CN219086102U - 螺纹式密封的高倍率圆柱电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了螺纹式密封的高倍率圆柱电池，属于电池技术领域，包括外壳，外壳为一端开孔另一端开口的空心圆柱体结构，外壳靠近开孔处设有极柱组件，极柱组件另一端紧贴设有第一绝缘密封垫，第一绝缘密封垫紧贴设有上集流盘，上集流盘紧贴设有电芯，电芯另一端设有下集流盘，下集流盘紧贴设有盖板，盖板设在外壳的开口处。本实用新型可防止激光焊接时因热量导致的电解液外溢，提高焊接质量，同时提高了电池密封的可靠性，还提高了电池的过流能力和电芯的倍率性能。

Description

螺纹式密封的高倍率圆柱电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，涉及圆柱电池，具体涉及螺纹式密封的高倍率圆柱电池。

背景技术

锂离子电池因其具有高电压、高比能量、长寿命、环保无污染等优点已被广泛应用于3C、储能和动力电池领域，随着新能源产业的发展，对锂离子电池的要求也越来越高；当前以HEV、PHEV为代表的动力电池的研制也逐渐成为高功率锂离子电池的研究热点。

现有方案密封钉焊接时，密封钉直接盖在注液孔上然后进行焊接。由于注液孔处有电解液残留，或因激光焊接产生的热量致使电芯受热膨胀，电解液溢出致密封钉与极柱之间的焊接缝隙中，导致密封钉激光焊接时存在气泡、炸点、通孔等情况，影响密封钉的焊接质量和良率。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型提供了螺纹式密封的高倍率圆柱电池，用以解决现有技术密封钉焊接质量不好，电解液容易溢等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：公开了螺纹式密封的高倍率圆柱电池，包括外壳，外壳为一端开孔另一端开口的空心圆柱体结构，外壳靠近开孔处设有极柱组件，极柱组件另一端紧贴设有第一绝缘密封垫，第一绝缘密封垫紧贴设有上集流盘，上集流盘紧贴设有电芯，电芯另一端设有下集流盘，下集流盘紧贴设有盖板，盖板设在外壳的开口处；极柱组件包括极柱柱体，极柱柱体为空心圆柱体结构，极柱柱体表面设有密封槽，密封槽周向紧贴设有第二绝缘密封垫，极柱柱体一端内部设有紧固螺纹，紧固螺纹下端设有电连接面，电连接面的中心轴处设有极柱中心孔，极柱中心孔下端设有定位凹槽，定位凹槽设在极柱柱体的另一端，电连接面上设有密封圈，密封圈紧贴设有密封钉，密封钉设在紧固螺纹之间。极柱柱体为极柱主体部分，为密封结构载体和电流载体；电连接面设置在紧固螺纹下方，其可与上集流盘的连接面进行电连接，连接方式可以为焊接、粘接中的一种或两种的组合，该设计增加了极柱电连接面与上集流盘连接面的连接面积，可提高过流能力，提高电芯的倍率性能；密封槽设在极柱柱体外侧，其可与外壳、第一绝缘密封垫和第二绝缘密封垫配合，并通过铆接固定在外壳上，形成极柱与外壳间的绝缘密封；定位凹槽设置在电连接面之下，其可与上集流盘的定位台形成配合，起到精确定位集流盘的作用；电连接面中心设置有极柱中心孔，有利于电解液的注入。

上集流盘包括集流部，集流部上端中心点处设有定位台，定位台中心点处设有连接台，连接台的中心点处设有上中心孔，定位台穿过第一绝缘密封垫，连接台紧贴电连接面。定位台直径大于连接台，定位台的中心轴线与连接台的中心轴线为一条直线。上中心孔位于上集流盘的中心位置，为注液时的电解液通道；连接面设置在中心孔周围，相对集流部向外突出，该设计增加了极柱电连接面与上集流盘连接面的连接面积，可提高过流能力，提高电芯的倍率性能，其与极柱的连接方式可以为焊接、粘接中的一种或两种的组合；定位台设置在连接台的外侧，与连接台不在同一平面，其可与极柱的定位凹槽形成配合，可对上集流盘进行定位，提高装配精度和装配效率；集流部设置在定位台的外侧，其可与电芯的一个端子进行电连接，连接方式可为焊接、粘接、压接中的一种或几种的组合。

