CN215644674U - 电池壳体及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池壳体及电池，电池壳体包括底壳和顶盖，底壳包括相连的底壁和环形的侧壁，侧壁背离底壁的一端具有开口，顶盖盖设在开口的端面，开口的外侧环设边盖；环形的边盖与顶盖之间均焊接连接，顶盖背离边盖的一侧具有焊缝，焊缝包括多个相连且部分重叠的焊接段。在对电池的外壳进行密封时，采用多个相连且部分重叠的焊接段实现焊接密封。将焊缝分成了多段，避免热量过大导致的金属薄板变形。另外，部分焊接段之间重叠，重叠部分的焊缝深度较大，可以增加焊缝的密封性。因此，本实用新型提供的电池壳体及电池，可以提高底壳与壳盖之间焊接结构的密封性，保证电池的稳定性。

Description

电池壳体及电池

技术领域

本实用新型实施例涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池壳体及电池。

背景技术

锂离子电池具有容量大、能量密度小、体积小、重量轻和绿色环保等优点，已广泛应用于数码电子产品和电动汽车等行业中。其中，以钢壳为外壳的电池其外壳的刚度较大，抗压性和抗变形性较高而得到普遍应用。

相关技术中，钢壳电池的外壳包括底壳和壳盖，底壳和壳盖之间焊接相连。

然而，现有底壳与壳盖之间的焊接结构密封性较差，导致电池的稳定性较差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种电池壳体及电池，可以提高底壳与壳盖之间焊接结构的密封性，保证电池的稳定性。

本实用新型实施例提供一种电池壳体，包括：底壳和顶盖，底壳包括相连的底壁和环形的侧壁，侧壁背离底壁的一端具有开口，顶盖盖设在开口的端面，开口的外侧的周缘上环设有边盖；

环形的边盖与顶盖之间均焊接连接，顶盖背离边盖的一侧具有焊缝，焊缝包括多个相连且部分重叠的焊接段。

这样，在对电池的外壳进行密封时，采用多个相连且部分重叠的焊接段实现焊接密封。将焊缝分成了多段，使得形成每一段的焊缝所输入的能量较小，避免热量过大导致的金属薄板变形。另外，部分焊接段之间重叠，重叠部分的焊缝深度较大，可以增加焊缝的密封性，从而提高电池的密封性和稳定性。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，其中一个焊接段与相邻的至少一个其他的焊接段之间部分重叠。

这样，焊缝整体被各个焊接段加深，可以更好的增加焊缝的密封性。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，焊缝具有靠近侧壁一侧的内边缘和靠近顶盖的边缘一侧的外边缘，内边缘和外边缘的形状均与底壳的开口边缘在顶盖上的投影的形状相同。

这样，焊缝可以尽量靠近开口设置，使得焊缝与开口之间的距离较近，有利于减小电池整体的体积，提高电池的能量密度。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，内边缘和外边缘均为多边形，内边缘和外边缘中相邻两条边之间的拐角为圆角。

这样，焊缝在拐角处受到的应力较为均匀，焊缝的强度较高，密封性较好。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，焊缝的宽度范围为0.1mm-0.3mm；

和/或，焊缝的外边缘与顶盖的边缘之间的距离范围为≤0.3mm；

和/或，焊缝的内边缘与底壳的开口的边缘之间的距离范围为0.5mm-2.0mm。

这样，焊缝的焊接强度较高，密封性能较好，且占用体积较小。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，焊接段的表面凹凸不平，焊接段的表面包括凹陷部和凸起部；

凹陷部与凸起部间隔设置；

或，部分凹陷部与凸起部相邻设置。

这样，凹陷部与凸起部可以增加相互重叠的焊接段之间的接触面积，提升焊缝的结构强度，提高焊缝的密封性。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，凹陷部的凹陷深度为＜0.05mm；

和/或，凸起部的凸起高度为＜0.05mm。

这样，凹陷部和凸起部对边盖的强度影响较小。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，焊接段为圆弧形，相邻两个焊接段之间的重叠部分的面积与单个焊接段的面积比例范围为1/2-9/10；

