CN220984793U - 电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池及用电设备，第一集流盘沿第一方向设置在卷芯的端部且与卷芯电连接，第一集流盘设有沿第一方向贯通的第一通孔；壳体容纳卷芯且与卷芯的周向之间具有第一间隙，壳体设有开口；顶盖沿第一方向位于第一集流盘的一侧并设置在开口中，顶盖与第一集流盘之间具有间隔空间且设有与间隔空间连通的第二通孔；密封圈密封在顶盖与壳体之间，且密封圈与第一集流盘之间具有连通间隔空间与第一间隙的液体通道。如此设置，一部分电解液通过第一集流盘的第一通孔沿卷芯的轴向进入卷芯，还有部分电解液通过液体通道扩散到第一集流盘的边缘，进入第一间隙，提升注液工序的效率，解决了现有技术中圆柱电池的注液工序工时长的问题。

Description

电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池生产技术领域，具体涉及一种电池及用电设备。

背景技术

目前，圆柱电池因其成本低、结构强度高、能量密度高等诸多优势，在动力领域应用越来越广泛，各公司已经广泛布局大圆柱电池的生产。注液工序是圆柱电池生产中的一项重要工序，现有技术中，由于圆柱电池结构的原因，注液工序所需要的工时长，进而导致注液工序的制造成本较高、电池生产的综合效率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种电池及用电设备，以解决现有技术中圆柱电池的注液工序工时长的问题。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种电池，包括：

卷芯；

第一集流盘，沿第一方向设置在所述卷芯的端部且与所述卷芯电连接，并设有沿所述第一方向贯通的第一通孔；

壳体，容纳所述卷芯且与所述卷芯的周向之间具有第一间隙，并设有开口；

顶盖，沿所述第一方向位于所述第一集流盘的一侧并设置在所述开口中，与所述第一集流盘之间具有间隔空间且设有与所述间隔空间连通的第二通孔；

密封圈，密封在所述顶盖与所述壳体之间，且与所述第一集流盘之间具有连通所述间隔空间与所述第一间隙的液体通道。

可选的，所述密封圈具有沿所述第一方向靠近所述第一集流盘的延伸部，所述延伸部与所述第一集流盘抵接，且所述密封圈与所述第一集流盘接触的一端设有相对于边缘凹陷的凹槽，所述凹槽为所述液体通道。

可选的，所述凹槽为圆弧形或椭圆弧形或多边形。

可选的，所述凹槽为半圆形，且所述凹槽的直径为1mm-4mm。

可选的，所述密封圈具有沿所述第一方向靠近所述第一集流盘的延伸部，所述延伸部与所述第一集流盘之间具有第二间隙，所述第二间隙为所述液体通道。

可选的，所述第一间隙的径向尺寸为0.2mm-0.8mm。

可选的，所述第一集流盘设有凸向所述顶盖的第一凸起结构，所述第一凸起结构与所述顶盖抵接；或者，

所述顶盖设有凸向所述第一集流盘的第二凸起结构，所述第二凸起结构与所述第一集流盘抵接；或者，

所述第一集流盘设有凸向所述顶盖的所述第一凸起结构，所述顶盖设有凸向所述第一集流盘的所述第二凸起结构，所述第一凸起结构与所述第二凸起结构抵接。

可选的，多个所述第一凸起结构环绕所述第一集流盘的中心间隔设置。

可选的，所述卷芯的轴心设有在所述第一方向上贯通的注液通道，所述第一通孔、所述第二通孔及所述注液通道同轴设置。

可选的，所述第一集流盘还设有多个环绕所述第一集流盘的中心间隔设置的第三通孔。

可选的，所述密封圈在径向上设有环槽，所述顶盖嵌接在所述环槽中。

可选的，所述第一集流盘的外缘设有相对于所述第一集流盘翻折的翻边，所述翻边位于所述第一集流盘朝向顶盖的一面，所述壳体具有内壁向内折叠的限位连接区，所述限位连接区与所述翻边固定且电连接。

