圆柱电池壳体及圆柱电池

摘要

本申请涉及电池技术领域，提供一种圆柱电池壳体及圆柱电池；其中，圆柱电池壳体用于容置卷芯以形成圆柱电池，圆柱电池壳体包括外壳和盖体；外壳呈中空筒状结构且用于绕包卷芯，盖体的内表面上设置有多个凸部；盖体用于封盖于外壳的开口端，以使得凸部抵触连接于卷芯；通过在盖体上设置凸部，当盖体封盖于外壳的开口端时，盖体上的凸部能够抵触连接于卷芯，即盖体涵盖了现有技术中的集流盘的作用，将卷芯与盖体直接相连接，从而在圆柱电池壳体内省去了用于设置集流盘的空间，即减少了圆柱电性的零部件数量，用于设置卷芯的可利用空间得以有效增加，且卷芯与盖体直连的结构既简化了生产工艺，又能够减小电池的内阻，还能够提升传热速率。

说明书

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其提供一种圆柱电池壳体及圆柱电池。

背景技术

为了满足市场对大圆柱电池的容量和倍率要求的不断提高的需求，需要对圆柱电池的可利用空间进行进一步地调整以提高其空间大小，同时还需要尽量减小圆柱电池的内阻。

传统的圆柱电池的圆柱电芯结构不论是钢壳结构还是铝壳结构，一般都是将铜铝箔集流体连接到集流盘上，然后再将集流盘连接在壳体端盖或者极柱的背面；且集流盘与壳体端盖或者极柱背面的连接方式通常为焊接，而这部分的内阻是电芯交流内阻的主要部分。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种圆柱电池壳体及圆柱电池，能够将集流盘与圆柱电池壳体的盖体相结合，以使得圆柱电池的卷芯直接与盖体相连接，有效地提高了圆柱电池壳体内部的可利用空间，同时降低了圆柱电池的内阻。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：

第一方面，本申请实施例提供了一种圆柱电池壳体，用于容置卷芯以形成圆柱电池，圆柱电池壳体包括外壳和盖体；外壳呈中空筒状结构且用于绕包卷芯，盖体的内表面上设置有多个凸部；盖体用于封盖于外壳的开口端，以使得凸部抵触连接于卷芯。

本申请实施例的有益效果：本申请实施例提供的圆柱电池壳体，通过在盖体上设置凸部，当盖体封盖于外壳的开口端时，盖体上的凸部能够抵触连接于卷芯，即盖体涵盖了现有技术中的集流盘的作用，将卷芯与盖体直接相连接，从而在圆柱电池壳体内省去了用于设置集流盘的空间，即减少了圆柱电性的零部件数量，用于设置卷芯的可利用空间得以有效增加，且卷芯与盖体直连的结构既简化了生产工艺，又能够减小电池的内阻，还能够提升传热速率。

在一个实施例中，各凸部以盖体的中轴线为中心且呈中心对称地分布与盖体的内表面上。

通过采用上述的技术方案，当盖体上的凸部侵入卷芯时，呈中心对称分布的凸部能够使得卷芯的受力更加均匀，避免发生卷芯受力不均时，卷芯发生倾斜而导致圆柱电池损坏的问题。

在一个实施例中，凸部呈凸条结构，凸条结构沿盖体的径向方向设置于盖体的内表面上。

通过采用上述的技术方案，通过将呈凸条结构的凸部沿盖体的径向方向设置，凸条结构能够沿卷芯的径向方向侵入卷芯，有效地提高了凸条结构支撑卷芯的平整度，减小出现电池不良品的概率，同时，凸条结构还能够作为加强筋来防止盖体的变形。

