CN220569786U - 圆柱电池及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种圆柱电池及电池包，圆柱电池包括壳体和收容于所述壳体内的裸电芯组件，所述裸电芯组件包括裸电芯以及分别连接于所述裸电芯相对两端的正极耳和负极耳，所述壳体包括两端开口的本体以及分别密封连接于所述本体的两端开口的第一盖体以及第二盖体，所述负极耳电连接于所述第一盖体，所述第一盖体上形成有下沉区域，所述下沉区域上开设有通孔，所述第一盖体上密封连接有密封盖，所述密封盖覆盖所述下沉区域。通过本实用新型提供的一种圆柱电池及电池包，能够提升电芯品质。

Description

圆柱电池及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池领域，特别涉及圆柱电池及电池包。

背景技术

随着圆柱锂电池技术的发展，其电芯能量密度也越来越高。当前圆柱锂电池的负极端大多采用汇流盘焊接，同时配合底盖完成蹲封。采用这种方式进行密封，整个制程工艺较为复杂，同时，蹲封工艺容易导致圆柱锂电池的壳体开裂失效。因此，存在待改进之处。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种圆柱电池及电池包，以提升电芯品质。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供了一种圆柱电池，包括壳体和收容于所述壳体内的裸电芯组件，所述裸电芯组件包括裸电芯以及分别连接于所述裸电芯相对两端的正极耳和负极耳，所述壳体包括两端开口的本体以及分别密封连接于所述本体的两端开口的第一盖体以及第二盖体，所述负极耳电连接于所述第一盖体，所述第一盖体上形成有下沉区域，所述下沉区域上开设有通孔，所述第一盖体上密封连接有密封盖，所述密封盖覆盖所述下沉区域。

在本实用新型一实施例中，所述负极耳焊接连接于所述第一盖体。

在本实用新型一实施例中，所述下沉区域形成有加强筋。

在本实用新型一实施例中，所述下沉区域包括底壁与侧壁，所述密封盖的边缘密封连接于所述侧壁，所述密封盖覆盖所述底壁。

在本实用新型一实施例中，在通孔的中心轴的方向上，所述侧壁所在直线与所述通孔的中心轴形成的夹角为锐角。

在本实用新型一实施例中，所述第一盖体还形成有凸起区域，所述凸起区域背离所述负极极耳的方向凸起，所述凸起区域位于所述下沉区域的外围。

在本实用新型一实施例中，所述第一盖体还形成有环状区域，所述环状区域朝向所述负极耳的方向下沉，所述环状区域位于所述凸起区域的外围。

在本实用新型一实施例中，所述密封盖形成有凹陷区域，所述凹陷区域朝向所述负极耳的方向凹陷，所述凹陷区域靠近所述密封盖的边缘。

在本实用新型一实施例中，所述密封盖为圆形，所述密封盖的直径在30mm～38mm的范围之间。

本实用新型还提供一种电池包，其包括上述的圆柱电池。

如上所述，本实用新型提供一种圆柱电池，能够简化圆柱电池的制程工艺，降低圆柱电池的成本，在一定程度上缩减了圆柱电池的体积，进而提升电芯能量密度和品质。同时，能够提升圆柱电池的密封性。通过设置通孔，能够为实现圆柱电池的氦检提供检测条件。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为圆柱电池的示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为圆柱电池的第一盖体的示意图；

图4为图2的主视图；

图5为圆柱电池的第一盖体与本体焊接前的示意图；

图6为圆柱电池的第一盖体与本体焊接后的示意图；

图7为圆柱电池的第一盖体与本体卷封的示意图；

图8为图7中A部分放大的示意图；

图9为圆柱电池的负极耳与下沉区域焊接的示意图；

图10为图9的主视图；

图11为圆柱电池的清洗位置的示意图；

图12为圆柱电池中密封盖与第一盖体装配的示意图；

图13为图12的主视图。

图中：10、壳体；11、本体；12、第一盖体；121、下沉区域；1211、底壁；1212、侧壁；1213、焊接区域；122、凸起区域；123、环状区域；124、通孔；125、加强筋；13、密封盖；131、凹陷区域；20、裸电芯组件；21、裸电芯；22、正极耳；23、负极耳。

