CN223743763U - 一种大圆柱壳底中心注液电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种大圆柱壳底中心注液电池，包括铝壳、裸电芯、正极组件以及负极组件，铝壳设于裸电芯的表面，正极组件与负极组件分别设于裸电芯的两端，铝壳即为正极，铝壳中心为具有注液孔的正极极柱，方便电芯注液定位中心孔，减少注液过程中受力不均匀或倾斜风险，相比与偏心注液方式更为简单，工艺更可靠；通过将正极集流体与裸电芯端面宽区域焊接，极大地提升过流面积，降低连接电阻，承受大电流能力强，实现裸电芯大功率充放电性能；第一凸台与负极极柱外引出高度一致，负极组件结构紧凑，小体积，高能量密度，使得该大圆柱壳底中心注液电池并串联可以自由选择同侧、异侧铝排连接方式，进而使得电池模组成型方式灵活，多场景应用。

Description

一种大圆柱壳底中心注液电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种大圆柱壳底中心注液电池。

背景技术

电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。

大圆柱电池以其安全性、成本效益、高能量密度及长循环寿命等优势，被认为在2025年将成为国内规模上量的元年。电动航空领域是大圆柱电池的新兴应用领域之一。随着技术的不断进步和成本的降低，大圆柱电池在电动航空领域的应用前景广阔，同时在换电和两轮车领域，由于外卖等行业的快速发展，对电池的能量密度、安全性和成本提出了更高要求。大圆柱电池在这些领域逐渐渗透，并开始占据一定市场份额，

目前小圆柱动力电池系统中，其系统的圆柱单个数量都很大，这使得电池系统软件复杂度大增，无论机构还是管理系统软件等级的生产成本圆柱电池偏高；存在特性异化概率偏高情况，在工作温度环境不均衡条件下，大量电芯特性异化的概率升高；能量密度提升空间有限，虽然大圆柱电池的能量密度有所提升，但相较于其他类型的电池（如软包电池），其能量密度的提升空间已经相对较小，生产工艺复杂，制作大容量锂电池组装串并数量多，工艺较为复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种大圆柱壳底中心注液电池，以解决现有大圆柱电池存在的生产工艺复杂，大容量锂电池组装串并工艺复杂的技术缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种大圆柱壳底中心注液电池，包括铝壳、裸电芯、正极组件以及负极组件；铝壳设于裸电芯的表面，正极组件与负极组件分别设于裸电芯的两端；铝壳包括套设于裸电芯表面的壳体，壳体朝向负极组件的一端呈敞口状设置，壳体靠近正极集流体的一端设有第一凸台，第一凸台与壳体为一体成型结构，第一凸台为正极极柱，壳体上开设有注液孔，第一凸台呈环形结构，且注液孔位于第一凸台的中心处。

正极组件包括与裸电芯正极端面焊接的正极集流体，正极集流体与壳体的内壁面连接，正极集流体上开设有与注液孔相对应的通槽。

作为本实用新型的进一步方案，裸电芯由正极极片、负极极片与隔膜卷绕而成。

作为本实用新型的进一步方案，正极集流体表面的中心处设有第二凸台，通孔开设于第二凸台的中心处，正极集流体与壳体的内壁面完全贴合并熔接。

作为本实用新型的步方案，正极组件还包括塑胶固定圈，塑胶固定圈位于壳体与正极集流体之间，塑胶固定圈与正极集流体贴合，塑胶固定圈与壳体之间采用间隙配合，塑胶固定圈采用PP改性材质。

作为本实用新型的步方案，负极组件包括与裸电芯负极端面焊接的负极集流体，负极集流体远离裸电芯的一侧固定连接有负极极柱，裸电芯靠近负极集流体的一端固定连接有下塑胶，负极集流体与负极极柱均位于下塑胶的内腔，下塑胶远离裸电芯的一侧扣合有负极顶盖，负极顶盖与壳体的敞口处焊接实现封口，负极顶盖表面的中心处固定连接有上塑胶，上塑胶表面的中心处固定连接有负极上压板，负极极柱采用阶梯式结构，且负极极柱远离负极集流体的一端贯穿依次贯穿下塑胶、负极顶盖、上塑胶以及负极上压板的中心处。

