CN220553516U - 一种圆柱电芯、电池组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种圆柱电芯、电池组及电子设备,该圆柱电芯包括:壳体、电极组件、电极端子和O型密封圈;壳体包括端壁和围绕端壁的侧壁,端壁包括通孔;电极组件容纳于壳体内,电极组件包括第一极耳;电极端子固定于通孔且与通孔绝缘设置,电极端子包括暴露于壳体外部且沿端壁的径向延伸的外凸缘部和伸入壳体内部的连接部,连接部与第一极耳电连接;O型密封圈环绕设置于电极端子的周向,且被配置为在外凸缘部的挤压下密封通孔。本申请中通过在端壁和电极端子之间设置O型密封圈,可以改善电极端子安装位置处密封效果较差,容易出现电解液泄漏的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,具体涉及一种圆柱电芯、电池组及电子设备。
背景技术
圆柱电芯由于其特有的优势,在使用过程中,有着软包或者方壳结构不可比拟的优势。圆柱电芯一般是由正极极片、负极极片和隔膜通过卷绕或者叠片等方式组装成电极组件,之后装入壳体,再将端壁封堵在壳体开口处,最后注入电解液后得到的。
为了提高圆柱电芯的密封性能,减少电解液泄漏风险,通常在端壁上电极端子安装位置处设置密封件。现在技术中密封件通常为L型密封圈,使用过程中靠径向挤压密封,密封接触面较大,容易失稳,进而使得密封可靠性不高,容易出现漏液问题,从而导致圆柱电芯的使用寿命较短,且不利于圆柱电芯的使用安全。
实用新型内容
鉴于以上现有技术的缺点,本实用新型提供一种圆柱电芯、电池组及电子设备,以改善电极端子安装位置容易出现漏液现象,影响圆柱电芯使用寿命的技术问题。
为实现上述目的及其它相关目的,本实用新型提供一种圆柱电芯,包括:壳体、电极组件、电极端子和O型密封圈;所述壳体包括端壁和围绕所述端壁的侧壁,所述端壁包括通孔;所述电极组件容纳于所述壳体内,所述电极组件包括第一极耳;所述电极端子固定于所述通孔且与所述通孔绝缘设置,所述电极端子包括暴露于所述壳体外部且沿所述端壁的径向延伸的外凸缘部和伸入所述壳体内部的连接部,所述连接部与所述第一极耳电连接;所述O型密封圈环绕设置于所述电极端子的周向,并位于所述端壁背离所述电极组件的一侧,所述O型密封圈被配置为在所述外凸缘部的挤压下密封所述通孔。
在本实用新型圆柱电芯一示例中,所述通孔的侧壁包括朝向所述端壁外侧的第一锥台面,所述电极端子还包括有第二锥台面,所述第二锥台面设置在所述连接部和所述外凸缘部的连接处;所述第一锥台面和所述第二锥台面的小端均指向所述电极组件,且两者之间形成有环绕的通道,所述O型密封圈抵接压紧在所述通道内。
在本实用新型圆柱电芯一示例中,所述电极端子还包括止挡部,所述止挡部环绕所述第二锥台面设置,且与所述第二锥台面远离所述电极组件的一端相连接。
在本实用新型圆柱电芯一示例中,所述止挡部为沿所述连接部周向延伸的环形凸台。
在本实用新型圆柱电芯一示例中,所述圆柱电芯还包括第一绝缘件,所述第一绝缘件至少部分位于所述外凸缘部与所述端壁之间,且与所述环形凸台抵接。
在本实用新型圆柱电芯一示例中,所述第一绝缘件靠近所述端壁的一侧设置有凸块,所述端壁设置有与所述凸块相对应的第一凹槽;所述第一绝缘件环绕所述外凸缘部的外周设置有定位块,所述外凸缘部设置有与所述定位块相对应的卡槽。
在本实用新型圆柱电芯一示例中,所述壳体的主要材质为铝,所述电极端子沿所述端壁厚度方向分为铝材部和铜材部,且至少部分所述铝材部位于所述端壁外侧;所述铝材部与所述铜材部之间形成有连接界面,所述O型密封圈位于所述连接界面的靠近所述电极组件的一侧。
在本实用新型圆柱电芯一示例中,所述端壁朝向所述外凸缘部的一侧包括环形凹槽,所述O型密封圈设置在所述环形凹槽内,且在所述外凸缘部的压紧作用下挤压所述环形凹槽。
在本实用新型圆柱电芯一示例中,沿所述圆柱电芯的高度方向,所述电极端子暴露在所述端壁外侧的高度为1~2mm。
在本实用新型还提供一种电池组,该电池组包括上述所述的圆柱电芯。
