CN115275465A - 一种新型圆柱电池的封口结构及其封口方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型圆柱电池的封口结构及其封口方法，封口结构包括电池本体，电池本体包括壳体，壳体内部设有圆柱电芯，并且壳体的顶端和底端依次设有负极集流片和正极集流片，并且负极集流片和正极集流片均与圆柱电芯电性连接，并且负极集流片上设有负极帽盖。本发明结构简单，实用性强，圆柱电池的封口结构涉及的组件较少，能够高速组装、封口，解决电池密封性差、使用过程中安全性低、电池空间利用率低等问题，有效防止电解液泄露，提升电池容量，提高使用安全性，延长使用寿命。并且大幅度降低制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及新能源行业圆柱电池技术领域，具体为一种新型圆柱电池的封口结构及其封口方法。
背景技术
圆柱型锂电池，具有容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学稳定性能、使用中安全、工作温度范围宽、对环境友好等优点，因而得到了日益广泛的应用。而为了保证其安全使用，需要对其进行封口。
现有圆柱电池，根据不同型号电池，会有不同的封口方式，现有封口结构存在问题：
1、结构复杂，组件较多且组装步骤繁多、凌乱，生产效率低下；
2、电芯无法限位，导致电芯晃动造成后期焊接精度出现误差，虚焊等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型圆柱电池的封口结构及其封口方法，很好解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型圆柱电池的封口结构，包括电池本体，电池本体包括壳体，壳体内部设有圆柱电芯，并且壳体的顶端和底端依次设有负极集流片和正极集流片，并且负极集流片和正极集流片均与圆柱电芯电性连接，并且负极集流片上设有负极帽盖，所述负极帽盖与所述壳体之间形成密封卷边。
优选的，为了可以提高在使用时的安全性，可以在出现安全问题时，及时将内部的气体排出，保证电池的安全，负极帽盖上等距开设有防爆孔。
优选的，为了可以提高电池的质量和使用安全，壳体的材质为钢壳或铝合金中的一种。
根据发明的另一方面，提供了一种新型圆柱电池的封口结构的封口方法，包括以下步骤：
步骤S101：将圆柱电芯、正极集流片和负极集流片焊接后装入至壳体内部。
步骤S102：此时将壳体靠近负极集流片的一端进行缩口加工，对电芯进行限位。
步骤S103：将缩口后的壳体与负极帽盖进行定位安装。
步骤S104：将定位后的负极帽盖与负极集流片进行焊接，形成连接。
步骤S105：负极帽盖与壳体进行封口，最终形成完整的封口结构，保证密封性，并且壳体与负极帽盖紧密连接保证电流导通。
步骤S106：再将负极帽盖与负极集流片进行密封连接，最终可得到新型圆柱电池的封口结构。
优选的，为了可以更好的与帽盖进行连接配合，进而可以保证密封性和导电性，缩口后壳体的直径小于正常壳体的直径，并且缩口的长度为7-10mm。
优选的，为了可以更好的对其进行密封连接，同时无需采用焊接的方式，降低成本，所述壳体的靠近所述负极帽盖的一端设计成凹凸结构，两者通过凹凸结构进行配合组装密封，其中密封连接的方式可以为机械压合。
优选的，S104中连接方式可以为激光焊接、热压合、电阻焊、超声波焊接、高温烧结中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)通过对电池的简单封口，采用较少的组件即可实现封口，可以快速组装，可以大大提高生产的效率，同时还可以保证在实际使用时的密封性，避免电解液泄漏，提高使用的安全性，并且还可以保证在实际使用时电机的稳定，避免在加工过程中发生移位的现象而导致加工焊接时精度出现误差虚焊的问题，保证加工的质量，同时可以大大提高对电池内部空间的利用率，进而提高电池的容量；
(2)而负极帽盖与壳体通过机械的方式进行压合密封，无需采用传统焊接的方式即可保证帽盖与壳体之间的良好接触，进而可以保证正常的导电使用，相较于激光焊接密封，机械密封高效、快速，生产效率较高，成本低等优势；
(3)而通过开设有的防爆孔，可以在电池因特殊情况出现安全问题时，电池内部会产生大量的气体，导致电池内部压力增加，电池内部气体能够迅速冲破防爆孔，能迅速将电池内部气体排出，避免电池因内部气体积聚形成高压而产生失控，保证电池安全。
附图说明
图1为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构的剖视图之一；
图2为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构中壳体的结构示意图；
图3为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构的部分结构示意图；