作为本实用新型的进一步方案，负极集流体的表面的中心处及该中心外围均开设有通孔。

作为本实用新型的进一步方案，下塑胶与上塑胶均采用绝缘耐温耐酸碱PP改性材质，且下塑胶的表面开设有与负极集流体相适配的限位槽。

作为本实用新型的进一步方案，负极顶盖与上塑胶的贯穿处共同设有密封圈，密封圈的内壁面与负极极柱的表面接触，密封圈采用过氧三元乙丙材质。

作为本实用新型的进一步方案，负极顶盖内装配有防爆安全阀，防爆安全阀的外层粘贴有保护片。

作为本实用新型的优选方案，负极集流体为阶梯式弯折结构，负极集流体下弯折面与裸电芯的负极端面焊接；负极集流体上弯折面与负极极柱焊接；负极极柱与正极极柱的外部引出高度一致。

相比于现有技术，本实用新型提供的一种大圆柱壳底中心注液电池具有以下有益效果：

1、该大圆柱壳底中心注液电池通过铝壳的设置，方便电芯注液定位中心孔，减少注液过程中受力不均匀或倾斜风险，相比其他圆柱偏心注液方式更为简单，工艺更可靠。

2、该大圆柱壳底中心注液电池通过将正极集流体与裸电芯端面宽区域焊接，极大地提升过流面积，降低连接电阻，承受大电流能力强，实现裸电芯大功率充放电性能。

3、该大圆柱壳底中心注液电池通过将第一凸台、负极极柱引出高度一致，塑胶固定圈与负极顶盖结构紧凑，小体积，高能量密度，使得该大圆柱壳底中心注液电池并串联可以自由选择同侧、异侧铝排连接方式，进而使得电池模组成型方式灵活，多场景应用。

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实施例个案，对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为本实用新型实施例的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例中铝壳与裸电芯的结构爆炸示意图；

图4为本实用新型实施例的结构爆炸示意图一；

图5为本实用新型实施例的结构爆炸示意图二。

附图标记：

100、铝壳；110、壳体；111、第一凸台；120、注液孔；

200、裸电芯；

300、正极组件；310、正极集流体；311、第二凸台；320、塑胶固定圈；

400、负极组件；410、负极集流体；420、负极极柱；430、下塑胶；440、负极顶盖；450、上塑胶；460、负极上压板；470、密封圈；480、保护片。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。

在本实用新型实施例的描述中，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，一体连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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实施例中的具体含义。

参见附图1-3所示，本实用新型实施例一种大圆柱壳底中心注液电池，包括铝壳100、裸电芯200、正极组件300以及负极组件400。

参见图2、3所示，铝壳100设于裸电芯200的表面，正极组件300与负极组件400分别设于裸电芯200的两端。正极组件300与铝壳100导通。

参见图3、4所示，铝壳100包括套设于裸电芯200表面的壳体110，壳体110朝向负极组件400的一端呈敞口状设置，壳体110靠近正极集流体310的一端设有第一凸台111，第一凸台111与壳体110为挤压一体成型结构，第一凸台111为正极极柱，壳体110上开设有注液孔120，第一凸台111呈环形结构，且注液孔120位于第一凸台111的中心处。

正极组件300包括与裸电芯200正极端面焊接的正极集流体310，正极集流体310与壳体110的内壁面贴合，正极集流体310上开设有与注液孔120相对应的贯穿孔。

上述技术方案的大圆柱壳底中心注液电池中，第一凸台111即为正极极柱，注液孔120位于第一凸台111的中心处，方便电芯注液定位中心孔，减少注液过程中受力不均匀或倾斜风险，相比其他圆柱偏心注液方式更为简单，工艺更可靠；将正极集流体310与裸电芯200端面宽区域焊接，极大地提升过流面积，降低连接电阻，承受大电流能力强，实现裸电芯200大功率充放电性能负极顶盖。