这样，焊缝的密封性较好，且焊接速度较快。

顶盖的厚度为0.05mm-0.1mm；

和/或，边盖的厚度为0.05mm-0.1mm。

这样，顶盖的强度较高，且有利于电池的轻量化和小型化。

另外，本实施例还提供一种电池，至少包括：电芯和上述实施例中的电池壳体，电芯位于电池壳体内。

这样，在对电池的外壳进行密封时，采用多个相连且部分重叠的焊接段实现焊接密封。将焊缝分成了多段，使得形成每一段的焊缝所输入的能量较小，避免热量过大导致的金属薄板变形。另外，部分焊接段之间重叠，重叠部分的焊缝深度较大，可以增加焊缝的密封性，从而提高电池的密封性和稳定性。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，电芯包括至少两个极性相反的极片，电芯具有叠设区域，位于叠设区域内的至少两个极片相互叠设，且位于叠设区域内的极片与电池壳体的顶盖的表面和/或电池壳体的底壁的表面平行；极性相反的两个极片之间设置有隔膜。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，电芯还包括第一极耳和第二极耳，第一极耳分别与其中一个极片和电池壳体电性连接，第二极耳与另一个极片电性连接；

电池还包括连接件，电池壳体上设有连通孔，连接件插装在连通孔中，且连接件与电池壳体电性绝缘，第二极耳与连接件电性连接；

第一极耳和/或第二极耳沿电芯的延伸方向延伸。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，电芯的外侧环设绝缘胶，绝缘胶位于电芯和电池壳体的侧壁之间，且与侧壁抵接，绝缘胶与电池壳体的焊缝之间的距离范围为0.5mm-2mm。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的电池的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电池的另一立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的部分焊缝的俯视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的部分焊缝的3D显微镜俯视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的部分焊缝的3D显微镜立体结构示意图。

附图标记说明：

10：底壳；

11：底壁；

12：侧壁；

13：边盖；

20：顶盖；

30：焊缝；

30a：内边缘；

30b：外边缘；

31：焊接段；

311：凹陷部；

312：凸起部。

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。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。

钢壳电池的外壳较薄，其外壳包括底壳和壳盖，为了将电芯密封在底壳和壳盖形成的腔体中，可以将底壳和壳盖焊接在一起。例如，可以采用激光焊接将底壳和壳盖焊接在一起，当激光热传输超过一定阈值后，焊接模式由热导焊向深熔焊转变，从而实现金属薄板的全熔透焊接。当焊缝较深时，焊接的密封效果较好。

然而，当形成的焊缝较深时，在焊缝处需要较大的热量输入。对于金属薄板来说，较大的热量输入将会引起金属薄板热变形增大，从而影响金属薄板焊缝的品质，降低焊缝的密封性，对电池的焊接密封性和稳定性造成影响。

为了解决上述问题，本实施例提供一种电池壳体及电池，在对电池壳体进行密封时，采用多个相连且部分重叠的焊接段实现焊接密封。将焊缝分成了多段，使得形成每一段的焊缝所输入的能量较小，避免热量过大导致的金属薄板变形。另外，部分焊接段之间重叠，重叠部分的焊缝深度较大，可以增加焊缝的密封性，从而提高电池的密封性和稳定性。

如图1和图2所示，本实施例提供一种电池壳体，包括：底壳10和顶盖20，底壳10包括相连的底壁11和环形的侧壁12，侧壁12背离底壁11的一端设有开口，开口的外侧的周缘上环设有边盖13，顶盖20盖设在开口的端面上。其中，顶盖20覆盖在开口与环形的边盖13上，顶盖20与底壳10围设形成了容置腔，容置腔中可以放置电芯。

为了在底壳10与顶盖20之间形成密封的容置腔，环形的边盖13与顶盖20之间均焊接连接，顶盖20背离边盖13的一侧具有焊缝30，焊缝30包括多个相连且部分重叠的焊接段31(如图3所示)。由于在对电池壳体进行密封时，采用多个相连且部分重叠的焊接段31实现焊接密封。焊缝30分成了多段，使得形成每一个的焊接段31所输入的能量较小，避免热量过大导致的金属薄板变形。另外，部分焊接段31之间重叠，重叠部分的焊缝30深度较大，可以增加焊缝30的密封性。

其中，如图1所示，在边盖13背离顶盖20的一侧可以为平面，焊缝30没有从顶盖20的一侧穿透边盖13而进入到边盖13背离顶盖20的一侧，这样，对边盖13的整体强度影响较小，边盖13对焊缝30起到较强支撑作用，焊缝30的强度较高，有利于焊缝30的密封性。

具体的，如图3和图4所示，焊缝30可以包括多个焊接段31，焊接段31的一种实现方式为：其中一部分焊缝30上的各个焊接段31之间具有重叠，另一部分焊缝30上的各个焊接段31相连而不重叠。若将重叠的焊接段31看成对焊缝30的加深处理，该实现方式相当于仅对部分焊缝30进行了加深处理。这样，具有重叠部分的焊接段31所在的焊缝30的深度较深，可以增加焊缝30的密封性，提高电池的密封性和稳定性。