进一步的，下集流盘包括盘底部，盘底部周向边缘设有连接部，连接部上设有间隙位，间隙位为凹槽结构，间隙位间隔均布，盘底部中心点处设有下中心孔。其中盘底部与电极端子电连接，连接方式可以为焊接、导电粘接、接触连接中的一种或几种的组合；连接部设置在盘底部的边缘，与盘底部垂直或近似垂直，连接部与外壳连接以实现电流由内部电极到外部端子的引出，连接方式可以为焊接、导电粘接、接触连接中的一种或几种的组合；盘底部中心设置有中心孔，有利于电解液的注入，同时有利于电芯因热失控或其他情况导致内压升高时及时泄压，提高电芯安全性；连接部上设置间隙位，有利于电芯与下集流盘和外壳之间的装配，提高装配精度；连接部在侧壁方向的高度可根据过流需求调整。

进一步的，第一绝缘密封垫包括绝缘部，绝缘部为圆形结构，绝缘部中心点处设有密封中心孔，密封中心孔周向设有凸台，凸台紧贴极柱组件；第二绝缘密封垫包括绝缘垫底部，绝缘垫底部为中心点处开口的圆片结构，绝缘垫底部中心点的开口周向边缘处设有内凸边，绝缘垫底部周向边缘设有外凸边，外凸边与内凸边延伸方向相反。第一绝缘密封垫中凸台对极柱密封槽大部分侧壁形成绝缘密封；绝缘部在电芯端子与外壳之间形成绝缘，第二绝缘密封垫中外凸边对极柱柱体上部形成绝缘密封；绝缘垫底部对极柱组件的密封槽上表面形成绝缘密封；内凸边对极柱组件的密封槽一部分侧壁形成绝缘密封。

进一步的，盖板包括端面，端面表面设有一圈圆形凹槽，端面中心点周向设有防爆刻痕，端面周向边缘设有边缘部，边缘部紧贴外壳开口处的内表面。端面为盖板的基准面，凹槽呈环形设置在边缘部内侧且向内凹陷，可对内部集流体形成挤压，使外壳内部各组件之间紧密接触，减少晃动，提高可靠性，凹槽的设置也可加强外壳的机械强度，提高电芯抗外力破坏的能力；防爆刻痕设置在端面中心周围，当电芯因内部短路或过热等原因发生热失控且内部压力达到一定数值时，防爆刻痕可开启泄压，防止电芯***；边缘部设置于盖板最外侧，可与外壳形成密封，密封方式可以为焊接、螺纹连接、粘接中的一种或几种。

进一步的，密封钉包括密封主体，密封主体表面设有紧固凹槽，紧固凹槽为十字结构，密封主体侧表面设有密封螺纹。密封钉侧面设置紧固螺纹，可与极柱上的紧固螺纹紧密配合，为了便于装配，密封钉上设置紧固凹槽，可通过工具对其进行旋转，从而使密封钉上的密封螺纹与极柱上的紧固螺纹紧密配合，密封钉旋紧固定后，沿密封钉主体外侧边缘与极柱内边缘进行焊接密封，与密封圈密封一起形成双重密封，提高了电池密封的可靠性。

进一步的，密封圈为氟橡胶或硅胶材质。密封圈呈环形设置在密封钉与电连接面之间，可在密封钉紧固压力下形成密封，防止焊接时电解液外溢，提高焊接质量；密封圈与密封钉和极柱组件之间形成密封，与密封钉焊接一起形成双重密封，提高了电池密封的可靠性。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本实用新型的密封钉的侧壁带有密封螺纹，可与极柱组件上的紧固螺纹形成配合，密封钉与极柱之间设置密封圈，密封钉拧紧后对其下的密封圈形成挤压并由此形成密封，可防止激光焊接时因热量导致的电解液外溢，提高焊接质量；同时，通过密封圈与密封钉和极柱之间形成密封，与密封钉焊接一起形成双重密封保护，提高了电池密封的可靠性。