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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1至图13，本实用新型提供了一种圆柱电池，以改善现有的圆柱电池中对其负极端密封时，密封工艺较为繁琐的情况。圆柱电池可以包括壳体10与裸电芯组件20。裸电芯组件20可以收容于壳体10内。裸电芯组件20可以包括裸电芯21、正极耳22以及负极耳23。正极耳22与负极耳23可以分别连接于裸电芯21的相对两端。壳体10可以包括本体11、第一盖体12以及第二盖体。本体11的两端可以设有开口，第一盖体12与第二盖体可以分别密封连接于本体11的两端开口。负极耳23可以电连接于第一盖体12。

请参阅图3、图4及图5，在本实用新型的一个实施例中，第一盖体12的材质可以与本体11的材质相同。第一盖体12与本体11的一端开口之间的密封方式可不加限制。例如，第一盖体12可以焊接于本体11的一端开口，第二盖体可以焊接于本体11的另一端开口。即，第一盖体12的环状区域123的边缘可以与本体11的一端开口边缘相密接，此时可将环状区域123的边缘与本体11的一端开口边缘之间的接触部分进行密封焊接，以完成第一盖体12与本体11的一端开口之间的密封。

请参阅图3、图4、图5及图6，在本实用新型的一个实施例中，第一盖体12也可以卷封于本体11的一端开口。例如，第一盖体12的环状区域123的边缘处可设有内卷封面，卷封面的形状可以为环形。本体11的一端开口的边缘处可以设有外卷封面。外卷封面的形状与内卷封面的形状相适配。外卷封面与内卷封面之间的接触部分上可涂有密封填料。可以将外卷封面的周边与内卷封面的周边互相钩合，进行卷曲、压紧处理，以完成第一盖体12与本体11的一端开口之间的密封。

请参阅图3及图4，在本实用新型的一个实施例中，第一盖体12上可以形成有下沉区域121、凸起区域122以及环状区域123。其中，环状区域123可以位于凸起区域122的外围，凸起区域122可以位于下沉区域121的外围。第一盖体12的形状可以为圆形。第一盖体12的直径可以在44mm～48mm的范围之间。第一盖体12的厚度可在0.5mm～2mm的范围之间。例如，第一盖体12的直径可以为44mm，也可以为46mm，还可以为48mm。第一盖体12的厚度可以为0.5mm，也可以为1.25mm，还可以为2mm。第一盖体12的具体形状、大小、厚度可根据实际需求进行设定。

请参阅图3、图9及图10，在本实用新型的一个实施例中，下沉区域121可以朝向负极耳23的方向下沉。下沉区域121可以包括底壁1211与侧壁1212。底壁1211可以为圆形。侧壁1212可以为环形。侧壁1212与底壁1211相互配合以形成下沉区。负极耳23与底壁1211之间可以焊接连接，以使负极耳23可以焊接连接于第一盖体12。负极耳23与底壁1211之间的连接区域可以表示为焊接区域1213。在焊接过程中，可以采用激光穿透焊接工艺进行轴向连续焊接，以使轴向每一层的负极耳23都可以电连接于第一盖体12，进而在一定程度上能够降低电阻值。

请参阅图3及图4，在本实用新型的一个实施例中，底壁1211的形状可以为圆形，也可以为其他形状。在本实施例中，以底壁1211的形状为圆形为例进行说明。底壁1211的直径可以在30mm～38mm的范围之间。例如，底壁1211的直径可以为30mm，也可以为34mm，还可以为38mm。底壁1211的具体形状、大小可根据实际需求进行设定。

请参阅图3、图4及图5，在本实用新型的一个实施例中，底壁1211上可开设有通孔124。通孔124可位于底壁1211的中心部分，即通孔124可在底壁1211上居中设置。通孔124与壳体10的本体11同轴设置，可通过通孔124将焊头伸入到本体11内，以对正极进行焊接。可通过通孔124向本体11内注氦。由于氦气是一种十分稳定的气体，向圆柱电池加注后会排出圆柱电池的内部空气。同时，加注氦气后可以通过检测氦气浓度检测圆柱电池的密封性。即，下沉区域121上可开设有通孔124。通孔124的数量可以为至少一个。通孔124的形状可以为圆形，也可以为其他形状。在通孔124的中心轴的方向上，侧壁1212所在直线与通孔124的中心轴形成的夹角为锐角。即，侧壁1212与底壁1211相互配合形成的下沉区的形状可以为圆台形。在本实施例中，以通孔124的数量为一个、形状为圆形为例进行说明。通孔124可以位于底壁1211的中心部分上，通孔124也可位于底壁1211的非中心部分上。通孔124的直径可以在3mm～7.5mm的范围之间。例如，通孔124的直径可以为3mm，也可以为5.25mm，还可以为7.5mm。通孔124的具体分布位置、形状以及大小可根据实际需求进行设定。