在一个实施例中，凸条结构包括第一凸条和第二凸条，第一凸条的长度大于第二凸条的长度，第一凸条呈间隔地分布于盖体的内表面上，相邻两第一凸条之间均设置有第二凸条。

通过采用上述的技术方案，通过在盖体的内表面上交错地布置第一凸条和第二凸条，利用第一凸条和第二凸条来共同作用于卷芯，以使得第一凸条和第二凸条与卷芯充分接触连接。

在一个实施例中，凸部呈凸环结构，且凸环结构的中轴线与盖体的中轴线相重合。

通过采用上述的技术方案，利用呈凸环结构的凸部来侵入柱状结构的卷芯，凸环结构能够平稳地支撑并连接卷芯，防止卷芯发生倾斜的问题。

在一个实施例中，盖体的外表面上开设有与凸部相对应且用于连接凸部和卷芯的凹部。

通过采用上述的技术方案，在盖体外表面上的凹部内通过激光焊接以连接凸部和卷芯，使得卷芯与凸部相连接。

在一个实施例中，盖体的内侧面上还环设有定位环，盖体用于封盖于外壳的开口端，以使得定位环贴设于外壳的开口端内侧面；

或者，盖体的内侧面上还开设有环槽，盖体用于封盖于外壳的开口端，以使得外壳的端部插设于环槽内。

通过采用上述的技术方案，当盖体内侧面上设置定位环时，盖体与外壳在相焊接的过程中，定位环能够遮挡盖体与外壳之间的间隙，防止激光焊接时漏光而影响内部卷芯的问题；当盖体内侧面上开设环槽时，盖体与外壳在相焊接的过程中，由于外壳的端部插设于环槽内，环槽的槽壁也能够避免激光焊接时漏光的问题。

在一个实施例中，盖体为铝质盖体；或者，盖体为不锈钢盖体；或者，盖体的内表面设有镀镍层，镀镍层的厚度大于或等于2μm。

通过采用上述的技术方案，利用铝质盖体，或者是不锈钢盖体，或者是设有镀镍层的钢质盖体均能够与卷芯相焊接。

在一个实施例中，盖体的中心开设有注液孔。

通过采用上述的技术方案，利用注液孔对卷芯内部进行注液，并在注液后使用铆钉对注液孔进行密封。

第二方面，本申请实施例还提供了一种圆柱电池，包括卷芯以及如上述的圆柱电池壳体，卷芯封装于圆柱电池壳体的内部。

本申请实施例的有益效果：本申请实施例提供的圆柱电池，包括有上述的圆柱电池壳体，由于圆柱电池壳体能够将卷芯与盖体直连而实现减少零部件、降低内阻并提升圆柱电池壳体内部的可利用空间的效果，因此圆柱电池的容量和倍率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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为本申请实施例提供的圆柱电池的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种圆柱电池的内部结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种盖体的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种圆柱电池的内部结构示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种盖体的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种圆柱电池的内部结构示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种盖体的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

100、圆柱电池壳体；200、卷芯；300、圆柱电池；10、外壳；20、盖体；21、凸部；211、第一凸条；212、第二凸条；22、定位环；23、环槽；24、注液孔。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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申请和简化描述，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申请的限制。

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多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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申请中的具体含义。

为了满足市场对大圆柱电池的容量和倍率要求的不断提高的需求，需要对圆柱电池的可利用空间进行进一步地调整以提高其空间大小，同时还需要尽量减小圆柱电池的内阻。传统的圆柱电池的圆柱电芯结构不论是钢壳结构还是铝壳结构，一般都是将铜铝箔集流体连接到集流盘上，然后再将集流盘连接在壳体端盖或者极柱的背面；且集流盘与壳体端盖或者极柱背面的连接方式通常为焊接，而这部分的内阻是电芯交流内阻的主要部分。

由此，本申请实施例提供了一种圆柱电池壳体及圆柱电池，能够将集流盘与圆柱电池壳体的盖体相结合，以使得圆柱电池的卷芯直接与盖体相连接，有效地提高了圆柱电池壳体内部的可利用空间，同时降低了圆柱电池的内阻。

请参考图1至图3，第一方面，本申请实施例提供了一种圆柱电池壳体100，用于容置卷芯200以形成圆柱电池300，圆柱电池壳体100包括外壳10和盖体20；外壳10呈中空筒状结构且用于绕包卷芯200，盖体20的内表面上设置有多个凸部21；盖体20用于封盖于外壳10的开口端，以使得凸部21抵触连接于卷芯200。

可以理解地，传统的圆柱电池300一般是将卷芯200连接在集流盘上，再将集流盘连接于盖体20或极柱的背面；集流盘的存在将占用圆柱电池300的内部空间，且集流盘与盖体20之间的焊接连接方式造成了过流瓶颈，使得电池内阻提高。本申请实施例的盖体20在封装于壳体的开口端时，盖体20上的凸部21将侵入卷芯200以实现与卷芯200的充分接触连接，即盖体20实现了传统的圆柱电池300的集流盘的功能，且盖体20与卷芯200直连的结构能够有效地提升卷芯200的可利用空间，同时有效地降低了内阻。

