CN214043758U - 一种圆柱形锂离子电池及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆柱形锂离子电池及电池模组，涉及电池技术领域。圆柱形锂离子电池包括壳体、电芯和中心针，壳体呈圆筒状；电芯为卷绕式电芯，电芯设于壳体内，且电芯与壳体同轴设置，电芯的中心形成有容纳腔；中心针沿电芯的轴向***容纳腔；中心针包括中心针本体，中心针本体的外表面上设有膨胀胶带，膨胀胶带能够膨胀以填充中心针本体外表面与容纳腔腔壁之间的空隙。本实用新型所提供的圆柱形锂离子电池通过在中心针表面上设有膨胀胶带，膨胀胶带发生膨胀后，可以与电芯的内层紧密贴合，减少了电池在工作过程中的安全隐患。

Description

一种圆柱形锂离子电池及电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱形锂离子电池及电池模组。

背景技术

圆柱形锂离子电池中的电芯是通过将正、负极片和隔膜卷绕而形成圆筒状的。这种生产方式产出的电芯中心会形成空隙，在电池充放电的过程中，电池内的极片极易发生膨胀，从而导致电芯靠近空隙的内层发生形变进而坍塌，存在安全隐患。

为此，亟需提供一种圆柱形锂离子电池及电池模组解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种圆柱形锂离子电池及电池模组，能够有效防止电芯内层变形，减少电池在工作工程中的安全隐患。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种圆柱形锂离子电池，包括:

壳体，所述壳体呈圆筒状；

电芯，所述电芯为卷绕式电芯，所述电芯设于所述壳体内，且所述电芯与所述壳体同轴设置，所述电芯的中心形成有容纳腔；

中心针，沿所述电芯的轴向***所述容纳腔；所述中心针包括中心针本体，所述中心针本体的外表面上设有膨胀胶带，所述膨胀胶带能够膨胀以填充所述中心针本体外表面与所述容纳腔的腔壁之间的空隙。

作为上述圆柱形锂离子电池的一种可选方案，所述膨胀胶带的膨胀率为50％-100％。

作为上述圆柱形锂离子电池的一种可选方案，所述膨胀胶带的厚度与所述中心针本体的直径之比为1：(20-50)。

作为上述圆柱形锂离子电池的一种可选方案，所述膨胀胶带螺旋缠绕于所述中心针本体的外周。

作为上述圆柱形锂离子电池的一种可选方案，所述壳体包括沿轴向依次设置的正极盖帽和负极盖帽，所述正极盖帽与所述电芯之间设有正极集流盘，所述负极盖帽与所述电芯之间设有负极集流盘，所述中心针的一端通过第一绝缘导热件与所述正极集流盘相连，另一端通过第二绝缘导热件与所述负极集流盘相连。

作为上述圆柱形锂离子电池的一种可选方案，所述膨胀胶带外层覆盖有导热涂层。

作为上述圆柱形锂离子电池的一种可选方案，所述导热涂层为陶瓷导热涂层。

作为上述圆柱形锂离子电池的一种可选方案，所述导热涂层与所述膨胀胶带之间设有附着力促进剂层。

作为上述圆柱形锂离子电池的一种可选方案，所述中心针为绝缘中心针。

一种电池模组，包括上述任一所述的圆柱形锂离子电池，所述圆柱形锂离子电池设置多个，多个所述圆柱形锂离子电池相互串联和/或并联。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型所提供的圆柱形锂离子电池通过在中心针表面上设有膨胀胶带，膨胀胶带发生膨胀，可以与电芯的内层紧密贴合，避免电芯内层变形而导致的电池短路，减少了电池在工作过程中的安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型实施例中中心针的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中中心针的俯视图。

附图标记：

1、中心针；11、中心针本体；12、膨胀胶带；13、导热涂层。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，也可以是电连接。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。

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-图2所示，本实施例进行了详细的描述。本实施例提供了一种圆柱形锂离子电池，该圆柱形锂离子电池包括壳体、电芯和中心针1，壳体呈圆筒状；电芯为卷绕式，电芯设于壳体内，且电芯与壳体同轴设置，电芯的中心形成有容纳腔；中心针1沿电芯的轴向***容纳腔；中心针1包括中心针本体11，中心针本体11的外表面上设有膨胀胶带12，膨胀胶带12能够膨胀以填充中心针本体11外表面与容纳腔的腔壁之间的空隙。

本实施例通过在中心针本体11表面上设有膨胀胶带12，膨胀胶带12在电解液的作用下发生膨胀后，可以与电芯的内层紧密贴合，避免内层变形而导致的电池短路，减少了电池在工作过程中的安全隐患。