可选的，所述第二通孔封堵有密封胶钉，所述密封胶钉上封堵有与所述顶盖固接的密封金属钉。

一种用电设备，包括上述任一项中的电池。

本申请提供的电池，第一集流盘沿第一方向设置在卷芯的端部且与卷芯电连接，第一集流盘设有沿第一方向贯通的第一通孔；壳体容纳卷芯且与卷芯的周向之间具有第一间隙，壳体设有开口；顶盖沿第一方向位于第一集流盘的一侧并设置在开口中，顶盖与第一集流盘之间具有间隔空间且设有与间隔空间连通的第二通孔；密封圈密封在顶盖与壳体之间，且密封圈与第一集流盘之间具有连通间隔空间与第一间隙的液体通道。如此设置，电解液由顶盖处的第二通孔向卷芯注入并到达间隔空间，间隔空间为电解液提供了分布扩散的空间，一部分电解液通过第一集流盘的第一通孔沿卷芯的轴向进入卷芯，沿轴向渗透的同时也逐圈渗透，与此同时，还有部分电解液通过液体通道扩散到第一集流盘的边缘，进而进入第一间隙，使得卷芯外周与壳体之间也充满电解液，电解液自卷芯的最外圈向内逐圈渗透，这样一来，轴向与径向多维渗透、内圈与外圈对向渗透，通过对电池结构的改进，实现电解液多个方向、多条通道渗透，提升电解液的浸润速度，缩短注液时间，提升注液工序的效率，解决了现有技术中圆柱电池的注液工序工时长的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的电池的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电池的剖面结构示意图；

图3为本申请实施例提供的电池的爆炸结构示意图；

图4为本申请实施例提供的密封圈的剖面结构示意图；

图5为本申请实施例提供的第一集流盘的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的顶盖的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的顶盖的剖面结构示意图。

在图1-图7中：

1、卷芯；2、第一集流盘；3、顶盖；4、壳体；5、密封圈；6、间隔空间；7、第一间隙；8、密封胶钉；9、密封金属钉；10、第二集流盘；11、正极柱；12、绝缘介质；

101、注液通道；

201、第一凸起结构；202、第一通孔；203、第三通孔；204、翻边；

301、第二通孔；302、第二凸起结构；

401、限位连接区；

501、凹槽；502、环槽；503、延伸部。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。

如图1-图3所示，本申请实施例提供了一种电池，具体为圆柱电池，包括卷芯1、第一集流盘2、顶盖3、壳体4、密封圈5、第二集流盘10、正极柱11、绝缘介质12。

卷芯1的端部具有极性相反的第一极耳和第二极耳，具体地，极耳为极片边缘处的一体结构，正负极片与隔膜层叠卷绕形成卷芯1；第一集流盘2沿第一方向设置在卷芯1的端部且与卷芯1电连接，也即第一集流盘2覆盖在第一极耳上且二者之间焊接，第一集流盘2设有沿第一方向贯通的第一通孔202；壳体4容纳卷芯1、顶盖3以及第一集流盘2，且壳体4与卷芯1的周向之间具有第一间隙7，壳体4设有开口；顶盖3沿第一方向位于第一集流盘2的一侧并设置在开口中，顶盖3与第一集流盘2之间具有间隔空间6，且设有与间隔空间6连通的第二通孔301，第二通孔301在第一方向上贯通；密封圈5密封在顶盖3与壳体4之间，起到使电解液不能通过顶盖3的周围漏出的作用，且密封圈5与第一集流盘2之间具有连通间隔空间6与第一间隙7的液体通道。本申请中，第一方向与电池的轴向同向。

如此设置，电解液由顶盖3处的第二通孔301向卷芯1注入并到达间隔空间6，间隔空间6为电解液提供了分布扩散的空间，一部分电解液通过第一集流盘2的第一通孔202沿卷芯1的轴向进入卷芯1，沿轴向渗透的同时也逐圈渗透，与此同时，还有部分电解液通过液体通道扩散到第一集流盘2的边缘，进而进入第一间隙7，使得卷芯1外周与壳体4之间也充满电解液，电解液自卷芯1的最外圈向内逐圈渗透，这样一来，轴向与径向多维渗透、内圈与外圈对向渗透，通过对电池结构的改进，实现电解液多个方向、多条通道渗透，提升电解液的浸润速度，缩短注液时间，提升注液工序的效率，解决了现有技术中圆柱电池的注液工序工时长的问题。