请参阅图3，在本实用新型的一个实施例中，底壁1211上还可形成有加强筋125，以提升第一盖体12的整体结构稳定性。加强筋125的所在位置与焊接区域1213的所在位置相互不接触。加强筋125的形状可以不加限制。加强筋125可以以通孔124为中心，环形分布于底壁1211上。例如，加强筋125可以为十字形结构，通孔124可以位于加强筋125的中心部分上。又例如，加强筋125可以为米字形结构，通孔124可以位于加强筋125的中心部分上。加强筋125的具体分布位置、形状以及大小可根据实际需求进行设定。

请参阅图3、图4及图5，在本实用新型的一个实施例中，凸起区域122可以背向负极耳23的方向凸起。凸起区域122的形状可以为圆环形。环状区域123可以朝向负极耳23的方向下沉。环状区域123的形状也可以为圆环形。其中，凸起区域122可用于形成焊接的配合面。凸起区域122的内径可以为40mm，外径可以为44mm。环状区域123可通过下沉的形状对正极耳22的表面进行压合。环状区域123的内径可以为44mm，外径可以为45mm。

请参阅图1、图12及图13，在本实用新型的一个实施例中，第一盖体12上还可密封连接有密封盖13。密封盖13可以焊接于下沉区域121上，以覆盖下沉区域121，进而完成对通孔124的密封。密封盖13的形状可以与下沉区域121的形状相适配。即，密封盖13可以放置于侧壁1212与底壁1211相互配合形成的下沉区上。密封盖13的边缘可以密接于下沉区域121的侧壁1212，以覆盖底壁1211。当将密封盖13密封焊接于侧壁1212上后，密封盖13的表面可以与凸起区域122的表面位于同一平面上。在本实施例中，以密封盖13的形状为圆形为例进行说明。密封盖13的直径可以在30mm～38mm的范围之间。例如，密封盖13的直径可以为30mm，也可以为34mm，还可以为38mm。密封盖13的具体形状、大小可根据实际需求进行设定。

请参阅图1及图13，在本实用新型的一个实施例中，在将密封盖13密封焊接于侧壁1212的过程中，为了能够防止因焊接导致密封盖13的结构产生形变，因此可在密封盖13上形成凹陷区域131。凹陷区域131可以朝向负极耳23的方向凹陷，且凹陷区域131可以靠近密封盖13的边缘。通过设置凹陷区域131，在焊接过程中，能够起到缓冲的作用，进而能够对密封盖13的结构进行防护。凹陷区域131的形状可不加限制，例如，凹陷区域131的形状可以为圆环形。凹陷区域131的具体形状以及大小可根据实际需求进行设定。

请参阅图3、图4、图5及图6，在本实用新型的一个实施例中，在圆柱电池的装配过程中，可以先将裸电芯组件20收容于本体11中，之后将第一盖体12与第二盖体分别密封连接于本体11的两端开口。在本实施例中，可以采用激光焊接或者卷封的方式将第一盖体12密封连接于本体11的一端开口。可以采用激光焊接的方式将第二盖体密封连接于本体11的另一端开口。其中，第一盖体12的环状区域123的边缘可以与本体11的一端开口边缘相密接，此时可将环状区域123的边缘与本体11的一端开口边缘之间的接触部分进行焊接或卷封，以完成第一盖体12与本体11的一端开口之间的密封。

请参阅图9及图10，在本实用新型的一个实施例中，当将第一盖体12、第二盖体分别密封于本体11的两端开口后，此时可对第一盖体12上的下沉区域121进行焊接处理。负极耳23与底壁1211之间的连接区域可以表示为焊接区域1213。在焊接过程中，可以采用激光穿透焊接进行轴向连续焊接，以使轴向每一层的负极耳23都可以电连接于第一盖体12，进而在一定程度上能够降低电阻值。其中，激光穿透焊接是利用激光束优异的方向性和高功率密度等特性进行工作，通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。

