CN223321448U - 圆柱电池及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种圆柱电池及电池包。该圆柱电池包括外壳和极组。其中，外壳具有相对设置的第一端部和第二端部，第一端部绝缘密封设置有正极端子；极组的相对设置的两端分别设有正极极耳和负极极耳，正极极耳与正极端子接触并固定连接，负极极耳与第二端部接触并固定连接。上述设置不仅减少了结构件和对应的组装焊接步骤，降低了制造成本，提高了圆柱电池的装配效率；而且还节省了圆柱电池正极连接空间和负极连接空间，增加了圆柱电池的极组的体积，从而提高了圆柱电池的体积利用率和能量密度。

Description

圆柱电池及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电池及电池包。

背景技术

随着电动汽车产业的快速发展，对高比能和高安全锂离子电池的需求越来越大，大圆柱结构的动力电池在适配不同化学体系等方面具有很大的优势，因此发展迅速。

针对大圆柱电池，常用高镍体系来弥补模组效率低的问题，然而高镍材料的使用伴随着热失控风险的增加，影响了电池的安全性，因此，中镍高电压体系被引入。另外，目前，大圆柱电芯主要是在极组两端引出极耳、通过揉平极耳后在正负极两端通过集流盘将正负极耳焊接于正负极盖板实现极耳的对外连接，这样设置会造成电池正负极电连接区域结构较多，占用空间较大，从而降低了电池空间利用率，导致体积能量密度较低，且工艺步骤较多，影响了生产效率。

因此，亟需一种圆柱电池及电池包，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种圆柱电池及电池包，能够提高圆柱电池的体积利用率和能量密度，且节省了结构和部分工艺装配的时间和成本，提高了生产效率。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

圆柱电池，包括：

外壳，上述外壳具有相对设置的第一端部和第二端部，上述第一端部绝缘密封设置有正极端子；

极组，上述极组的相对设置的两端分别设有正极极耳和负极极耳，上述正极极耳与上述正极端子接触并固定连接，上述负极极耳与上述第二端部接触并固定连接。

可选地，上述正极端子朝向上述极组的一侧设有凹槽，上述正极极耳能设置于上述凹槽内并与上述正极端子固定连接。

可选地，上述凹槽的槽深不大于上述正极极耳的高度。

可选地，上述第一端部开设有通孔，上述正极端子设置于上述通孔内，且上述正极端子和上述通孔的孔壁之间夹紧设置有绝缘密封件。

可选地，上述正极端子和上述正极极耳之间通过激光穿透焊工艺焊接连接；和/或，

上述外壳和上述负极极耳之间通过脉冲激光焊工艺焊接连接。

可选地，上述极组为镍钴锰酸锂-石墨化学体系卷芯。

可选地，上述外壳的内表面和上述外壳的外表面均设有镀镍层。

可选地，上述正极端子靠近上述极组的外周壁设有绝缘件，上述绝缘件的内周壁连接于上述正极端子的外周壁，上述绝缘件的外周壁靠近上述外壳的内周壁，以将上述正极端子和正极极耳的连接区域与上述外壳绝缘设置。

可选地，沿上述绝缘件的内周壁至外周壁的方向，上述绝缘件远离上述第一端部设置。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电池包，包括上述任一方案所述的圆柱电池，其能够提高了电池包的体积利用率和能量密度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种圆柱电池及电池包，取消了正极集流盘和负极集流盘，使得正极极耳直接与外壳的第一端部的正极端子连接，负极极耳直接与外壳的第二端部连接，从而实现该圆柱电池正极端子作为正极对外输出端，壳体作为负极对外输出端的特性。上述设置不仅减少了结构件和对应的组装焊接步骤，降低了制造成本，提高了圆柱电池的装配效率；而且还节省了圆柱电池正极连接空间和负极连接空间，增加了圆柱电池的极组的体积，从而提高了圆柱电池的体积利用率和能量密度。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的圆柱电池的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的正极片的结构示意图。

图中：

10、外壳；11、正极端子；111、凹槽；112、搭接部；12、壳体；121、开口；13、端盖；131、注液孔；14、绝缘密封件；15、橡胶塞；16、密封片；

20、极组；201、正极片；21、正极极耳；22、负极极耳；23、中空腔；

30、绝缘件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面参照附图1和附图2介绍本实用新型提供的圆柱电池及电池包。