需要说明是，第一极耳为负极耳，第一集流盘2为负极集流盘，第二极耳为正极耳，第二集流盘10为正极集流盘，第二集流盘10覆盖在第二极耳上且二者之间焊接，正极柱11焊接在与第二集流盘10上，且绝缘介质12围绕在正极柱11周围，壳体4围绕在绝缘介质12周围，以使正极柱11与壳体4之间绝缘。本申请提供的技术方案优选为正负极耳在异侧的圆柱电池，即卷芯1的两端分别为正极耳与负极耳，当然，应用在正负极耳在同侧的圆柱电池也是可以的。

在一可选的实施例中，如图4所示，密封圈5在第一方向上具有一定长度，在朝外的一端，密封圈5密封在顶盖3周围，在朝内的一端，密封圈5具有沿第一方向靠近第一集流盘2的延伸部503，延伸部503与第一集流盘2抵接，且密封圈5与第一集流盘2接触的一端设有相对于边缘凹陷的凹槽501，也即凹槽501沿第一方向凹陷，凹槽501为液体通道。凹槽501的数量可设置为1-12个，当设有多个时，凹槽501均匀间隔设置。

如此设置，密封圈5不仅起到将顶盖3密封安装至壳体4中的作用，还起到辅助支撑间隔空间6的作用，稳定第一集流盘2与顶盖3相对位置，令电池整体结构更为安全可靠，且由于密封圈5与第一集流盘2在第一方向上不是完全接触密封的，故同时形成了供电解液沿径向分散的液体通道；缺口式设计的凹槽501也易于加工。当然，设置密封圈5与第一集流盘2接触的一端为平整状，密封圈5的侧壁上设有贯通孔作为液体通道，也是可行的。

在一具体的实施例中，为了便于生产加工，凹槽501为圆弧形或椭圆弧形或多边形，多边形可以是三角形、梯形、长方形等。

在一优选的实施例中，设置凹槽501为半圆形，且凹槽501的直径为1mm-4mm，包含端点值。

如此设置，经过模拟与试验，当凹槽501的直径小于1mm时，由于其尺寸过小，而电解液具有一定的粘度，电解液粘滞性较高时流动速度慢，甚至会无法从凹槽501中通过；当凹槽501的直径大于4mm时，由于其尺寸较大，容易导致密封圈5的结构强度无法保证而易变形；综上，当凹槽501的直径满足上述范围时，兼顾电解液的扩散速度，保证较优的注液工况的同时，能够保证密封圈5的结构强度。

在另一可选的实施例中，密封圈5具有沿第一方向靠近第一集流盘2的延伸部503，延伸部503与第一集流盘2之间具有第二间隙，第二间隙为液体通道。

如此设置，密封圈5与第一集流盘2在第一方向上无接触关系，这种情况下的间隙通道在径向上任意处均贯通无阻，使得电解液流至卷芯1与壳体4之间的第一间隙7的注液效率到达了最佳工况。

在另一具体的实施例中，设置第一间隙7的径向尺寸，也即卷芯1的周向与壳体4的内壁之间的间隙距离，为0.2mm-0.8mm，包含端点值，优选设置为0.5mm。

如此设置，经过模拟与试验，当第一间隙7小于0.2mm时，由于电解液具有粘滞性，其沿自第一集流盘2向第二集流盘10的方向扩散时，容易因间隙过小而发生远端无法充盈电解液的问题；当第一间隙7大于0.8mm时，由于在原来的基础上增设一个空间，难以在维持壳体4原有尺寸与卷芯1的直径代表的电量之间进行均衡，需要进行适应性的变动较大，产生额外成本；综上，当第一间隙7的径向尺寸满足上述范围时，能够在容纳足够电解液的同时，也不会对原本的电池规格设计造成大的改动影响。

在一具体的实施例中，卷芯1的轴心设有在第一方向上贯通的注液通道101，注液通道101是卷芯1卷绕成型时形成的，第一通孔202、第二通孔301及注液通道101同轴设置，即三者在第一方向上的中轴线是重合的。