在本实用新型的一个实施例中，当完成负极耳23与第一盖体12的穿透焊接后，可以通过通孔124向本体11的内部进行化成注液处理。即，可以通过通孔124将电解液注入到本体11的内部，以提供一个桥梁使离子和电子能够自由流通以此来充放电。

在本实用新型的一个实施例中，当完成化成注液处理后，可以通过通孔124向本体11的内部进行注氦处理。由于氦气是一种十分稳定的气体，向本体11加注后会排出圆柱电池的内部空气。同时，加注氦气后可以通过检测氦气浓度检测圆柱电池的密封性。

请参阅图11，在本实用新型的一个实施例中，当完成注氦处理后，可以对下沉区域121进行激光清洗处理。例如，可以对下沉区域121的侧壁1212进行激光清洗处理，以去除附着于侧壁1212表面的油污、氧化物、固体颗粒等杂质，以便后续能够方便进行焊接，提高圆柱电池的密封性。其中，激光清洗是指利用激光器发出光束通过汇聚的高能量特性以及激光光束的方向性，对材料体表面的污染物进行去除，且不会对材料体的基质造成损伤。

请参阅图12及图13，在本实用新型的一个实施例中，当完成下沉区域121的激光清洗处理后，可将密封盖13放入到下沉区域121上，以使密封盖13的边缘与侧壁1212接触，并使密封盖13覆盖底壁1211。同时，可通过焊接工艺将密封盖13的边缘与侧壁1212进行密封焊接，此时可完成圆柱电池的装配。

本实用新型还提出一种电池包，电池包可以包括如上述实施例中所描述的圆柱电池。例如，电池包可以为多个圆柱电池通过串联或者并联，或者串联和并联的混合来形成的电池模组。又例如，电池包可以为由多个该电池模组装配成电池包。再例如，电池包还可以是直接由该圆柱电池单体组合形成电池包。

可见，在上述方案中，能够简化圆柱电池的制程工艺，降低圆柱电池的成本，在一定程度上缩减了圆柱电池的体积，进而提升电芯能量密度和品质。同时，能够提升圆柱电池的密封性。通过设置通孔，能够为实现圆柱电池的氦检提供检测条件。

在整篇说明书中提到“一个实施例”、“实施例”或“具体实施例”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在具体实施例中”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本实用新型的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的实用新型实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本实用新型精神和范围的一部分。

以上公开的本实用新型实施例只是用于帮助阐述本实用新型。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种圆柱电池，包括壳体和收容于所述壳体内的裸电芯组件，其特征在于，所述裸电芯组件包括裸电芯以及分别连接于所述裸电芯相对两端的正极耳和负极耳，所述壳体包括两端开口的本体以及分别密封连接于所述本体的两端开口的第一盖体以及第二盖体，所述负极耳电连接于所述第一盖体，所述第一盖体上形成有下沉区域，所述下沉区域上开设有通孔，所述第一盖体上密封连接有密封盖，所述密封盖覆盖所述下沉区域。

2.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述负极耳焊接连接于所述第一盖体。

3.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述下沉区域形成有加强筋。

4.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述下沉区域包括底壁与侧壁，所述密封盖的边缘密封连接于所述侧壁，所述密封盖覆盖所述底壁。

5.根据权利要求4所述的圆柱电池，其特征在于，在通孔的中心轴的方向上，所述侧壁所在直线与所述通孔的中心轴形成的夹角为锐角。

6.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述第一盖体还形成有凸起区域，所述凸起区域背离所述负极耳的方向凸起，所述凸起区域位于所述下沉区域的外围。

7.根据权利要求6所述的圆柱电池，其特征在于，所述第一盖体还形成有环状区域，所述环状区域朝向所述负极耳的方向下沉，所述环状区域位于所述凸起区域的外围。

8.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述密封盖形成有凹陷区域，所述凹陷区域朝向所述负极耳的方向凹陷，所述凹陷区域靠近所述密封盖的边缘。

9.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述通孔居中设置于所述下沉区域上，且与所述本体同轴设置。

10.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的圆柱电池。