图4为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构中负极帽盖的结构示意图之一；
图5为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构中负极帽盖的结构示意图之二；
图6为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构中负极帽盖的结构示意图之三；
图7为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构中负极帽盖的结构示意图之四；
图8为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构中负极帽盖的结构示意图之五；
图9为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构中焊接位置的结构示意图；
图10为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构中焊接位置的结构示意图；
图11为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构的剖视图之二；
图12为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构中封口结构和包覆层的结构示意图之一；
图13为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构中封口结构和包覆层的结构示意图之二；
图14为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构中的部分剖视图；
图15为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构中封口方法的流程图之一；
图16为本发明提出的一种新型圆柱电池的封口结构中封口方法的流程图之二。
图中：1、电池本体；2、壳体；3、负极集流片；4、圆柱电芯；5、正极集流片；6、负极帽盖；102、防爆孔；201、封口结构；301、包覆层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-3，本发明提供的一种实施例：一种新型圆柱电池的封口结构，包括电池本体1，所述电池本体1包括壳体2，所述壳体2内部设有圆柱电芯4，并且所述壳体2的顶端和底端依次设有负极集流片3和正极集流片5，并且所述负极集流片3和正极集流片5均与所述圆柱电芯4电性连接，并且所述负极集流片3上设有负极帽盖6，所述负极帽盖6与所述壳体2之间形成密封卷边，所述负极帽盖6上等距开设有防爆孔102，所述壳体2的材质为钢壳或铝合金中的一种。
对于防爆孔102来说，可以为图1或图4中的位置，在电池因特殊情况出现安全问题时，电池内部会产生大量的气体，导致电池内部压力增加，电池内部气体能够迅速冲破防爆孔，能迅速将电池内部气体排出，避免电池因内部气体积聚形成高压而产生失控，保证电池安全。
根据发明的另一方面，提供了一种新型圆柱电池的封口结构的封口方法，包括以下步骤：
步骤S101：将圆柱电芯4、正极集流片5和负极集流片3焊接后装入至壳体2内部。
步骤S102：此时将壳体2靠近负极集流片3的一端进行缩口加工，对电芯进行限位。
步骤S103：将缩口后的壳体2与负极帽盖6进行定位安装。
步骤S104：将定位后的负极帽盖6与负极集流片3进行焊接，形成连接。
步骤S105：负极帽盖6与壳体2进行封口，最终形成完整的封口结构，保证密封性，并且壳体2与负极帽盖6紧密连接保证电流导通。
步骤S106：再将负极帽盖6与负极集流片3进行密封连接，最终可得到新型圆柱电池的封口结构。
其中，缩口后壳体2的直径(dl)小于正常壳体的直径(d)，并且缩口(L)的长度为7-10mm，可以有效的让两者进行配合，防止帽盖移动，保证后期封口无需对帽盖进行二次定位。
其中，所述壳体2的靠近所述负极帽盖6的一端设计成凹凸结构，两者通过凹凸结构进行配合组装密封，其中密封连接的方式可以为机械压合，相较于激光焊接密封，机械密封高效、快速，生产效率较高，成本低等优势。
其中，S104中连接方式可以为激光焊接、热压合、电阻焊、超声波焊接、高温烧结中的一种。
实施例2
对于负极帽盖6来说，还可以为图4-图8中任意一种的形状，负极帽盖6设计有相匹配的多种凹凸结构，并且，负极帽盖6与壳体2通过机械方式进行压合密封，相较于激光焊接密封，机械密封高效、快速，生产效率较高，成本低等优势。
特别对与图5来说，负极帽盖6设计有U型结构，能够与壳体快速配合，并且定位，防止帽盖发生移动。
其中图5为压合前的形状，而图9为通过机械性压合后的方式密封而成的形状。