请参照图1，本实施例提供了一种圆柱电池，该圆柱电池包括外壳10和极组20。其中，外壳10具有相对设置的第一端部和第二端部，第一端部绝缘密封设置有正极端子11；极组20的相对设置的两端分别设有正极极耳21和负极极耳22，正极极耳21与正极端子11接触并固定连接，负极极耳22与第二端部接触并固定连接。

本实施例中的圆柱电池，取消了正极集流盘和负极集流盘，使得正极极耳21直接与外壳10的第一端部的正极端子11连接，负极极耳22直接与外壳10的第二端部连接，从而实现该圆柱电池正极端子11作为正极对外输出端，壳体12作为负极对外输出端的特性。上述设置不仅减少了结构件和对应的组装焊接步骤，降低了制造成本，提高了圆柱电池的装配效率；而且还节省了圆柱电池正极连接空间和负极连接空间，增加了圆柱电池的极组20的体积，从而提高了圆柱电池的体积利用率和能量密度。

请参照图1，在一些实施例中，该外壳10包括壳体12和盖板，壳体12的第一端部绝缘密封设置有正极端子11，第二端部开设有开口121，开口121用于极组20的安装；盖板密封连接于开口121处。安装时，极组20具有正极极耳21的一端穿过开口121安装于壳体12内，然后在进行与正极极耳21和正极端子11的电连接，然后将盖板和壳体12密封连接，并将负极极耳22和盖板的电连接，再进行对应的电解液的注入即可完成该圆柱电池的安装。

具体地，端盖13上开设有注液孔131，电解液能通过注液孔131注入外壳10内，以实现电解液的注入。

更具体地，注液孔131密封连接有橡胶塞15，以在该圆柱电池注液完成后对注液孔131进行堵塞和密封。同时，注液孔131外还设有密封片16，用于将注液孔131和橡胶塞15进行密封，从而确保该外壳10的密封性更佳。

可选地，密封片16和端盖13通过激光拼焊工艺焊接连接，焊接效果佳。

可选地，外壳10的内表面和外壳10的外表面均设有镀镍层，以提高耐磨性、导电性和抗腐蚀性。

示例性地，外壳10的厚度为0.3mm-0.5mm，镀镍层的厚度为4μm-8μm，此为较优的范围。

在一些实施例中，第一端部开设有通孔，正极端子11设置于通孔内，且正极端子11和通孔的孔壁之间夹紧设置有绝缘密封件14，通过绝缘密封件14即可实现正极端子11与外壳10的绝缘密封连接。

在一些实施例中，正极端子11靠近极组20的外周壁设有绝缘件30，绝缘件30的内周壁连接于正极端子11的外周壁，绝缘件30的外周壁靠近外壳10的内周壁，以将正极端子11和正极极耳21的连接区域与外壳10绝缘设置。

具体地，正极端子11靠近极组20的一侧的外周设有搭接部112，搭接部112用于承载该环形绝缘件30。

可选地，绝缘件30和绝缘密封件14接触设置，以使该正极端子11的外周均设有绝缘结构，提高对正极连接区域的绝缘效果，从而提高了该圆柱电池的安全性。

具体地，沿绝缘件30的内周壁至外周壁的方向，绝缘件30远离第一端部设置，这样设置使得该绝缘件30具有倾角，使得外壳10内部的电解液与绝缘件30接触后不会在绝缘件30处滞留而造成绝缘件30附近的壳体12腐蚀，即该电解液可通过倾角流回至外壳10内，从而提高了该圆柱电池的使用寿命。

可选地，绝缘件30包括平面部和倾斜部，倾斜部设置于平面部的外周，使得沿绝缘件30的内周壁至外周壁的方向，绝缘件30远离第一端部设置。

可选地，沿绝缘件30的内周壁至外周壁的方向，绝缘件30逐渐远离第一端部设置，这样设置具有一定的顺滑性，避免出现死角造成电解液的聚集。

在一些实施例中，正极端子11朝向极组20的一侧设有凹槽111，正极极耳21能设置于凹槽111内并与正极端子11固定连接，以提高正极端子11和正极极耳21之间的连接面积，从而提高两者的固定效果。