如此设置，电解液由通过第二通孔301进入电池内部，第二通孔301、间隔空间6、第一通孔202、注液通道101共同形成主要的电解液流经路径，电解液到达间隔空间6后，直接快速进入注液通道101，沿轴向充满注液通道101，电解液自卷芯1的最内圈向外逐圈渗透，以供电解液快速地尽可能地充盈在电池内部中，为整个电解液注液工序提供良好的先决条件。

在一优选的实施例中，第一集流盘2还设有多个环绕第一集流盘2的中心间隔设置的第三通孔203，第三通孔203与局部第一极耳相对，也即第三通孔203与卷芯1的极片之间的隔膜相通。

如此设置，电解液还能够通过第三通孔203沿轴向渗入第一极耳之间、到达极片之间，进一步优化提升注液效率。

在一可选的实施例中，如图5-图7所示，关于顶盖3与第一集流盘2之间的间隔空间6具体形成方式，可以设置为，顶盖3设有沿第一方向凸向第一集流盘2的第二凸起结构302，第二凸起结构302与第一集流盘2抵接；或者，也可以设置为，第一集流盘2设有沿第一方向凸向顶盖3的第一凸起结构201，第一凸起结构201与顶盖3抵接；或者，也可以设置为，顶盖3设有沿第一方向凸向第一集流盘2的第二凸起结构302，第一集流盘2设有沿第一方向凸向顶盖3的第一凸起结构201，第一凸起结构201与第二凸起结构302抵接。需要说明的是，第二凸起结构302可以是顶盖3通过冲压一体成型形成的，第一凸起结构201可以是第一集流盘2通过冲压一体成型形成的；抵接表示相连接的二者之间存在挤压过盈量，确保面接触，具有良好的电导通。另外，除了抵接外，还可额外通过焊接强化固定。需要说明的是，图6展示的是顶盖3朝向第一集流盘2的一面。

如此设置，顶盖3与第一集流盘2电连接，顶盖3带负电，这样使得顶盖3被迫得电子，从而阻碍顶盖3失电子的腐蚀过程，提高顶盖3的抗腐蚀能力；而且，顶盖3和/或第一集流盘2通过自身的异形设计支撑出间隔空间6，不仅生产加工简单易行，而且连接可靠，可实施性强。当然，利用焊接在顶盖3与第一集流盘2之间的金属柱支撑出间隔空间6也是可行的。

进一步地，在第一集流盘2设有沿第一方向凸向顶盖3的第一凸起结构201的实施方式中，多个第一凸起结构201环绕第一集流盘2的中心间隔设置。

如此设置，提供均匀且稳定的抵接关系，而且当第一凸起结构201罩在第三通孔203上且一一对应时，能够通过一次冲压工序，同时得到第一凸起结构201与第三通孔203，也即第一凸起结构201由第三通孔203处的实体材料得到，使得第一集流盘2的整体加工工序成本低、效率高。

在另一优选的实施例中，密封圈5在径向上设有环槽502，顶盖3嵌接在环槽502中，也即顶盖3的外边缘的相对两面均与密封圈5紧密接触。

如此设置，密封效果好，顶盖3固定安装在密封圈5中，二者位置关系稳固，而且在这种连接关系下，密封圈5与顶盖3之间具有装配关系，在电池生产过程中，顶盖3与密封圈5提前装配好，来料已经加工装配为一体，提升装配容易度与装配效率。

在一具体的实施例中，如图5所示，第一集流盘2的外缘设有相对于第一集流盘2翻折的翻边204，翻边204与第一集流盘2一体成型，翻边204位于第一集流盘2朝向顶盖3的一面，壳体4具有内壁向内折叠的限位连接区401，限位连接区401与翻边204固定且电连接，具体通过焊接实现。

如此设置，令壳体4带负电；而且，第一集流盘2设置翻边204，翻边204相对于第一集流盘2有一定的倾斜角度，壳体4内壁因向内折叠形成沿径向向内凸出的限位连接区401，该区域压在翻边204上能够实现充分面接触，然后再进行焊接固定，电导通稳定可靠，而且第一集流盘2相对于壳体4的位置也更加稳固。