裸电芯200由正极极片、负极极片与隔膜卷绕而成。

正极集流体310表面的中心处设有第二凸台311，通孔开设于第二凸台311的中心处，正极集流体310与壳体110的内壁面完全贴合并熔接。

为了防止裸电芯200在铝壳100里面摇晃，在本实施例中，正极组件300还包括塑胶固定圈320，塑胶固定圈320位于壳体110与正极集流体310之间，塑胶固定圈320与正极集流体310贴合，塑胶固定圈320与壳体110之间采用间隙配合，塑胶固定圈320采用PP改性材质，其耐温能达到160℃左右，且能对裸电芯200起到稳固作用。

负极组件400包括与裸电芯200负极端面焊接的负极集流体410，负极集流体410远离裸电芯200的一侧固定连接有负极极柱420，裸电芯200远离正极集流体310的一端固定连接有下塑胶430，负极集流体410与负极极柱420均位于下塑胶430的内腔，下塑胶430远离裸电芯200的一侧扣合有负极顶盖440，负极顶盖440与壳体110的敞口处焊接实现封口，负极顶盖440表面的中心处固定连接有上塑胶450，上塑胶450表面的中心处固定连接有负极上压板460，负极极柱420采用阶梯式结构，且负极极柱420远离负极集流体410的一端贯穿依次贯穿下塑胶430、负极顶盖440、上塑胶450以及负极上压板460的中心处。

负极集流体410为阶梯式弯折结构，负极集流体410下弯折面与裸电芯200的负极端面焊接；负极集流体410上弯折面与负极极柱420焊接；第一凸台111、负极极柱420外引出高度一致，塑胶固定圈320与负极顶盖440结构紧凑，小体积，高能量密度，使得该大圆柱壳底中心注液电池并串联可以自由选择同侧、异侧铝排连接方式，进而使得电池模组成型方式灵活，多场景应用。

为了便于电解液浸润及裸电芯200的散热，在本实施例中，负极集流体410的表面的中心处及周围均开设有通孔。

为了便于负极集流体410的装配放置，在本实施例中，下塑胶430与上塑胶450均采用绝缘耐温耐酸碱PP改性材质，且下塑胶430的表面开设有与负极集流体410相适配的限位槽，使得下塑胶430具备限位防呆功能。

为了能够对裸电芯200起到密封作用，在本实施例中，负极顶盖440与上塑胶450的贯穿处共同设有密封圈470，密封圈470的内壁面与负极极柱420的表面接触，密封圈470采用过氧三元乙丙材质。

为了能够实时监测该电池内部的压强变化，在本实施例中，负极顶盖440内装配有防爆安全阀，一旦内部压力超过设定阈值，防爆安全阀便会自动打开，释放积累的压力，确保该电池的安全，防爆安全阀的表面粘贴有保护片480，防止异物对防爆安全阀造成损伤。

负极集流体410采用阶梯式结构，并贯穿负极组件400其余各零部件，通负极顶盖400与负极极柱之间420的铆合下压力，使得密封圈470形变量达到15%-30%从而对裸电芯200起到密封作用，并完成负极组件400成型。

以上显示和描述了本发明创造的基本原理，上述仅为本发明创造的较佳实施例，并不用以限制本发明创造，上述实施例和说明书中的描述只说明本发明创造的原理，在不脱离本发明创造范围的前提下，凡在本发明创造范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大圆柱壳底中心注液电池，包括铝壳（100）、裸电芯（200）、正极组件（300）以及负极组件（400）；