本实用新型再提供一种电子设备,该电子设备包括上述的电池组。
本实用新型圆柱电芯,通过在外凸缘部与端壁之间设置O型密封圈,O型密封圈在外凸缘部挤压作用下,密封接触面的大小会随着挤压力的大小而调节,当O型密封圈周向受力不均匀时,会通过调节密封接触面的大小而自动适应挤压应力的变化,进而使得通孔周向方向均能获得较好的密封性能,提高了通孔位置处密封的可靠性,进而可以减少电解液从该位置泄漏的风险,提高了圆柱电芯的使用寿命;同时因为O型密封圈的体积较小,在圆柱电芯上占用的安装空间较小,可以提高圆柱电芯的空间利用率;除此之外,本申请中,外凸缘部设置在壳体外侧,连接部伸入到通孔内,使得电极端子在壳体上为正装安装,这样设置,因为电极端子在壳体内部进行固定,减少了电极端子暴露在壳体外侧的高度,所以在同等高度规格下,电极端子占用高度较小,进而可以相应增大电极组件可占用的高度空间,从而可以增加圆柱电芯的体积能量密度。
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实施例。
图1为本实用新型圆柱电芯一实施例的三维示意图;
图2为本实用新型圆柱电芯一实施例的剖视图;
图3为本实用新型圆柱电芯一实施例中O型密封圈的安装位置局部示意图;
图4为图3中区域B的局部放大图;
图5为本实用新型圆柱电芯一实施例中连接部与通孔之间通过第二绝缘件绝缘隔离的安装示意图;
图6为本实用新型圆柱电芯一实施例中电极端子的三维示意图;
图7为本实用新型圆柱电芯一实施例中端壁上安装零件的爆炸图;
图8为本实用新型圆柱电芯一实施例中电极端子的剖视图;
图9为本实用新型圆柱电芯另一实施例中O型密封圈的安装位置示意图;
图10为图9中区域C处的局部放大图;
图11为本实用新型电池组一实施例的整体结构示意图;
图12为本实用新型电池组安装在车辆上的结构示意图。
元件标号说明
100、圆柱电芯;110、壳体;111、侧壁;112、端壁;1121、通孔;11211、第一锥台面;1122、环形凹槽;1123、第一凹槽;113、端盖;120、电极组件;121、第一极耳;122、集流构件;123、第二极耳;130、电极端子;131、外凸缘部;1311、卡槽;132、连接部;1321、第二锥台面;1322、止挡部;13221、止挡端面;13222、定位环面;133、铝材部;134、铜材部;135、连接界面;140、O型密封圈;150、通道;160、第一绝缘件;161、定位槽;1611、槽侧壁;1612、槽底壁;16121、开孔;162、凸块;163、定位块;170、第二绝缘件;171、绝缘间隙;172、环形凸部;180、焊接块;190、泄压件;200、电池组;210、箱体;211、第一箱体部;212、第二箱体部;300、电子设备;310、工作部。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解,本实用新型实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案,而不是为了限制本实用新型的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法,通常按照常规条件,或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时,应理解,除非本实用新型另有说明,每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义,本实用新型中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本实用新型的记载,还可以使用与本实用新型实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本实用新型。
