为现有技术而言，负极柱12与负极集流盘13之间通常需要借助连接片进行连接，负极盖板组件组装过程中，首先将负极集流盘13上的连接片和负极柱12进行焊接，然后将负极集流盘13先与卷芯3端部的全极耳焊接后，在卷芯3入壳过程中，需要对连接片进行折叠，由此一来，连接片进行Z字型折弯，这会在电池内部轴向方向占用较大空间，降低卷芯3在电池内部空间利用率，从而降低电池的能量密度。

为此，本实用新型实施例公开了一种负极集流盘组件，来解决上述技术问题，如图1所示，结合图2和3，负极集流盘组件包括负极柱12、负极集流盘13及第一绝缘件14。

其中，负极柱12固定设置于第一绝缘件14上，负极柱12的一端与设置在第一绝缘件14下方的负极集流盘13连接，另一端用于和电池壳体负极端进行连接。可以理解的是，本实施例的负极柱的直径小于第一绝缘件14的直径，在一些实施例中，负极柱12可以穿过第一绝缘件14，并与第一绝缘件14固定连接。

本实施例的负极集流盘组件在与卷芯负极端连接时，采用的方案是：在第一绝缘件14表面绕负极柱中心轴线等间距设置有多个贯穿孔141，多个贯穿孔141位于负极柱12外周侧，用于通过所述贯穿孔141对负极集流盘13与卷芯负极端进行焊接。

采用上述技术方案，将装配完成的负极集流盘组件放置到卷芯3的负极端，通过贯穿孔141可以完成负极集流盘13与卷芯3负极端的焊接，使得负极柱12直接通过负极集流盘13与卷芯3进行连接，省去连接片的使用，缩短负极柱12与卷芯3之间的连接距离，将负极集流盘组件和卷芯3整体入壳后，使负极柱12与壳体内底面进行抵接，可以通过穿透焊实现负极柱和壳体2进行连接，这样的结构设置下，整个负极集流盘组件在电池壳体2内轴向方向占用空间较少，由此可以提升卷芯3在电池内部的空间利用率，从而提高电池能量密度。

值得注意的是，上述实施例方式中，负极柱在与壳体连接时，壳体为一端开口，即壳体的负极端为封闭端，负极集流盘组件和卷芯3整体入壳后，负极柱12与壳体内底面进行接触，通过穿透焊可以实现负极柱12和壳体连接。

为了使负极集流盘13和卷芯3上的极耳焊接面积更大，本实施例使多个贯穿孔141绕负极柱12径向方向呈条形设置。由此设置，负极集流盘13可以由卷芯3外侧向中部实施焊接，保证卷芯3由内往外均能够和负极集流盘13实现焊接。

作为一些较佳实施方式，负极集流盘13朝向第一绝缘件14的一面设置有与贯穿孔141位置对应的焊接凹槽131。由此设置，一方面可以通过焊接凹槽131确定负极集流盘13与卷芯3上的极耳焊接区域，另一方面，焊接凹槽131可以阻隔焊渣进入到卷芯3内部，造成短路。

本实用新型还公开了一种圆柱电池，参照附图5-7所示，圆柱电池包括壳体2、卷芯3、正极盖板组件4及所述的负极集流盘组件1，壳体2具有相对设置的敞口端和封闭端，封闭端设有安装孔21，安装孔21的直径小于壳体2的内壁直径，卷芯3及负极集流盘组件1设置于壳体2内，卷芯3的负极端与负极集流盘13进行焊接，负极柱穿过安装孔21并与壳体2焊接，正极盖板组件4固定设置与敞开端，并与卷芯3正极端电连接。

采用上述技术方案，将负极集流盘13与卷芯3的负极端的极耳进行焊接完成后，将卷芯3及负极集流盘组件1之整体塞入到壳体2内，并使负极柱12穿过壳体2上的安装孔21，实现负极柱12和壳体2进行连接，完成负极集流盘组件1和壳体2装配完成后，将正极盖板组件4与卷芯3的正极端焊接，然后将正极盖板组件4与壳体2的正极开口端进行焊接。

由于整个负极集流盘组件1在电池壳体2内轴向方向占用空间较少，由此可以提升卷芯3在电池内部的空间利用率，从而提高圆柱电池能量密度。

另外，值得注意的是，电池壳体2的负极端仅开设安装孔，同时负极集流盘组件上的负极柱穿过安装孔，来与壳体进行连接，相对于传统的两端开口的壳体结构而言，无需进行顶盖设置，这在壳体轴向方向进一步减少了空间占用，提高了能量密度。

由于负极柱12与电池壳体连接，电池壳体带负电，存在安全隐患，为此，本实施例为了解决上述技术问题，采用的方案是：负极集流盘组件1还包括基板11，基板11设置在第一绝缘件14远离负极集流盘13的一面，基板11为金属材质，负极柱12固定设置在基板11上，并与基板11电性隔离，负极柱12穿过第一绝缘14件并与负极集流盘13连接，基板11的直径小于第一绝缘件14的直径，基板11用于和电池壳体负极端上的安装孔进行连接，多个贯穿孔141位于基板11外周侧。

采用上述技术方案，当负极集流盘组件1和卷芯焊接完成后，整体入壳后，可以将基板11穿过安装孔21，使基板11和电池壳体通过安装孔21配合处进行激光焊接，此时负极柱12与基板11之间电性隔离，可以实现负极柱12和电池壳体2之间不发生电连接，从而实现电池壳体不带电，保证圆柱电池安全性。