其中，圆柱电池300的外壳10可以采用铝壳或钢壳，再将相同材质的盖体20封装于外壳10的端部，以使得盖体20上的凸部21侵入卷芯200即可；将凸部21与卷芯200相焊接以实现连接，再将外壳10与盖体20完成焊接。圆柱电池300的外壳10为呈中空的柱状结构，且柱状结构的相对两端开口设置，其中一个开口端用于封装极柱，另一个开口端则用于封装上述的盖体20。上述的盖体20的内侧面指的是盖体20在封装于外壳10的开口端时，朝向于外壳10内部的一侧表面，从而与盖体20的内侧面相对的另一侧表面为外侧面。

具体地，盖体20上的凸部21可以呈条状结构、块状结构、波纹状结构、弧形结构或环形结构等多种结构，凸部21的具体结构形式不加以限定，使用者可根据实际情况进行定制。同时，通过对盖体20冲压以形成凸部21，在盖体20的外侧面一侧对盖体20进行加工冲压，以使得盖体20的局部朝向于盖体20的内侧面一侧凸出，从而形成了上述的凸部21，且凸部21与盖体20为一体化结构，避免了对电池内阻产生较大的影响。

本申请实施例提供的圆柱电池壳体100，通过在盖体20上设置凸部21，当盖体20封盖于外壳10的开口端时，盖体20上的凸部21能够抵触连接于卷芯200，即盖体20涵盖了现有技术中的集流盘的作用，将卷芯200与盖体20直接相连接，从而在圆柱电池壳体100内省去了用于设置集流盘的空间，即减少了圆柱电性的零部件数量，用于设置卷芯200的可利用空间得以有效增加，且卷芯200与盖体20直连的结构既简化了生产工艺，又能够减小电池的内阻，还能够提升传热速率。

请参考图2和图3，在一个实施例中，各凸部21以盖体20的中轴线为中心且呈中心对称地分布与盖体20的内表面上。当盖体20上的凸部21侵入卷芯200时，呈中心对称分布的凸部21能够使得卷芯200的受力更加均匀，避免发生卷芯200受力不均时，卷芯200发生倾斜而导致圆柱电池300损坏的问题。在本实施例的第一种具体实施方式中，凸部21绕于盖体20的中轴线均布于盖体20的内侧面上，即凸部21呈辐射状结构分布在盖体20的内侧面上，当凸部21侵入卷芯200时，呈辐射状结构分布的凸部21能够对卷芯200的端部均匀地施加作用力，从而使得卷芯200不会发生倾斜的问题，从而避免圆柱电池300的损坏。在本实施例的第二种具体实施方式中，凸部21包括同心地环设于盖体20的中轴线的多个环型凸部或弧形凸部，当凸部21侵入卷芯200时，呈对称的环形凸环或弧形凸部也能够对卷芯200的端部均匀地施加作用力来防止卷芯200的倾斜。在本实施例的第三种具体实施方式中，凸部21可以为盘状结构，且凸部21的中轴线与盖体20的中轴线相重合，其中，盘状结构的凸部21的直径可以大于卷芯200横截面的直径，利用盘状结构的凸部21来侵入卷芯200以与卷芯200充分接触连接。在本实施例的第四种具体实施方式中，凸部21可以为多个凸点结构，多个凸点密布于盖体20的内侧面上且关于盖体20的中心对称，利用多个凸点来侵入卷芯200以实现接触连接。

请参考图2和图3，在一个实施例中，凸部21呈凸条结构，凸条结构沿径向方向设置于盖体20的内表面上。通过将呈凸条结构的凸部21沿盖体20的径向方向设置，凸部21能够沿卷芯200的径向方向侵入卷芯200，有效地提高了凸部21支撑卷芯200时的均匀度，减小出现电池不良品的概率。具体地，凸条结构的数量为多个，各凸条结构呈辐射状分布于盖体20的内表面上；其中，各凸条结构可以呈连贯的条状结构，或者是间断的多段条状结构。可以理解地，将呈凸条结构的凸部21沿盖体20的径向方向布置后，凸条结构还能起到加强筋的作用，防止盖体20因为圆柱电池300的内部产生的气压而形变。