须知,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本实用新型可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本实用新型可实施的范畴。
请参阅图1至图12,本实用新型提供了一种圆柱电芯100、电池组200和电子设备300,该圆柱电芯100通过在端壁和电极端子130之间设置O型密封圈140,可以改善第一电极端子安装位置处密封效果较差,容易出现电解液泄漏的问题。
请参阅图1至图3,该圆柱电芯100包括:壳体110、电极组件120、电极端子130和O型密封圈140。
请参阅图1和图2,壳体110内形成有容纳腔,用于容纳电极组件120、电解液(未示出)以及其他部件,容纳腔可以是一端开口也可以是两端开口。具体地,壳体110的尺寸可以根据电极组件120的具体尺寸来确定。壳体110的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等,为了防止长期使用时壳体110生锈,还可以在壳体110的表面镀一层防锈材料,如金属镍等。在本实施例圆柱电芯100一实施例中,壳体110包括筒状的侧壁111和分别封闭侧壁111两端的端壁112和端盖113,端壁112或端盖113可以是与侧壁111一体成型连接,也可以作为单独零件焊接连接在侧壁111上,对此不作具体限制。请参阅图2,在本申请一实施例中,端壁112和端盖113均与壳体的侧壁111焊接连接。
电极组件120密封安装在壳体110内,密封的具体形式不受限定。电极组件120是电芯中发生电化学反应的部件。壳体110内可以包含一个或多个电极组件120。电极组件120主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔膜。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面;正极集流体包括正极涂覆区和连接于正极涂覆区的正极极耳,正极涂覆区涂覆有正极活性物质层,正极极耳未涂覆正极活性物质层。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面;负极集流体包括负极涂覆区和连接于负极涂覆区的负极极耳,负极涂覆区涂覆有负极活性物质层,负极极耳未涂覆负极活性物质层。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质层包括正极活性物质,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质层包括负极活性物质,负极活性物质可以为碳或硅等。隔膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。为对电芯起到防护和绝缘作用,还可以在电芯外部包覆绝缘膜,绝缘膜可由PP、PE、PET、PVC或其它高分子聚合物材料合成。
请参阅图2,在本实用新型圆柱电芯100一实施例中,电极组件120密封安装在壳体110内,电极组件120长度方向的两端分别设置有第一极耳121和第二极耳123,且第一极耳121和第二极耳123的极性相反,其中,第一极耳121朝向端壁112,且第一极耳121为正极极耳。需要说明的是,在其它实施例中,第一极耳121也可以为负极极耳,第二极耳123也可以为正极极耳。
在本实用新型圆柱电芯100一实施例中,请参阅图3和图4,端壁112上开设有通孔1121,沿端壁112的厚度方向,通孔1121贯穿端壁112。通孔1121在端壁112的具体位置不限,较佳地,在本实施例中,通孔1121设置在端壁112的中心位置,这样设置方便电极端子130在端壁112上的周向定位安装,有利于提高组装效率。在其它实施例中,端壁112上也可以开设有两个或多个通孔1121,只要能够满足安装使用要求即可。电极端子130绝缘地安装在通孔1121内,只要能够实现电极端子130与端壁112之间的绝缘,电极端子130在端壁112上的安装方式可以不受限定。请参阅图3和图4,在本申请一实施例中,电极端子130与通孔1121之间形成有绝缘间隙171,通过绝缘间隙171实现电极端子130与通孔1121之间的绝缘隔离。