可选地，膨胀胶带12的膨胀率为50％-100％，使得膨胀胶带12在电解液的作用下可以充分膨胀，以便于填充中心针本体11外表面与容纳腔的腔壁之间的空隙，实现了膨胀后的膨胀胶带12与电芯内层紧密贴合，以对电芯内层提供支撑力，避免电芯的内层变形。在容纳腔内***表面上设有膨胀胶带12的中心针1，虽然可以减少电芯内层的形变空间，但是由于电池型号的不同，电芯中的容纳腔直径也并不相同，因此选取具有适宜膨胀率的膨胀胶带12是提高中心针1适用性的关键。在实际生产制造中，一般根据容纳腔直径和中心针本体11直径的不同，来选取具有所需膨胀率的膨胀胶带12。在本实施例中，选取橡胶及树脂作为膨胀胶带12的基材，因此具有高膨胀率和良好的附着性，在保证可以填充中心针本体11外表面与容纳腔腔壁之间空隙的同时，还避免了膨胀胶带12脱离中心针本体11。

进一步可选地，膨胀胶带12的厚度与中心针本体11的直径之比为1：(20-50),如1:20、1:30、1:35或1:47等。通过上述膨胀胶带12的膨胀率和中心针本体11直径可以选取适宜的膨胀胶带12厚度，使膨胀胶带12膨胀后的厚度为中心针本体11外表面与容纳腔腔壁之间间距的90％-100％，在给与了电芯内层足够支撑力的同时，避免膨胀胶带12过渡膨胀而导致电芯内层受到挤压。

进一步可选地，膨胀胶带12螺旋缠绕于中心针本体11的外周，膨胀胶带12螺旋缠绕设置的方式，避免了对膨胀胶带12进行切割后再进行贴设，便于膨胀胶带12在中心针本体11上的设置。

可选地，壳体包括沿轴向依次设置的正极盖帽和负极盖帽，正极盖帽与电芯之间设有正极集流盘，负极盖帽与电芯之间设有负极集流盘，中心针1的一端通过第一绝缘导热件与正极集流盘相连，另一端通过第二绝缘导热件与负极集流盘相连，绝缘导热件的设置避免了中心针1与正、负极集流盘之间直接相连而导致的电池内部短路。具体地，正、负极集流盘上均设有多个凹槽，用于容纳电芯上的正、负极耳，以使电池可以正常工作。在本实施例中，可选取导热硅胶片作为第一绝缘导热件和第二绝缘导热件。

进一步可选地，膨胀胶带12外层覆盖有导热涂层13，导热涂层13吸收电池中聚集的热量，通过中心针本体11传递给绝缘导热件，再由绝缘导热件通过正、负极集流盘传递给正、负极盖帽，不仅可以有效地对电池中的热量进行传递，使得电池内部热量均匀分布，避免了因电池内部热量聚集而引起的电池失控，还可以将电池内部热量传递到壳体上，以降低电池工作时的温度，以免发生安全事故。

进一步可选地，导热涂层13为陶瓷导热涂层，陶瓷材料具有良好的绝缘性和导热性，因此导热涂层13也可以导热而不导电，进一步提高了电池的安全性能。

进一步可选地，导热涂层13与膨胀胶带12之间设有附着力促进剂层，用于提高导热涂层13与膨胀胶带12之间的附着力，以防止导热涂层13在膨胀胶带12的膨胀过程中脱落。

进一步可选地，中心针1为绝缘中心针，进一步避免电池内部发生短路。

本实施例还提供一种电池模组，其包括多个上述圆柱形锂离子电池，多个圆柱形锂离子电池互相并联和/或串联。由于电池模组包括上述单体圆柱形锂离子电池，所以至少具有上述单体圆柱形锂离子电池所具有的有益效果，在此不再重复赘述。

本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域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。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种圆柱形锂离子电池，其特征在于，包括:

壳体，所述壳体呈圆筒状；

电芯，所述电芯为卷绕式电芯，所述电芯设于所述壳体内，且所述电芯与所述壳体同轴设置，所述电芯的中心形成有容纳腔；

中心针(1)，沿所述电芯的轴向***所述容纳腔；所述中心针(1)包括中心针本体(11)，所述中心针本体(11)的外表面上设有膨胀胶带(12)，所述膨胀胶带(12)能够膨胀以填充所述中心针本体(11)外表面与所述容纳腔的腔壁之间的空隙。

2.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述膨胀胶带(12)的膨胀率为50％-100％。

3.根据权利要求2所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述膨胀胶带(12)的厚度与所述中心针本体(11)的直径之比为1：(20-50)。

4.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述膨胀胶带(12)螺旋缠绕于所述中心针本体(11)的外周。

5.根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述壳体包括沿轴向依次设置的正极盖帽和负极盖帽，所述正极盖帽与所述电芯之间设有正极集流盘，所述负极盖帽与所述电芯之间设有负极集流盘，所述中心针(1)的一端通过第一绝缘导热件与所述正极集流盘相连，另一端通过第二绝缘导热件与所述负极集流盘相连。

6.根据权利要求5所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述膨胀胶带(12)外层覆盖有导热涂层(13)。

7.根据权利要求6所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述导热涂层(13)为陶瓷导热涂层。

8.根据权利要求7所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述导热涂层(13)与所述膨胀胶带(12)之间设有附着力促进剂层。

9.根据权利要求8所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述中心针(1)为绝缘中心针。

10.一种电池模组，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的圆柱形锂离子电池，所述圆柱形锂离子电池设置多个，多个所述圆柱形锂离子电池相互串联和/或并联。

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