CN221201341U - 一种电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到电池技术领域，公开了一种电池，包括壳体，壳体包括正棱柱外壳和圆柱内壳，正棱柱外壳中空且一端开口，圆柱内壳中空且两端开口，圆柱内壳穿设于正棱柱外壳且与正棱柱外壳固定连接；盖体，盖体与正棱柱外壳开口一端密封连接；卷芯，卷芯穿设于圆柱内壳中且与圆柱内壳固定，其中，所述正棱柱外壳和所述圆柱内壳之间填充有电解液；圆柱内壳为电池卷芯提供均匀的支撑，并且在电池使用过程中随着电芯膨胀持续为电池卷芯提供均匀的压力，有效减少电池析锂，降低容量衰减，正棱柱外壳提供充足的储液空间，还能够在多个电池成组时贴合密切，充分利用成组空间，盖体保证电池的密封，结合卷芯与电解液构成一个完整的电池。

Description

一种电池

技术领域

本实用新型涉及到电池技术领域，具体而言涉及到一种电池。

背景技术

圆柱电池作为二次电池中的一种，在生活中诸如移动电源、电动玩具、电动汽车等领域都具有广泛的应用。但是，当前圆柱电池设计普遍存在几个缺陷，圆柱电池在多个电池进行串并联成组时，由于结构的特性，各电池单体无法很好地贴合，无法充分利用有限的成组空间，再者由于社会对大容量电池的需要，高容量圆柱电池导致电解液储液空间越来越小，电解液不足严重影响了电池循环使用寿命。

为了解决这些问题，近年来出现了一些六棱柱电池、蜂巢电池等多边形电池，这些电池结构中电池卷芯和壳体之间接触存在不完全包裹的情况，导致电芯卷芯受力不均匀，此外，在使用过程中，电池卷芯膨胀会加剧这种受力不均现象，进而导致电池析锂，容量快速衰减，严重时还可能导致安全失效的风险。

因此，需要提供一种新型的电池，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池，以解决现有技术中电解液储液空间小以及电池卷芯与正棱柱壳体之间受力不均匀的技术问题。

本实用新型采用了以下的技术方案：

一种电池，包括：

壳体，所述壳体包括正棱柱外壳和圆柱内壳，所述正棱柱外壳中空且一端开口，所述圆柱内壳中空且两端开口，所述圆柱内壳穿设于所述正棱柱外壳且与所述正棱柱外壳固定连接；

盖体，所述盖体与所述正棱柱外壳开口一端密封连接；

卷芯，所述卷芯穿设于所述圆柱内壳中且与所述圆柱内壳固定；

其中，所述和所述圆柱内壳之间填充有电解液。

进一步地，所述正棱柱外壳与所述圆柱内壳相切，所述正棱柱外壳内与所述圆柱内壳外的空间形成侧面腔室。

进一步地，所述圆柱内壳底部比所述正棱柱外壳底部短且形成底部腔室，所述底部腔室的高度为2-10毫米。

进一步地，所述圆柱内壳顶部比所述正棱柱外壳顶部短且形成顶部腔室，所述顶部腔室的高度为5-35毫米。

进一步地，所述卷芯、所述侧面腔室、所述底部腔室和所述顶部腔室相互连通。

进一步地，所述正棱柱外壳为正六棱柱外壳。

进一步地，所述盖体背离所述圆柱内壳一面的中心设置有极柱，所述极柱与所述卷芯电连接。

进一步地，所述盖体设置有泄压阀，所述泄压阀与所述侧面腔室相连。

进一步地，所述盖体设置有注液孔，所述注液孔远离所述泄压阀且与所述侧面腔室相连。

进一步地，所述正棱柱外壳的底部为电池负极。

有益效果：

本实用新型提供一种电池，和传统的圆柱电池相比，本实用新型具有侧面腔室、底部腔室和顶部腔室所组成充裕的储液空间，可以存储足量的电池电解液，持续补充电池充放电使用过程中消耗的电解液，从而提高电池的循环使用寿命；另外，圆柱内壳可以为电池卷芯提供均匀的支撑，并且能在电池使用过程中随着卷芯膨胀持续为电池卷芯提供均匀的压力，有效减少电池析锂，降低容量衰减；正棱柱外壳，在保证提供储液空间的同时，还能够在多个电池单体串并联成组时贴合密切，充分利用成组空间；盖体上的泄压阀设置可以保证在电池使用过程中，如果遇到电池性能失效使内部压力过大时能够主动泄压，降低电池爆炸风险。

附图说明

图1为本实用新型一种电池一实施例的整体结构示意图；

图2为本实用一种电池的剖视结构示意图；

图3为本实用一种电池的去盖体部分的结构示意图。

其中：1、壳体；11、正棱柱外壳；12、圆柱内壳；2、盖体；3、卷芯；4、侧面腔室；5、底部腔室；6、顶部腔室；7、极柱；8、泄压阀；9、注液孔。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更若干个所述特征。在本实用新型的描述中，“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1至图3，本实用新型提出了一种电池，包括：壳体1，所述壳体1包括正棱柱外壳11和圆柱内壳12，所述正棱柱外壳11中空且一端开口，所述圆柱内壳12中空且两端开口，所述圆柱内壳12穿设于所述正棱柱外壳11且与所述正棱柱外壳11固定连接；盖体2，所述盖体2与所述正棱柱外壳11开口一端密封连接；卷芯3，所述卷芯3穿设于所述圆柱内壳12且与所述圆柱内壳12固定；其中，所述正棱柱外壳11和所述圆柱内壳12之间填充有电解液。