请参阅图2至图5,在本实用新型圆柱电芯100一实施例中,在端壁112的厚度方向上,电极端子130包括连接部132和外凸缘部131,连接部132穿设在通孔1121内,且伸入到壳体110内部,连接部132靠近电极组件120的一端与第一极耳121电连接。需要说明的是,连接部132可以与第一极耳121直接连接,比如第一极耳121通过焊接或抵接等方式连接于连接部132,当然,第一极耳121也可以是与连接部132间接连接,比如,第一极耳121与其他部件相连后,再与连接部132焊接或抵接。请参阅图2,在本申请一实施例中,连接部132通过集流构件122与第一极耳121导电连接。电极端子130的数量可以是一个,也可以是多个,示例性的,在本实施例中,电极端子130的数量为一个,对应的端壁112上的通孔1121数量也为一个。外凸缘部131设置在连接部132远离第一极耳121的一端,且外凸缘部131位于端壁112远离电极组件120的一侧;外凸缘部131为圆盘结构,且在周向方向上沿端壁112的径向方向延伸;在其它实施例中,外凸缘部131也可以是矩形结构或者多边形结构等任意形状结构,对此不作具体限定。这样设置,使得电极端子130正装连接在壳体110上,使得连接部132与端壁112之间的连接位置位于端壁112靠近电极组件120的一侧(即壳体110的内侧),进而可以降低电极端子130在端壁112背离电极组件120的一侧(即壳体110的外侧)暴露的高度,有利于降低圆柱电芯100的整体高度尺寸,节省圆柱电芯100的安装空间。
需要说明的是,在电极组件远离端壁112的一侧,第二极耳123与端盖113导电连接,导电连接方式可以是第二极耳123直接与端盖113焊接连接,还可以是第二极耳123通过其它集流构件与端盖113导电连接,对此不作具体限定。请参阅图2,在本申请一实施例中,端盖113与第二极耳123直接焊接连接,同时端盖113与壳体110的侧壁111焊接连接,进而实现第二极耳123与壳体110之间的导电连接。在本申请另一实施例中,端盖113上也可以开设通孔,在通孔内安装与第二极耳123导电连接的其它电极端子,且该电极端子与壳体110电绝缘。
请参阅图3、图4和图5,在本实用新型圆柱电芯100一实施例中,电极端子130分别通过第一绝缘件160、第二绝缘件170与端壁112实现绝缘隔离。第一绝缘件160设置在外凸缘部131与端壁112的外壁之间,使外凸缘部131与端壁112外壁绝缘。第二绝缘件170设置在连接部132与端壁112的内壁之间,使连接部132与端壁112内壁绝缘。具体地,请参阅图5,第二绝缘件170靠近通孔1121一侧设置有环形凸部172,环形凸部172伸入到通孔1121内侧,且环形凸部172的内壁与连接部132的侧壁抵接,环形凸部172的外壁与通孔1121的内壁抵接,进而实现连接部132与通孔1121之间的绝缘隔离。在壳体110内部还设置有焊接块180,焊接块180套设在伸入到壳体110内部的连接部132的外侧壁上,焊接块180与连接部132之间焊接连接,焊接块180靠近端壁112的一端压紧抵接在第二绝缘件170上,进而使得连接部132绝缘固定在端壁112上。在其它实施例中,焊接块180与连接部132之间也可以采用铆装连接固定,只要能够实现连接部132在端壁112上的固定安装即可。O型密封圈140环绕设置在连接部132的周向方向上,并位于端壁112背离电极组件120的一侧,O型密封圈140被配置为在外凸缘部131向下的挤压作用下密封通孔1121。具体地,O型密封圈140可以套设在连接部132上,与连接部132的外侧壁抵接,也可以不与连接部132的外侧壁抵接,对此不作限定;O型密封圈140可以部分位于端壁112背离电极组件120的一侧,部分位于通孔1121内;也可以全部位于端壁112背离电极组件120的一侧;只要能够在外凸缘部131朝向电极组件120侧下压时,O型密封圈140能够被压紧使得通孔1121实现密封即可。O型密封圈140的材质可以有多种选择,例如橡胶、硅胶等,对此不作具体限制。