焊接段31的另一种实现方式中，其中一个焊接段31与相邻的至少一个其他的焊接段31之间部分重叠。也就是说，其中一个焊接段31可以覆盖在至少一个焊接段31上，且其中一个焊接段31还可以被至少一个焊接段31覆盖。各个焊接段31依次层叠且部分错位设置。这样，焊缝30整体被各个焊接段31加深，可以更好的增加焊缝30的密封性。

焊接段31可以为圆弧形，这样，焊接段31受到的应力较为均匀，焊接段31的结构强度较高。其中，焊接段31可以由激光焊接熔化形成。相邻两个焊接段31之间的重叠部分的面积与单个焊接段31的面积比例范围为1/2-9/10。具体的，相邻两个焊接段31可以为第一焊接段和第二焊接段，第一焊接段与第二焊接段之间的重叠面积为S12，第一焊接段的面积为S1，第二焊接段的面积为S2，其中，S12：S1的比值范围可以为1/2-9/10，S12：S2的比值范围也可以为1/2-9/10。例如，相邻两个焊接段31之间的重叠部分的面积与单个焊接段31的面积比例可以为1/2、2/3、3/4或9/10等，本实施例对该比例不做限制。当相邻两个焊接段31之间的重叠部分的面积与单个焊接段31的面积比例小于该范围时，焊缝30整体上深度较小，焊接密封性较差。当相邻两个焊接段31之间的重叠部分的面积与单个焊接段31的面积比例大于该范围时，焊接速度过慢，效率较低。当相邻两个焊接段31之间的重叠部分的面积与单个焊接段31的面积比例范围为1/2-9/10时，焊缝30的密封性较好，且焊接速度较快。

如图2所示，焊缝30具有靠近侧壁12一侧的内边缘30a和靠近顶盖20的边缘一侧的外边缘30b，内边缘30a和外边缘30b的形状均与底壳10的开口边缘在顶盖20上的投影的形状相同。这样，焊缝30可以尽量靠近开口设置，使得焊缝30与开口之间的距离较近，有利于减小电池整体的体积，提高电池的能量密度。

示例性的，内边缘30a和外边缘30b均为多边形，如图2中，底壳10的开口是矩形的，焊缝30的内边缘30a和外边缘30b也是矩形的。为了方便焊缝30在拐角处圆滑过渡，内边缘30a和外边缘30b中相邻两条边之间的拐角可以为圆角。这样，焊缝30在拐角处受到的应力较为均匀，焊缝30的强度较高，密封性较好。圆角的角度可以为45°至100°，例如，圆角的角度可以45°、60°、75°等，本实施例对圆角的角度不做限制。

其中，焊缝30的宽度范围为0.1mm-0.3mm，例如焊缝30的宽度可以为0.1mm、0.2mm或0.3mm等，本实施例对焊缝30的宽度不做限制。焊缝30的宽度小于该范围时，其宽度较小，强度较低，密封性能较差。进一步的，焊缝30的宽度大于该范围时，焊缝30占用的体积较大，不利于电池小型化。当焊缝30的宽度为0.1mm-0.3mm时，焊缝30的焊接强度较高，密封性能较好，且占用体积较小。

焊缝30的外边缘30b与顶盖20的边缘之间的距离范围为≤0.3mm，例如，焊缝30外边缘30b与顶盖20的边缘之间的距离可以为0.1mm、0.2mm或0.3mm等，本实施例对该距离不做限制。当焊缝30外边缘30b与顶盖20的边缘之间的距离大于该范围时，位于焊缝30外边缘30b与顶盖20边缘之间的顶盖20体积较大，不利于电池小型化。当焊缝30的外边缘30b与顶盖20的边缘之间的距离范围为≤0.3mm，位于焊缝30外边缘30b与顶盖20边缘之间的顶盖20体积较小，有利于电池的小型化。

焊缝30的内边缘30a与底壳10的开口的边缘在顶盖20上的投影之间的距离范围为0.5mm-2.0mm，也就是焊缝30的内边缘30a与底壳10的开口的边缘之间的距离范围为0.5mm-2.0mm。例如，焊缝30内边缘30a与底壳10的开口的边缘在顶盖20上的投影之间的距离可以为0.5mm、1.0mm、1.5mm或2.0mm等，本实施例对该距离不做限制。焊缝30的内边缘30a与底壳10的开口的边缘在顶盖20上的投影之间的距离大于该范围时，焊缝30距离侧壁12较远，不利于电池的小型化。焊缝30的内边缘30a与底壳10的开口的边缘在顶盖20上的投影之间的距离小于该范围时，开口的边缘与焊缝30距离过近，开口的边缘容易对焊缝30的强度造成影响。当焊缝30的内边缘30a与底壳10的开口的边缘在顶盖20上的投影之间的距离范围为0.5mm-2.0mm时，焊缝30距离侧壁12较近，有利于电池的小型化，且开口边缘对焊缝30的强度没有影响。