可选地，凹槽111的槽深不大于正极极耳21的高度，确保正极端子11不会直接与极组20的本体部连接，以避免发生短路等问题。

可选地，正极端子11的外径为28±0.5mm，正极极耳21的直径为26±0.5mm，使得该正极极耳21能与正极端子11完全接触连接。

具体地，正极端子11和正极极耳21之间、以及外壳10和负极极耳22之间均通过焊接固定连接，其固定效果佳，密封性好。

可选地，正极端子11和正极极耳21之间通过激光穿透焊工艺焊接连接；和/或，外壳10和负极极耳22之间通过脉冲激光焊工艺焊接连接，更好地实现各个位置的固定连接，焊接效果更佳。

在一些实施例中，极组20为镍钴锰酸锂-石墨化学体系卷芯，即选用中镍高电压体系的卷芯。

具体地，极组20由内向外通过隔膜、正极片201、隔膜、负极片、隔膜层叠后进行卷绕而成。并且，卷绕后的极组20的中心处的接头为卷芯，卷绕后的极组20的外周处的接头为卷尾。

可选地，极组20的内部中空设置，形成中空腔23，便于后续焊接、注液和排气。

请参照图2，可选地，正极极耳21通过模切工艺裁除多余的部分，再进行卷绕+揉平工艺成型为正极极耳21，以使得正极极耳21位于该极组20的靠近中心的部分，从而避免该正极极耳21与壳体12距离过近而造成短路。而负极耳直接进行卷绕+揉平工程成型。

可选地，正极极耳21设置于正极片201靠近卷芯的位置处，即正极片201靠近卷尾的位置处的正极极耳21被裁切，以使得正极极耳21位于该极组20的靠近中心的部分。

具体地，正极片201包括铝箔层和正极涂覆层，铝箔层作为基材，正极涂覆层以镍钴锰酸锂作为活性材料，多壁碳纳米管和SP为导电剂，聚偏氟乙烯为粘接剂而制造成型。负极片包括铜箔层和负极涂覆层，铜箔层作为基材，负极涂覆层以人造石墨和硅为活性主料，SP为导电助剂，PAA+CMC为粘结剂而制造成型。隔膜包括纳米勃姆石涂层和聚乙烯基膜，以更好地实现其绝缘效果。

可选地，正极涂覆层的单面面密度为130g/m²-160g/m²，铝箔层厚度为8μm-14μm，此为常用的可选范围。

进一步地，负极涂覆层的单面面密度为70g/m²-90g/m²，铜箔层的厚度为6μm-12μm，此为常用的可选范围。

具体而言，隔膜的涂层厚度为3μm-5μm，聚乙烯基膜厚度为8μm-12μm，此为常用的可选范围。

本实施例还提供了一种电池包，其包括上述任一方案所述的圆柱电池。该电池包采用上述圆柱电池，从而提高了电池包的能量密度和体积利用率。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.圆柱电池，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳具有相对设置的第一端部和第二端部，所述第一端部绝缘密封设置有正极端子；

极组，所述极组的相对设置的两端分别设有正极极耳和负极极耳，所述正极极耳与所述正极端子接触并固定连接，所述负极极耳与所述第二端部接触并固定连接。

2.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述正极端子朝向所述极组的一侧设有凹槽，所述正极极耳能设置于所述凹槽内并与所述正极端子固定连接。

3.根据权利要求2所述的圆柱电池，其特征在于，所述凹槽的槽深不大于所述正极极耳的高度。

4.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述第一端部开设有通孔，所述正极端子设置于所述通孔内，且所述正极端子和所述通孔的孔壁之间夹紧设置有绝缘密封件。

5.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，

所述正极端子和所述正极极耳之间通过激光穿透焊工艺焊接连接；和/或，

所述外壳和所述负极极耳之间通过脉冲激光焊工艺焊接连接。

6.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述极组为镍钴锰酸锂-石墨化学体系卷芯。

7.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述外壳的内表面和所述外壳的外表面均设有镀镍层。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的圆柱电池，其特征在于，所述正极端子靠近所述极组的外周壁设有绝缘件，所述绝缘件的内周壁连接于所述正极端子的外周壁，所述绝缘件的外周壁靠近所述外壳的内周壁，以将所述正极端子和正极极耳的连接区域与所述外壳绝缘设置。

9.根据权利要求8所述的圆柱电池，其特征在于，沿所述绝缘件的内周壁至外周壁的方向，所述绝缘件远离所述第一端部设置。

10.电池包，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的圆柱电池。