上述实施例中,通过将O型密封圈140环绕设置在连接部132的周向方向上,并位于端壁112背离电极组件120的一侧,使得O型密封圈140在外凸缘部131挤压作用下,密封接触面的大小会随着挤压力的大小而调节,当外凸缘部131对O型密封圈140周向上的压力大小不均匀时,O型密封圈140会通过调节密封接触面的大小而自动适应挤压应力的变化,使得O性密封圈始终抵接压紧在端壁112上,进而使得通孔1121周向方向均能获得较好的密封性能,提高了通孔1121位置处密封的可靠性,进而可以减少电解液从该位置泄漏的风险,提高了圆柱电芯100的使用寿命;同时因为O型密封圈140的体积较小,在圆柱电芯100上占用的安装空间较小,可以提高圆柱电芯100的空间利用率。
请参阅图3和图4,在本实用新型圆柱电芯100一示例中,在通孔1121背离电极组件120的一端,通孔1121侧壁上连接有第一锥台面11211;在连接部132与外凸缘部131连接处设置有与第一锥台面11211相对应的第二锥台面1321,且第一锥台面11211和第二锥台面1321的小端均指向电极组件120侧;在第一锥台面11211与第二锥台面1321之间形成有环绕的通道150,O型密封圈140抵接压紧在通道150内。这样设置,在外凸缘部131的压力作用下,O型密封圈140在通道150内能产生较大的密封接触面积,进而可以获得较好的密封效果,有效降低通孔1121处出现漏液的概率,提高圆柱电芯100的使用寿命。
请参阅图3和图4,在本实用新型圆柱电芯100一示例中,第一锥台面11211与第二锥台面1321同轴设置,且锥角相同。这样设置,使得位于第一锥台面11211与第二锥台面1321之间的通道150在延伸方向上为等截面设置,进而使得通道150内的O型密封圈140在密封接触面上产生较为均匀的形变,进而获得均匀的压紧应力,因此可以在密封接触面上获得均匀的密封效果,进一步降低通孔1121位置漏液的风险。需要说明的是,第一锥台面11211和第二锥台的锥角不作具体限定,在满足O型密封圈140的密封要求的条件下,锥角可以是任意角度。
请参阅图4,在本实用新型圆柱电芯100一示例中,电极端子130还包括有止挡部1322,止挡部1322环绕第二锥台面1321设置,且止挡部1322一端与第二锥台面1321远离电机组件120的一端相连接,止挡部1322的另一端与外凸缘部131相连接。通过设置止挡部1322,可以降低O型密封圈140从通道150内向背离电极组件120的一侧滑出的概率,减少了O型密封圈140安装和使用过程中出现移位的概率,因此可以提高O型密封圈140密封效果的稳定性。具体地,止挡部1322可以是任意结构,例如止挡部1322可以是块状结构,多个止挡部1322环绕连接部132外侧壁间隔设置;止挡部1322也可以是整体环形结构等,只要能够起到对O型密封圈140从通道150内滑出的止挡作用即可。
请参阅图4、图6和图8,在本实用新型圆柱电芯100一示例中,止挡部1322为沿连接部132周向延伸的环形凸台,环形凸台与连接部132一体成型连接,环形凸台包括止挡端面13221,止挡端面13221与第二锥台面1321之间呈角度设置。这样设置,在第二锥台面1321的开口处形成有拐角结构,进而对O型密封圈140从通道150内滑出时产生阻力,起到阻挡O型密封圈140滑出的作用。同时,因为止挡部1322为环形凸台结构,可以对O型密封圈140起到较好的限制作用,且结构稳定性较高。具体地,在本实用新型一实施例中,止挡端面13221可以与端壁112靠近外凸缘部131的端面平行设置,这样设置,既可以阻挡O型密封圈140从通道150内滑出,又能方便O型密封圈140从通道150开口处进行安装,可以提高O型密封圈140的安装效率。