在另一具体的实施例中，第二通孔301封堵有密封胶钉8，密封胶钉8上封堵有与顶盖3焊接的密封金属钉9。

如此设置，注液完成后，由于当前工位无法完成最终的焊接密封固定，故先通过密封胶钉8将第二通孔301堵住，保证电池在流水线设备上移动的过程中，电解液不会漏出，在到达密封焊接工位后，将密封金属钉9覆盖在密封胶钉8上，然后与顶盖3焊接固定，完成最终的密封工序。

基于上述的电池，本申请实施例还提供了一种用电设备，该用电设备包括上述的电池。由于该用电设备具有上述的电池，所以用电设备由电池带来的有益效果请参见上述内容，在此不再赘述。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

应当理解，本申请实施例描述中所用到的限定词“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”和“第六”仅用于更清楚的阐述技术方案，并不能用于限制本申请的保护范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (14)

1.一种电池，其特征在于，包括：

卷芯(1)；

第一集流盘(2)，沿第一方向设置在所述卷芯(1)的端部且与所述卷芯(1)电连接，并设有沿所述第一方向贯通的第一通孔(202)；

壳体(4)，容纳所述卷芯(1)且与所述卷芯(1)的周向之间具有第一间隙(7)，并设有开口；

顶盖(3)，沿所述第一方向位于所述第一集流盘(2)的一侧并设置在所述开口中，与所述第一集流盘(2)之间具有间隔空间(6)且设有与所述间隔空间(6)连通的第二通孔(301)；

密封圈(5)，密封在所述顶盖(3)与所述壳体(4)之间，且与所述第一集流盘(2)之间具有连通所述间隔空间(6)与所述第一间隙(7)的液体通道。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述密封圈(5)具有沿所述第一方向靠近所述第一集流盘(2)的延伸部(503)，所述延伸部(503)与所述第一集流盘(2)抵接，且所述密封圈(5)与所述第一集流盘(2)接触的一端设有相对于边缘凹陷的凹槽(501)，所述凹槽(501)为所述液体通道。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述凹槽(501)为圆弧形或椭圆弧形或多边形。

4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述凹槽(501)为半圆形，且所述凹槽(501)的直径为1mm-4mm。

5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述密封圈(5)具有沿所述第一方向靠近所述第一集流盘(2)的延伸部(503)，所述延伸部(503)与所述第一集流盘(2)之间具有第二间隙，所述第二间隙为所述液体通道。

6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一间隙(7)的径向尺寸为0.2mm-0.8mm。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一集流盘(2)设有凸向所述顶盖(3)的第一凸起结构(201)，所述第一凸起结构(201)与所述顶盖(3)抵接；或者，

所述顶盖(3)设有凸向所述第一集流盘(2)的第二凸起结构(302)，所述第二凸起结构(302)与所述第一集流盘(2)抵接；或者，

所述第一集流盘(2)设有凸向所述顶盖(3)的所述第一凸起结构(201)，所述顶盖(3)设有凸向所述第一集流盘(2)的所述第二凸起结构(302)，所述第一凸起结构(201)与所述第二凸起结构(302)抵接。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，多个所述第一凸起结构(201)环绕所述第一集流盘(2)的中心间隔设置。

9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述卷芯(1)的轴心设有在所述第一方向上贯通的注液通道(101)，所述第一通孔(202)、所述第二通孔(301)及所述注液通道(101)同轴设置。

10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一集流盘(2)还设有多个环绕所述第一集流盘(2)的中心间隔设置的第三通孔(203)。

11.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述密封圈(5)在径向上设有环槽(502)，所述顶盖(3)嵌接在所述环槽(502)中。

12.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一集流盘(2)的外缘设有相对于所述第一集流盘(2)翻折的翻边(204)，所述翻边(204)位于所述第一集流盘(2)朝向顶盖(3)的一面，所述壳体(4)具有内壁向内折叠的限位连接区(401)，所述限位连接区(401)与所述翻边(204)固定且电连接。

13.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第二通孔(301)封堵有密封胶钉(8)，所述密封胶钉(8)上封堵有与所述顶盖(3)固接的密封金属钉(9)。

14.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1-13任一项所述的电池。