其中图7来说，负极帽盖6设计有L型结构，能够与壳体2快速配合，并且定位，防止帽盖发生移动，图7为压合前的形状，图10为通过机械性压合后的方式密封而成的形状。
而图9中A处为负极帽盖6与负极集流片3焊接的位置，其中焊接的位置可以为两端或中间的其中一个或者两个同时包括，图10中A处为负极帽盖6与负极集流片3焊接的位置，可以提高两者之间的连接密封性。
实施例3
对于封口方法来说，在此还提供一种新型圆柱电池的封口结构的封口方法，包括以下步骤：
步骤S201：将圆柱电芯4、正极集流片5和负极集流片3焊接后装入至壳体2内部。
步骤S202：壳体2与负极帽盖6进行相互配合定位。
步骤S203：将负极帽盖6与负极集流片3进行焊接，形成连接。
步骤S204：配合包覆层301将负极帽盖6与壳体2进行封口，最终形成完整的封口结构，保证密封性，并且壳体2与负极帽盖6紧密连接保证电流导通。
步骤S205：再将负极帽盖6与负极集流片3进行密封连接，最终可得到新型圆柱电池的封口结构。
其中，覆层连接于负极帽盖6环形台阶处，能够有效提高帽盖与壳体2的连接强度和密封性，有效防止电解液流出，另一方面，包覆层301可以采用绝缘材料，从而有效增加了帽盖的强度，其中，包覆层301包括聚丙烯胶、氟橡胶、氯丁橡胶、溴化丁基橡胶、聚乙烯、聚酯化合物、防电解液氧化胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、固化胶、PFA、陶瓷、玻璃、丁苯橡胶、碳纤维中的至少一种。
对于负极帽盖6来说，参照图11-图14，可以为其中图中的任意一种，可以为了形成有效的配合连接，防止帽盖移动，保证后期的使用安全，并且负极帽盖6上也开设有防爆孔102，可以在电池因特殊情况出现安全问题时，电池内部会产生大量的气体，导致电池内部压力增加，电池内部气体能够迅速冲破防爆孔，能迅速将电池内部气体排出，避免电池因内部气体积聚形成高压而产生失控，保证电池安全。
综上所述，本发明结构简单，实用性强，圆柱形电池具备储存电能的功能，通过充电的方式获取电量，根据用途需求，以放电的方式向对象提供电量，能够在短时间内进行快速充电及放电，具备充电效率高，输出功率大等优点，其中，本发明新型圆柱电池的封口结构涉及的组件较少，能够高速组装、封口，解决电池密封性差、使用过程中安全性低、电池空间利用率低等问题，有效防止电解液泄露，提升电池容量，提高使用安全性，延长使用寿命。并且大幅度降低制造成本。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种新型圆柱电池的封口结构，包括电池本体(1)，其特征在于：所述电池本体(1)包括壳体(2)，所述壳体(2)内部设有圆柱电芯(4)，并且所述壳体(2)的顶端和底端依次设有负极集流片(3)和正极集流片(5)，并且所述负极集流片(3)和正极集流片(5)均与所述圆柱电芯(4)电性连接，并且所述负极集流片(3)上设有负极帽盖(6)，所述负极帽盖(6)与所述壳体(2)之间形成密封卷边。
2.根据权利要求1所述的一种新型圆柱电池的封口结构，其特征在于：所述负极帽盖(6)上等距开设有防爆孔(102)。
3.根据权利要求2所述的一种新型圆柱电池的封口结构，其特征在于：所述壳体(2)为钢壳或铝合金壳中的一种。
4.一种新型圆柱电池的封口结构的封口方法，用于权利要求1-3中任意一项所述的新型圆柱电池的封口结构的加工，包括以下步骤：
步骤S101：将圆柱电芯(4)、正极集流片(5)和负极集流片(3)焊接后装入至壳体(2)内部；
步骤S102：此时将壳体(2)靠近负极集流片(3)的一端进行缩口加工，对电芯进行限位；
步骤S103：将缩口后的壳体(2)与负极帽盖(6)进行定位安装；
步骤S104：将定位后的负极帽盖(6)与负极集流片(3)进行焊接，形成连接；
步骤S105：负极帽盖(6)与壳体(2)进行封口，最终形成完整的封口结构，保证密封性，并且壳体(2)与负极帽盖(6)紧密连接保证电流导通；
步骤S106：再将负极帽盖(6)与负极集流片(3)进行密封连接，最终可得到新型圆柱电池的封口结构。
5.根据权利要求4所述的一种新型圆柱电池的封口结构的封口方法，其特征在于：缩口后壳体(2)的直径小于正常壳体的直径，并且缩口的长度为7-10mm。
6.根据权利要求4所述的一种新型圆柱电池的封口结构的封口方法，其特征在于：所述壳体(2)的靠近所述负极帽盖(6)的一端设计成凹凸结构，两者通过凹凸结构进行配合组装密封，其中密封连接的方式为机械压合。
7.根据权利要求4所述的一种新型圆柱电池的封口结构的封口方法，其特征在于：S104中连接方式为激光焊接、热压合、电阻焊、超声波焊接、高温烧结中的一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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