请参阅3、图4和图7,在本实用新型圆柱电芯100一示例中,第一绝缘件160上开设有定位槽161,定位槽161包括槽侧壁1611和槽底壁1612,在槽底壁1612上贯通有开孔16121,连接部132穿设在开孔16121内,且外凸缘部131的侧壁与槽侧壁1611相抵接;槽底壁1612压紧抵接在外凸缘部131与端壁112之间;环形凸台还设置有与止挡端面13221相垂直的定位环面13222,且定位环面13222与第一绝缘件160的开孔16121侧壁相抵接,进而封堵在通道150的开口端。这样设置,一方面便于第一绝缘件160与连接部132之间的定位安装,提高安装效率;另一方面还可以进一步防止O型密封圈140从通道150内滑出,保证O型密封圈140的密封效果。
请参阅图3、图6和图7,在本实用新型一实施例中,第一绝缘件160靠近端壁112的一侧设置有凸块162,端壁112在靠近外凸缘部131的一侧端面上设置有与凸块162相对应的第一凹槽1123;凸块162卡接在第一凹槽1123中;第一凹槽1123的数量不限,可以是一个或多个;较佳地,请参阅图7,在本实用新型一实施例中,第一凹槽1123设置有三个,三个第一凹槽1123环绕端壁112的中心设置,且第一凹槽1123为与端壁112中心同轴设置的弧形结构,相应地,第一绝缘件160上也设置有三个凸块162,凸块162与第一凹槽1123的形状和位置相对应;第一绝缘件160环绕外凸缘部131的外周面上还设置有定位块163,定位块163与槽侧壁1611连接,外凸缘部131的外周面上开设有与定位块163相对应的卡槽1311,定位块163卡接在卡槽1311中;定位块163可以设置有一个或多个,在本实施例中,环绕第一绝缘件160的中心设置有多个定位块163,相应地,环绕外凸缘部131的外周面上也设置有多个卡槽1311。这样设置,可以在端壁112与第一绝缘件160之间、第一绝缘件160与电极端子130之间均获得较好的防扭效果,从而可以减少电极端子130与端壁112之间出现相对转动的概率,一方面可以减少O型密封圈140在使用过程中出现磨损的概率,进一步提高O型密封圈140的密封稳定性;另一方面还能提高电极端子130与第一极耳121之间电连接的稳定性。
具体地,壳体110的材质可以有多种选择,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等;壳体110具体材质的选择需要根据实际使用需求确定。请参阅图2、图3和图8,在本实用新型圆柱电芯100一示例中,壳体110主要材质为铝,壳体110与电极组件120的正极极耳导电连接,进而使得壳体110整体带正电;电极端子130为铜铝复合材质,沿端壁112厚度方向,电极端子130分为铝材部133和铜材部134,且至少部分铝材部133位于壳体110外侧;铝材部133与铜材部134之间形成有连接界面135;连接界面135可以位于外凸缘部131上,也可以位于连接部132上,还可以位于连接部132与外凸缘部131的交接位置处,只要保证外凸缘部131背离电极组件120的一侧为铝材材质即可。铝材部133和铜材部134之间连接方式不受限制,例如可以焊接连接、材料复合一体成型等任意方式,只要能够满足铝材部133和铜材部134之间的稳定机械连接和可靠的导流要求即可。O型密封圈140位于连接界面135靠近电极组件120的一侧。这样设置,使得O型密封圈140在通孔1121处形成的密封界面位于连接界面135以下,可以防止电解液与连接界面135接触,进而减少电解液对连接界面135的污染和腐蚀,从而可以提高铝材部133和铜材部134之间连接的稳定性,保证电极端子130的正常导流性能。具体地,请参阅图8,在本实施例中,连接部132与外凸缘部131之间的连接平面为铝材部133和铜材部134的连接界面135,这样设置,外凸缘部131整体为铝材部133,连接部132整体为铜材部134。这种结构,一方面便于铝材部133和铜材部134之间的连接,方便连接界面135的识别;另一方面还能使得O型密封圈140的安装位置更加靠近外凸缘部131一侧,进而在连接部132与通孔1121之间获得较佳地支撑点,有利于提高连接部132在通孔1121中的安装稳定性和可靠性,进一步减少O型密封圈140使用过程中出现移位的现象,进而获得较佳地密封效果。