请参考图2和图3，在一个实施例中，凸条结构包括第一凸条211和第二凸条212，第一凸条211的长度大于第二凸条212的长度，第一凸条211呈间隔地分布于盖体20的内表面上，相邻两第一凸条211之间均设置有第二凸条212。通过在盖体20的内表面上交错地布置第一凸条211和第二凸条212，利用第一凸条211和第二凸条212来共同作用于卷芯200，以使得第一凸条211和第二凸条212与卷芯200充分接触连接。在本实施例的一个具体的实施方式中，第一凸条211的数量为六个，第一凸条211绕于盖体20的中心轴均布，且第一凸条211朝向于盖体20的中心轴的一端侧均相对齐；各相邻的第一凸条211之间均设置有一个第二凸条212，且第二凸条212远离于盖体20的中心轴的一端侧均相对齐；在盖体20封装于壳体上时，第一凸条211和第二凸条212同时侵入卷芯200，以对卷芯200进行均匀且全面地施力，防止卷芯200倾斜的同时，有效地保障了凸部21与卷芯200的充分接触。

在一个实施例中，凸部21呈凸环结构，且凸环结构的中轴线与盖体20的中轴线相重合。可以理解地，凸环结构还可由多段相间隔的弧形结构组合形成凸环结构，利用呈凸环结构的凸部21来侵入柱状结构的卷芯200，凸环结构能够平稳地支撑并连接卷芯200，防止卷芯200发生倾斜的问题。

请参考图1至图3，在一个实施例中，盖体20的外表面上开设有与凸部21相对应且用于连接凸部21和卷芯200的凹部(图中未示出)。可以理解地，由于盖体20通过冲压加工形成凸部21，在对盖体20的外侧面进行冲压时，盖体20的局部将朝向于盖体20的内侧面凸出，从而盖体20的外侧面相对于凸部21的位置将对应形成凹部；在本实施例中凹部为对应于凸部21的结构的凹槽。在装配时，操作人员可在对应的凹部内通过激光焊接以连接凸部21和卷芯200，以实现凸部21和卷芯200的连接。

请参考图1至图3，在一个实施例中，盖体20的内侧面上还环设有定位环22，盖体20用于封盖于外壳10的开口端，以使得定位环22贴设于外壳10的开口端内侧面。装配时，将盖体20封装于外壳10的开口端，定位环22能够起到定位安装的作用，且定位环22能够贴设在外壳10的开口端内侧面上。盖体20与外壳10在相焊接的过程中，定位环22能够遮挡盖体20与外壳10之间的间隙，防止激光焊接时漏光而影响内部卷芯200的问题。

请参考图4至图7，在本实施例的另一种实施方式中，盖体20的内侧面上还开设有环槽23，盖体20用于封盖于外壳10的开口端，以使得外壳10的端部插设于环槽23内。装配时，将盖体20封装于外壳10的端部，盖体20内侧面上开设的环槽23能够起到定位安装的作用。盖体20与外壳10在相焊接的过程中，由于外壳10的端部插设于环槽23内，环槽23的槽壁也能够避免激光焊接时漏光的问题。

请参考图1至图7，在一个实施例中，盖体20为铝质盖体；或者，盖体20为不锈钢盖体，即不锈钢盖体20的镍含量大于或等于8％；或者，盖体20内表面设有镀镍层，镀镍层的厚度大于或等于2μm。可以理解地，盖体20的材质与外壳10的材质一致；当外壳10为铝壳时，选用铝质盖体与铝壳进行封装连接；当外壳10为钢壳时，若外壳10为镍含量大于或等于8％的不锈钢时，选用镍含量大于或等于8％的钢质盖体(不锈钢盖体)与钢壳进行封装连接；或者，当外壳10选用的钢壳不含镍或含镍量小于8％时，可以在相同材质的盖体20的内侧面上设置一层不锈钢镀层，以便于在盖体20封盖于外壳10时，盖体20与卷芯200的充分连接。

请参考图4和图5，在一个实施例中，盖体20的中心开设有注液孔24，具体地，该注液孔24可以为沉槽孔；利用注液孔24对卷芯200内部进行注液，并在注液后使用铆钉对注液孔24进行密封。或者，盖体20上不设置注液孔24，盖体20封盖于外壳10的端部后，通过激光焊接即可。

请参考图1至图7，第二方面，本申请实施例还提供了一种圆柱电池300，包括卷芯200以及如上述的圆柱电池壳体100，卷芯200封装于圆柱电池壳体100的内部。本申请实施例提供的圆柱电池300，包括有上述的圆柱电池壳体100，由于圆柱电池壳体100能够将卷芯200与盖体20直连而实现减少零部件、降低内阻并提升圆柱电池壳体100内部的可利用空间的效果，因此圆柱电池300的容量和倍率更高。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。