在上述实施例中，壳体1是电池结构中的重要框架，起到保护内部组件的作用，并提供机械支撑和固定的功能，电池结构所采用的是双层的壳体1，分成正棱柱外壳11和圆柱内壳12，各自起到不一样的功能，正棱柱外壳11是外部包裹层，可以由金属或塑料制成，具体设置为一个只有一端开口的桶状，具有外围以及底部，因此具有中空的容纳空间，容纳内部的各个电池组件，正棱柱外壳11的尺寸、形状和安装要求还可以根据实际应用需求进行更改，以确保电池能够适应各种场景，正棱柱可以为正五棱柱、正六棱柱或者正七棱柱，可根据实际组装需求进行选取；圆柱内壳12是位于正棱柱外壳11内部的一层壳，与正棱柱外壳通过摩擦力进行11固定连接，圆柱内壳12可以进一步起到隔离和保护电池组件的作用，防止外界物质或者振动等对电池造成损伤，圆柱内壳12与正棱柱外壳11一样可以由金属或塑料制成，但需要满足足够的强度和刚性，以确保电池的结构稳定性，同时圆柱内壳12与卷芯3同样通过摩擦力进行固定，圆柱内壳12对卷芯3进行固定包裹，可以为电池卷芯3提供均匀的压力，并且能在电池使用过程中随着卷芯3的膨胀持续为电池卷芯3提供均匀的应力，防止卷芯3膨胀时不规则地变形，能够有效避免电池的析锂短路，从而减缓电池容量的衰减；根据摩擦力的方式，正棱柱外壳11和圆柱内壳12优选采用过盈配合的方式固定在一起，还可以采用多种连接方式进行固定连接，如粘接和焊接等；电池结构的密封性能对电池的安全性和稳定性至关重要，盖体2的设置可以提供方便快捷的内部组件的更换或者其他的操作，与此同时盖体2与正棱柱外壳11之间紧密连接，保证电池结构内部的密封，盖体2和正棱柱外壳11的密封连接方式可以采用o形圈、胶水或其它密封材料进行密封连接；卷芯3与圆柱内壳12固定并被包裹在圆柱内壳12中，组成一个完整的电池结构，受到均匀的压力，减少电芯的性能失效概率，降低电池结构的使用风险，由于正棱柱与圆柱之间会存在间隙空间，在这个空间中填充电解液，保证电池的充放电工作，构成一个完整的电池。

在一实施例中，参考图2和图3所述正棱柱外壳11与所述圆柱内壳12相切，所述正棱柱外壳11内与所述圆柱内壳12外的空间形成侧面腔室4。

在上述实施例中，正棱柱外壳11与圆柱内壳12通过相切过盈配合的方式进行固定，因此会有多个接触形成的接触面，正棱柱外壳11和圆柱内壳12通过此处的接触面固定在一起，优先采用过盈配合的方式，还可以采用多种连接方式进行固定连接；正棱柱外壳11内配合圆柱内壳12外之间剩余出未接触的区域作为侧面腔室4，侧面腔室填充的电解液为电池提供更长的寿命，在实际应用的过程中，多个电池单体串并联成组时，各电池单体密切贴合，充分利用正棱柱的成组空间，同时依靠圆柱内壳12圆柱的稳定性提供可靠的均匀的压力，防止卷芯3使用过程中膨胀过程卷芯3受到不均匀挤压形变而造成电池容量快速衰减，因此圆柱内壳12提供了良好的机械支撑和固定功能，增加了电池的耐用性和安全性。

在一实施例中，所述圆柱内壳12底部比所述正棱柱外壳11底部短且形成底部腔室5，所述底部腔室5的高度为2-10毫米；所述圆柱内壳12顶部比所述正棱柱外壳11顶部短且形成顶部腔室6，所述顶部腔室6的高度为5-35毫米；所述卷芯3、所述侧面腔室4、所述底部腔室5和所述顶部腔室6相互连通。

在上述实施例中，圆柱内壳12的底部设置为比正棱柱外壳11的底部短2-10毫米，圆柱内壳12顶部设置为比正棱柱外壳11的顶部短5-35毫米，从而能够各形成一个腔室，在保证卷芯3受到圆柱内壳12的保护支撑下同时能够有效地隔离卷芯3与正棱柱外壳11直接接触，进一步加强电池稳定性以及提高电池性能，所形成的顶部腔室6比底部腔室5更大，顶部空间需给盖体2保证有充足的容纳空间，在盖体2盖合的时候依然能保证此处存在空腔；底部腔室5和顶部腔室6的高度具体取值取决于该电池结构的实际应用需求。