请参阅图9和图10,在本实用新型圆柱电芯100一示例中,端壁112朝向外凸缘部131的一侧开设有环形凹槽1122,环形凹槽1122与连接部132同轴设置,沿端壁112的厚度方向,外凸缘部131的投影覆盖环形凹槽1122;O型密封圈140设置在环形凹槽1122内,且在外凸缘部131的压紧作用下O型密封圈140与环形凹槽1122和端壁112挤压压紧,进而形成密封接触面,以对通孔1121位置进行密封。这样设置,与上述实施例中的通道150结构相比,环形凹槽1122更方便加工;同时因此环形凹槽1122可以对O型密封圈140的压紧变形起到定位作用,可以获得较为稳定的密封效果。具体地,在本实用新型另一实施例中,在径向方向上,第一绝缘件160的开孔16121侧壁与环形凹槽1122远离通孔1121中心的侧壁同轴等直径设置。这样设置,可以对O型密封圈140沿径向向中心外侧的挤压变形起到一定的限位作用,进而有利于O型密封圈140在环槽凹槽内的压紧压实,进一步提高O型密封圈140的密封效果。
请参阅图3,在本实用新型圆柱电芯100一实施例中,沿圆柱电芯100的高度方向,电极端子130暴露在端壁112外侧的高度H为1~2mm,例如可以是1mm、1.5mm或2mm等。电极端子130暴露在端壁112外侧的高度H的大小影响圆柱电芯100的整体高度尺寸,在同等高度规格下,高度尺寸H越大,电极组件可占用的高度空间就越小,进而圆柱电芯的体积能量密度就越小。本实施例中,将高度H设置在1~2mm之间,可以减少电极端子在高度方向占用的空间,进而可以提高电极组件占用的高度空间,从而使得圆柱电芯可以获得较高的能量密度。
在其它一些实施例中,请参阅图7,圆柱电芯100还可以包括泄压件190,泄压件190安装于端壁112上,泄压件190被配置为排放圆柱电芯100的内部压力。其中,泄压件190起到在圆柱电芯100热失控时排放圆柱电芯100内部压力的作用,泄压件190的结构可以是多种,比如,泄压件190可以是诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等部件。需要说明的是,在其他实施例中,泄压件190也可以安装于壳体110上。
请参阅图11,本实用新型电池组200一实施例中,电池组200包括箱体210和至少一个圆柱电芯100;箱体210包括第一箱体部211和第二箱体部212,第一箱体部211与第二箱体部212相互盖合形成容纳空间,多个圆柱电芯100容置在容纳空间内,多个圆柱电芯100之间可以串联和/或并联连接。电池组200可以例如是电池模组、电池包等。
请参阅图12,本实用新型电子设备300一示例中,电子设备300包括工作部310和电池组200,工作部310与电池组200电连接,以获取电能支持。工作部310可以为能够获取电池组200的电能,并做出对应工作的单元部件,例如风扇的扇叶旋转单元,吸尘器的吸尘工作单元,电动汽车中的车轮驱动单元等。电子设备300可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等;航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述电子设备300不作特殊限制。在本实用新型电子设备300一实施例中,电子设备500为车辆,工作部310为车辆的车体,电池组200固定安装在车体上,进而为车辆提供驱动力,实现车辆的运行。