综上所述，当焊缝30的宽度范围为0.1mm-0.3mm；焊缝30的外边缘30b与顶盖20的边缘之间的距离范围为≤0.3mm；焊缝30的内边缘30a与底壳10的开口的边缘之间的距离范围为0.5mm-2.0mm时，此时焊缝30距离电芯有一定距离，焊接温度不会破坏电芯结构，焊缝30保持一定宽度，焊缝30的强度较高，密封性较好，同时降低焊缝30外边缘30b和顶盖20边缘距离，防止焊缝30外的顶盖20边缘翘起。

一些实施例中，如图5所示，焊接段31的表面凹凸不平，焊接段31的表面包括凹陷部311和凸起部312。凹陷部311与凸起部312可以增加相互重叠的焊接段31之间的接触面积，提升焊缝30的结构强度，提高焊缝30的密封性。

其中，凹陷部311与凸起部312可以间隔设置，或，部分凹陷部311与凸起部312相邻设置。

凹陷部311的凹陷深度为＜0.05mm，例如，凹陷部311的凹陷深度可以为0.01mm、0.02mm、0.03mm或0.04mm等，本实施例对凹陷部311的凹陷深度不做限制。当凹陷部311的凹陷深度大于该范围时，凹陷部311伸入边盖13较多，对边盖13的强度影响较大，还有可能穿透边盖13，导致焊缝30的强度和密封性降低。

凸起部312的凸起高度为＜0.05mm，例如凸起部312的凸起高度可以为0.01mm、0.02mm、0.03mm或0.04mm等，本实施例对凸起部312的凸起高度不做限制。其原理与凹陷部311类似，不再赘述。

需要说明的是，各个焊接段31的大小可以完全不同，或部分相同，或完全相同；另外，各个焊接段31之间的重叠面积，各个凹陷部311的凹陷深度、各个凸起部312的凸起高度与各个焊接段31的大小原理类似，不再赘述。

一些实施例中，顶盖20的厚度为0.05mm-0.1mm，例如，顶盖20的厚度可以为0.05mm、0.07mm或0.1mm等，本实施例对顶盖20的厚度不做限制。当顶盖20的厚度小于该范围时，顶盖20太薄，强度较低。进一步的，顶盖20的厚度大于该范围时，顶盖20太厚，不利于电池的轻量化和小型化。当顶盖20的厚度为0.05mm-0.1mm，顶盖20的强度较高，且有利于电池的轻量化和小型化。

其中，边盖13的厚度为0.05mm-0.1mm，例如，边盖13的厚度可以为0.05mm、0.07mm或0.1mm等，本实施例对边盖13的厚度不做限制。其原理与顶盖20类似，不再赘述。

另外，本实施例还提供一种电池，至少包括：电芯和上述实施例中的电池壳体，电芯位于电池壳体内。

电芯包括至少两个极性相反的极片，电芯具有叠设区域，位于叠设区域内的至少两个极片相互叠设，且位于叠设区域内的极片与顶盖的表面和/或底壁的表面平行。这样，可以使电芯在容置腔中的高度(厚度)方向上占用空间最大，提高电池的能量密度。极性相反的两个极片之间设置有隔膜，可以使正极极片和负极极片保持绝缘。

可以理解的是，本实施例中，电芯可以为扁平状的电芯，扁平状的电芯可以具有两个弧形侧边，两个弧形侧边之间的区域为叠设区域。

一些实施例中，电芯可以为卷绕式电芯，具体的，卷绕式电芯包括第一极片、第二极片以及将第一极片和第二极片隔开的隔膜；第一极片上设置有第一极耳，第一极耳可以通过焊接的方式设置在第一极片上，第二极片上设置有第二极耳，第二极耳可以通过焊接的方式设置在第二极片上；卷绕过程中第一极片、第二极片以及隔膜从卷绕首端开始朝同一方向逐层卷绕并最终形成扁平状的卷绕式电芯。

另一些示例中，电芯还可以为叠片式电芯。

当第一极片极片为正极片时，第二极片极片为负极片时，第一极耳为正极耳，第二极耳为负极耳；或者，当第一极片极片为负极片时，第二极片极片为正极片时，第一极耳为负极耳，第二极耳为正极耳。