进一步地，通侧面腔室4、底部腔室5、顶部腔室6和卷芯3能够相互连通，可供电解液在侧面腔室4、底部腔室5、顶部腔室6和卷芯3之间相互流动，相比于传统的电池来说，具有更大的电解液储液空间，可以存储足量的电池电解液，而相互连通的空腔也可以持续补充电池充放电使用过程中消耗的电解液，从而有效提高电池的循环使用寿命；同时电解液可以在各个腔室之间自由流动，提高了电解液的均匀性和混合性，通过充分混合电解液，提高化学反应效率，减少局部浓度极化现象，从而能够改善电池结构的性能，更大的电解液储液空间，增加了电池结构的总体容量，有效解决现有技术中电解液储液空间小的问题。

在一实施例中，所述正棱柱外壳11为正六棱柱外壳。

在上述实施例中，正棱柱外壳11最优选为正六棱柱外壳，因为在正六棱柱的截面中正六边形具有相等边长和角度的稳定形状，这使得正六棱柱外壳在承受力量或压力时具有较好的均衡性，正六棱柱外壳可以最大限度地利用给定空间，填充了空间并最大化了表面积与周长之比，在进行多个电池单体进行组装时，能够形成稳定的蜂窝结构，使其抗变形能力达到最佳，有效地分散压力，减少结构的变形和被破坏风险。

在一实施例中，所述盖体2背离所述圆柱内壳12一面的中心设置有极柱7，所述极柱7与所述卷芯3电连接。

在上述实施例中，极柱7设置在盖体2上，作为电池结构的正极，并与卷芯3通过压接或者焊接直接进行电连接，可以最大限度地减少电阻，提高电池的性能，提高电池的输出功率和效率；此外，可以减少电池内部所需的连接器数量，从而降低电池的制造成本，电阻的降低，电池的循环寿命也可以得到进一步提高；极柱7设置在盖体2的上部中心，使得电池结构整体更加紧凑，为电池的应用场景提供更多的选择，例如可以使本电池结构更适合于一些空间受限的设备中使用。

在一实施例中，所述盖体2设置有泄压阀8，所述泄压阀8与所述侧面腔室4相连。

在本实施例中，泄压阀8采用的形式不作具体要求，泄压阀8对应着侧面腔室4设置并相连，使侧面腔室4所联通的空腔能够通过泄压阀8在需要泄压的时候能够顺利泄压，当电池使用过程中遇到电池性能失效时，内部压力会急速增加，而当内部压力过大时通过泄压阀8能够主动泄压，降低电池爆炸风险，保证本电池结构使用过程的安全。

在一实施例中，所述盖体2设置有注液孔9，所述注液孔9远离所述泄压阀8且与所述侧面腔室4相连。

在本实施例中，注液孔9处于常闭状态，在需要使用时可以便捷地打开，注液孔9远离泄压阀8的一端，正对侧面腔室4设置并相连，能够保证高效无误地注液，电池充放电使用过程中会持续地消耗电解液，而通过注液孔9注液，能够及时补充电池充放电消耗掉的电解液，从而能够有效提高电池的循环使用寿命。

在一实施例中，所述正棱柱外壳11的底部为电池负极。

在本实施例中，以正棱柱外壳11的整个底部作为电池的负极，能够最大限度地增加负极与外部电池正极的接触面积，降低电池组之间的无效接触，同时可以节省电池的总体积，从而提高了电池结构的能量密度，正棱柱外壳11的整个底部作为电池负极还可以降低短路的风险，提高电池的稳定性，以进一步提高电池的寿命和性能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括正棱柱外壳和圆柱内壳，所述正棱柱外壳中空且一端开口，所述圆柱内壳中空且两端开口，所述圆柱内壳穿设于所述正棱柱外壳且与所述正棱柱外壳固定连接；

盖体，所述盖体与所述正棱柱外壳开口一端密封连接；

卷芯，所述卷芯穿设于所述圆柱内壳且与所述圆柱内壳固定；

其中，所述正棱柱外壳和所述圆柱内壳之间填充有电解液。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述正棱柱外壳与所述圆柱内壳相切，所述正棱柱外壳内与所述圆柱内壳外的空间形成侧面腔室。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述圆柱内壳底部比所述正棱柱外壳底部短且形成底部腔室，所述底部腔室的高度为2-10毫米。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述圆柱内壳顶部比所述正棱柱外壳顶部短且形成顶部腔室，所述顶部腔室的高度为5-35毫米。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述卷芯、所述侧面腔室、所述底部腔室和所述顶部腔室相互连通。

6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述正棱柱外壳为正六棱柱外壳。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述盖体背离所述圆柱内壳一面的中心设置有极柱，所述极柱与所述卷芯电连接。

8.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述盖体设置有泄压阀，所述泄压阀与所述侧面腔室相连。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述盖体设置有注液孔，所述注液孔远离所述泄压阀且与所述侧面腔室相连。

10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述正棱柱外壳的底部为电池负极。