本实用新型圆柱电芯100,通过将O型密封圈140环绕设置在连接部132的周向方向上,并位于端壁112背离电极组件120的一侧,使得O型密封圈140在外凸缘部131挤压作用下,密封接触面的大小会随着挤压力的大小而调节,当外凸缘部131对O型密封圈140周向上的压力大小不均匀时,O型密封圈140会通过调节密封接触面的大小而自动适应挤压应力的变化,使得O性密封圈始终抵接压紧在端壁112上,进而使得通孔1121周向方向均能获得较好的密封性能,提高了通孔1121位置处密封的可靠性,进而可以减少电解液从该位置泄漏的风险,提高了圆柱电芯100的使用寿命;同时因为O型密封圈140的体积较小,在圆柱电芯100上占用的安装空间较小,可以提高圆柱电芯100的空间利用率。同时,通过将O型密封圈140安装在通道150内,使得O型密封圈140在通道150内能产生较大密封接触面积,进而可以获得较好的密封效果,有效降低通孔1121处出现漏液的概率,提高圆柱电芯100的使用寿命。除此之外,通过设置止挡部1322,可以降低O型密封圈140从通道150内向背离电极组件120的一侧滑出的概率,减少了O型密封圈140安装和使用过程中出现移位的概率,因此可以提高O型密封圈140密封效果的稳定性。所以,本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效,而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种圆柱电芯,其特征在于,包括:
壳体,所述壳体包括端壁和围绕所述端壁的侧壁,所述端壁包括通孔;
电极组件,容纳于所述壳体内,所述电极组件包括第一极耳;
电极端子,固定于所述通孔且与所述通孔绝缘设置,所述电极端子包括暴露于所述壳体外部且沿所述端壁的径向延伸的外凸缘部和伸入所述壳体内部的连接部,所述连接部与所述第一极耳电连接;
O型密封圈,环绕设置于所述连接部的周向,并位于所述端壁背离所述电极组件的一侧,所述O型密封圈被配置为在所述外凸缘部的挤压下密封所述通孔。
2.根据权利要求1所述的圆柱电芯,其特征在于,所述通孔的侧壁包括朝向所述端壁外侧的第一锥台面,所述电极端子还包括有第二锥台面,所述第二锥台面设置在所述连接部和所述外凸缘部的连接处;所述第一锥台面和所述第二锥台面的小端均指向所述电极组件,且两者之间形成有环绕的通道,所述O型密封圈抵接压紧在所述通道内。
3.根据权利要求2所述的圆柱电芯,其特征在于,所述电极端子还包括止挡部,所述止挡部环绕所述第二锥台面设置,且与所述第二锥台面远离所述电极组件的一端相连接。
4.根据权利要求3所述的圆柱电芯,其特征在于,所述止挡部为沿所述连接部周向延伸的环形凸台。
5.根据权利要求4所述的圆柱电芯,其特征在于,所述圆柱电芯还包括第一绝缘件,所述第一绝缘件至少部分位于所述外凸缘部与所述端壁之间,且与所述环形凸台抵接。
6.根据权利要求5所述的圆柱电芯,其特征在于,所述第一绝缘件靠近所述端壁的一侧设置有凸块,所述端壁设置有与所述凸块相对应的第一凹槽;所述第一绝缘件环绕所述外凸缘部的外周设置有定位块,所述外凸缘部设置有与所述定位块相对应的卡槽。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的圆柱电芯,其特征在于,所述壳体的主要材质为铝,所述电极端子沿所述端壁厚度方向分为铝材部和铜材部,且至少部分所述铝材部位于所述端壁外侧;所述铝材部与所述铜材部之间形成有连接界面,所述O型密封圈位于所述连接界面的靠近所述电极组件的一侧。
8.根据权利要求1所述的圆柱电芯,其特征在于,所述端壁朝向所述外凸缘部的一侧包括环形凹槽,所述O型密封圈设置在所述环形凹槽内,且在所述外凸缘部的压紧作用下挤压所述环形凹槽。
9.根据权利要求1所述的圆柱电芯,其特征在于,沿所述圆柱电芯的高度方向,所述电极端子暴露在所述端壁外侧的高度为1~2mm。
10.一种电池组,其特征在于,包括权利要求1至9中任一项所述的圆柱电芯。
11.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求10所述的电池组。
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