正极耳和负极耳通过由底壳10和顶盖20形成的外壳引出后与外部的电子设备的正极和负极连接导通，从而使电池为电子设备供电。

例如，第一极耳可以与电池壳体电性连接，电池壳体形成电池的一个电极；电池还包括连接件，电池壳体上设有连通孔，连接件插装在连通孔中，且连接件与电池壳体电性绝缘，第二极耳与连接件电性连接，从而使连接件形成电池的另一个电极。

其中，连接件可以通过铆接或者粘接等方式与电池壳体固定连接。

第一极耳和/或第二极耳沿电芯的延伸方向延伸。

本实施例中，电芯的外侧环设绝缘胶，绝缘胶位于电芯和电池壳体的侧壁12之间，以避免电芯与侧壁12之间接触造成短路。其中，绝缘胶可以与侧壁12抵接，侧壁12与绝缘胶之间没有间隙，电池壳体的体积较小。

绝缘胶在顶盖20上的投影与电池壳体的焊缝30之间的距离范围可以为0.5mm-2mm，其原理与焊缝30的内边缘30a与底壳10的开口的边缘之间的距离范围原理类似，不再赘述。

这里需要说明的是，本申请实施例涉及的数值和数值范围为近似值，受制造工艺的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种电池壳体，其特征在于，包括：底壳和顶盖，所述底壳包括相连的底壁和环形的侧壁，所述侧壁背离所述底壁的一端具有开口，所述顶盖盖设在所述开口的端面，所述开口的外侧的周缘上环设有边盖；

环形的所述边盖与所述顶盖之间均焊接连接，所述顶盖背离所述边盖的一侧具有焊缝，所述焊缝包括多个相连且部分重叠的焊接段。

2.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，其中一个所述焊接段与相邻的至少一个其他的所述焊接段之间部分重叠。

3.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于，所述焊缝具有靠近所述侧壁一侧的内边缘和靠近所述顶盖的边缘一侧的外边缘，所述内边缘和所述外边缘的形状均与所述底壳的开口边缘在所述顶盖上的投影的形状相同。

4.根据权利要求3所述的电池壳体，其特征在于，所述内边缘和所述外边缘均为多边形，所述内边缘和所述外边缘中相邻两条边之间的拐角为圆角。

5.根据权利要求1-4任一所述的电池壳体，其特征在于，所述焊缝的宽度范围为0.1mm-0.3mm；

和/或，所述焊缝的外边缘与所述顶盖的边缘之间的距离范围为≤0.3mm；

和/或，所述焊缝的内边缘与所述底壳的开口的边缘之间的距离范围为0.5mm-2.0mm。

6.根据权利要求1-4任一所述的电池壳体，其特征在于，所述焊接段的表面凹凸不平，所述焊接段的表面包括凹陷部和凸起部；

所述凹陷部与所述凸起部间隔设置；

或，部分所述凹陷部与所述凸起部相邻设置。

7.根据权利要求6所述的电池壳体，其特征在于，所述凹陷部的凹陷深度为＜0.05mm；

和/或，所述凸起部的凸起高度为＜0.05mm。

8.根据权利要求1-4任一所述的电池壳体，其特征在于，所述焊接段为圆弧形，相邻两个焊接段之间的重叠部分的面积与单个所述焊接段的面积比例范围为1/2-9/10；

和/或，所述顶盖的厚度为0.05mm-0.1mm；

和/或，所述边盖的厚度为0.05mm-0.1mm。

9.一种电池，其特征在于，至少包括：电芯和上述权利要求1-8任一所述的电池壳体，所述电芯位于所述电池壳体内。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电芯包括至少两个极性相反的极片，所述电芯具有叠设区域，位于所述叠设区域内的至少两个所述极片相互叠设，且位于所述叠设区域内的所述极片与所述电池壳体的顶盖的表面和/或所述电池壳体的底壁的表面平行；极性相反的两个所述极片之间设置有隔膜。

11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，所述电芯还包括第一极耳和第二极耳，所述第一极耳分别与其中一个所述极片和所述电池壳体电性连接，所述第二极耳与另一个所述极片电性连接；

所述电池还包括连接件，所述电池壳体上设有连通孔，所述连接件插装在所述连通孔中，且所述连接件与所述电池壳体电性绝缘，所述第二极耳与所述连接件电性连接；

所述连接件通过铆接或粘接与所述电池壳体固定连接；

所述第一极耳和/或所述第二极耳沿所述电芯的延伸方向延伸。

12.根据权利要求9-11任一所述的电池，其特征在于，所述电芯的外侧环设绝缘胶，所述绝缘胶位于所述电芯和所述电池壳体的侧壁之间，且与所述侧壁抵接；

所述绝缘胶与所述电池壳体的焊缝之间的距离范围为0.5mm-2mm。

Images