优选的，参照附图4所示，负极集流盘组件还包括第二绝缘件15、密封件16及铆接件17，所述负极柱12、第二绝缘件15、基板11及第一绝缘件14顺次通过铆接件17进行固定连接，密封件16设置在铆接件17与基板11之间。采用上述技术方案，通过铆接件17利用铆接工艺可以将负极柱12、第二绝缘件15、基板11及第一绝缘件14进行铆接，实现负极集流盘组件的部分装配，最后将负极集流盘13放置与第一绝缘件14底面，将铆接件17与负极集流盘13通过穿透焊实施焊接。

通过在铆接件17与基板11之间设置密封件16，可以提高负极集流盘组件的密封性，避免电解液泄露。

作为一些较佳实施方式，基板11与第一绝缘件14相连接的一端外周侧设置有定位部111，封闭端内壁设置有与安装孔21同轴的定位槽22，定位部111用于和定位槽22相连接。由此设置，当负极集流盘组件1入壳后，基板11穿过安装孔21后，可以由定位部111和定位槽22进行配合连接，从而限定基板11在壳体2上的位置，从而实现基板11与壳体2之间的连接，同时由于定位部111和定位槽22的配合，可以延长电解液泄露路径，提高密封性。

优选的，第一绝缘件14远离基板11的一侧外边缘设置有环形凸缘142，环形凸缘142的内径大于负极集流盘13的直径及卷芯3的直径。由此设置，环形凸缘142可以对卷芯3进行径向限位，避免卷芯3和壳体2内壁发生接触。

优选的，壳体2的封闭端设置有防爆阀23，第一绝缘件14表面设置有泄压孔143。通过防爆阀23的设置，可以在圆柱电池发生热失控时，及时的冲破防爆阀23进行泄压，泄压孔143可以提供热失控能量传递的通道。

值得注意的是，本实施例中公开的正极盖板组件4可以采用传统的结构方式。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种负极集流盘组件，其包括负极柱(12)、负极集流盘(13)及第一绝缘件(14)，其特征在于：所述负极柱(12)固定设置于第一绝缘件(14)上，负极柱(12)的一端与设置在第一绝缘件(14)下方的负极集流盘(13)连接，另一端用于和电池壳体(2)负极端进行连接，第一绝缘件(14)表面绕负极柱(12)中心轴线等间距设置有多个贯穿孔(141)，多个贯穿孔(141)位于负极柱(12)外周侧，用于通过所述贯穿孔(141)对负极集流盘(13)与卷芯(3)负极端进行焊接。

2.如权利要求1所述的负极集流盘组件，其特征在于：多个贯穿孔(141)绕负极柱(12)径向方向呈条形设置。

3.如权利要求2所述的负极集流盘组件，其特征在于：所述负极集流盘(13)朝向第一绝缘件(14)的一面设置有与贯穿孔(141)位置对应的焊接凹槽(131)。

4.一种圆柱电池，其特征在于，包括壳体(2)、卷芯(3)、正极盖板组件(4)及如权利要求1至3任一所述的负极集流盘组件(1)，其特征在于：壳体(2)具有相对设置的敞口端和封闭端，所述封闭端设有安装孔(21)，所述安装孔(21)的直径小于壳体(2)的内壁直径，卷芯(3)及负极集流盘组件(1)设置于壳体(2)内，卷芯(3)的负极端与负极集流盘(13)进行焊接，负极柱(12)穿过安装孔(21)并与壳体(2)连接，正极盖板组件(4)固定设置于敞口端，并与卷芯(3)正极端电连接。

5.如权利要求4所述的圆柱电池，其特征在于：所述负极集流盘组件(1)还包括基板(11)，所述基板(11)设置在第一绝缘件(14)远离负极集流盘(13)的一面，负极柱(12)固定设置在基板(11)上，并与基板(11)电性隔离，负极柱(12)穿过第一绝缘件(14)并与负极集流盘(13)连接，基板(11)的直径小于第一绝缘件(14)的直径，所述基板(11)用于和电池壳体负极端上的安装孔进行连接，多个贯穿孔(141)位于基板(11)外周侧。

6.如权利要求5所述的圆柱电池，其特征在于：所述负极集流盘组件(1)还包括第二绝缘件(15)、密封件(16)及铆接件(17)，所述负极柱(12)、第二绝缘件(15)、基板(11)及第一绝缘件(14)顺次通过铆接件(17)进行固定连接，密封件(16)设置在铆接件(17)与基板(11)之间，铆接件(17)与负极集流盘(13)相连接。

7.如权利要求5或6所述的圆柱电池，其特征在于：所述基板(11)与第一绝缘件(14)相连接的一端外周侧设置有定位部(111)，所述壳体(2)的封闭端内壁设置有与安装孔(21)同轴的定位槽(22)，定位部(111)用于和定位槽(22)相连接。

8.如权利要求5所述的圆柱电池，其特征在于：所述第一绝缘件(14)远离基板(11)的一侧外边缘设置有环形凸缘(142)，所述环形凸缘(142)的内径大于负极集流盘(13)的直径及卷芯(3)的直径。

9.如权利要求4所述的圆柱电池，其特征在于：所述壳体(2)的封闭端设置有防爆阀(23)，第一绝缘件(14)表面设置有泄压孔(143)。