所述铝壳（100）设于裸电芯（200）的表面，所述正极组件（300）与负极组件（400）分别设于裸电芯（200）的两端；

其特征在于：所述铝壳（100）包括套设于裸电芯（200）表面的壳体（110），所述壳体（110）朝向负极组件（400）的一端呈敞口状设置，所述壳体（110）靠近正极集流体（310）的一端设有第一凸台（111），所述第一凸台（111）与壳体（110）为一体成型结构，所述第一凸台（111）为正极极柱，所述壳体（110）上开设有注液孔（120），所述第一凸台（111）呈环形结构，且所述注液孔（120）位于第一凸台（111）的中心处；

所述正极组件（300）包括与裸电芯（200）正极端面焊接的正极集流体（310），所述正极集流体（310）与壳体（110）的内壁面连接，所述正极集流体（310）上开设有与注液孔（120）相对应的通槽。

2.根据权利要求1所述的一种大圆柱壳底中心注液电池，其特征在于：所述裸电芯（200）由正极极片、负极极片与隔膜卷绕而成。

3.根据权利要求2所述的一种大圆柱壳底中心注液电池，其特征在于：所述正极集流体（310）表面的中心处设有第二凸台（311），通孔开设于第二凸台（311）的中心处，所述正极集流体（310）与壳体（110）的内壁面完全贴合并熔接。

4.根据权利要求3所述的一种大圆柱壳底中心注液电池，其特征在于：所述正极组件（300）还包括塑胶固定圈（320），所述塑胶固定圈（320）位于壳体（110）与正极集流体（310）之间，所述塑胶固定圈（320）与正极集流体（310）贴合，所述塑胶固定圈（320）与壳体（110）为间隙配合，所述塑胶固定圈（320）采用PP改性材质。

5.根据权利要求4所述的一种大圆柱壳底中心注液电池，其特征在于：所述负极组件（400）包括与裸电芯（200）负极端面焊接的负极集流体（410），所述负极集流体（410）远离裸电芯（200）的一侧设有负极极柱（420），所述裸电芯（200）靠近负极集流体（410）的一端设有下塑胶（430），所述负极集流体（410）与负极极柱（420）均位于下塑胶（430）的内腔，所述下塑胶（430）远离裸电芯（200）的一侧扣合有负极顶盖（440），所述负极顶盖（440）与壳体（110）的敞口处焊接封口，所述负极顶盖（440）表面中心处设有上塑胶（450），所述上塑胶（450）外表面中心处设有负极上压板（460），所述负极极柱（420）采用阶梯式结构，且所述负极极柱（420）远离负极集流体（410）的一端依次贯穿下塑胶（430）、负极顶盖（440）、上塑胶（450）以及负极上压板（460）的中心。

6.根据权利要求5所述的一种大圆柱壳底中心注液电池，其特征在于：所述负极集流体（410）的表面中心处及该中心外围开设有通孔。

7.根据权利要求6所述的一种大圆柱壳底中心注液电池，其特征在于：所述下塑胶（430）与上塑胶（450）均采用绝缘耐温耐酸碱PP改性材质，且所述下塑胶（430）的表面开设有与负极集流体（410）相适配的限位槽。

8.根据权利要求7所述的一种大圆柱壳底中心注液电池，其特征在于：所述负极顶盖（440）与上塑胶（450）的贯穿处设有密封圈（470），所述密封圈（470）的内壁面与负极极柱（420）表面接触，所述密封圈（470）采用过氧三元乙丙材质。

9.根据权利要求8所述的一种大圆柱壳底中心注液电池，其特征在于：所述负极顶盖（440）内装配有防爆安全阀，所述防爆安全阀外层粘贴有保护片(480)。

10.根据权利要求5所述的一种大圆柱壳底中心注液电池，其特征在于：所述负极集流体（410）为阶梯式弯折结构，负极集流体（410）下弯折面与裸电芯（200）负极端面焊接；负极集流体（410）上弯折面与负极极柱（420）焊接；所述负极极柱（420）与正极极柱的外部引出高度一致。