2、本实用新型通过极柱组件的电连接部，增加了极柱与上集流盘连接面积，提高了过流能力，提高电芯的倍率性能。

附图说明

图1为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的结构示意图；

图2为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的***图；

图3为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的外壳的结构示意图；

图4为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的盖板的俯视图；

图5为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的盖板的剖视图；

图6为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的上集流盘的剖视图；

图7为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的上集流盘的结构示意图；

图8为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的结构示意图的下集流盘的结构示意图；

图9为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的极柱组件的剖视图；

图10为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的极柱组件的结构示意图；

图11为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的第二绝缘密封垫的剖视图；

图12为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的第二绝缘密封垫的结构示意图；

图13为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的第一绝缘密封垫的剖视图；

图14为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的第一绝缘密封垫的结构示意图；

图15为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的密封圈的结构示意图；

图16为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的密封钉的侧视图；

图17为本实用新型螺纹式密封的高倍率圆柱电池的密封钉的结构示意图。

附图标记：

1、外壳；2、极柱组件；201、极柱柱体；202、密封槽；203、紧固螺纹；204、电连接面；205、极柱中心孔；206、定位凹槽；3、第一绝缘密封垫；301、绝缘部；302、密封中心孔；303、凸台；4、第二绝缘密封垫；401、绝缘垫底部；402、内凸边；403、外凸边；5、上集流盘；501、集流部；502、定位台；503、连接台；504、上中心孔；6、电芯；7、下集流盘；701、盘底部；702、连接部；703、间隙位；704、下中心孔；8、盖板；801、端面；802、圆形凹槽；803、防爆刻痕；804、边缘部；9、密封钉；901、密封主体；902、紧固凹槽；903、密封螺纹；10、密封圈。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。

在本实用新型中，为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序和技术含义。本申请所说的“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接或间接连接。需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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，只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。

如图1-10所示，螺纹式密封的高倍率圆柱电池，包括外壳1，外壳1为一端开孔另一端开口的空心圆柱体结构，外壳1靠近开孔处设有极柱组件2，极柱组件2另一端紧贴设有第一绝缘密封垫3，第一绝缘密封垫3紧贴设有上集流盘5，上集流盘5紧贴设有电芯6，电芯6另一端设有下集流盘7，下集流盘7紧贴设有盖板8，盖板8设在外壳1的开口处；极柱组件2包括极柱柱体201，极柱柱体201为空心圆柱体结构，极柱柱体201表面设有密封槽202，密封槽202周向紧贴设有第二绝缘密封垫4，极柱柱体201一端内部设有紧固螺纹203，紧固螺纹203下端设有电连接面204，电连接面204的中心轴处设有极柱中心孔205，极柱中心孔205下端设有定位凹槽206，定位凹槽206设在极柱柱体201的另一端，电连接面204上设有密封圈10，密封圈10紧贴设有密封钉9，密封钉9设在紧固螺纹203之间。极柱柱体201为极柱主体部分，为密封结构载体和电流载体；电连接面204设置在紧固螺纹203下方，其可与上集流盘5的连接面进行电连接，连接方式可以为焊接、粘接中的一种或两种的组合，该设计增加了极柱电连接面204与上集流盘5连接面的连接面积，可提高过流能力，提高电芯6的倍率性能；密封槽202设在极柱柱体201外侧，其可与外壳1、第一绝缘密封垫3和第二绝缘密封垫4配合，并通过铆接固定在外壳1上，形成极柱与外壳1间的绝缘密封；定位凹槽206设置在电连接面204之下，其可与上集流盘5的定位台502形成配合，起到精确定位集流盘的作用；电连接面204中心设置有极柱中心孔205，有利于电解液的注入。

上集流盘5包括集流部501，集流部501上端中心点处设有定位台502，定位台502中心点处设有连接台503，连接台503的中心点处设有上中心孔504，定位台502穿过第一绝缘密封垫3，连接台503紧贴电连接面204。定位台502直径大于连接台503，定位台502的中心轴线与连接台503的中心轴线为一条直线。上中心孔504位于上集流盘5的中心位置，为注液时的电解液通道；连接面设置在中心孔周围，相对集流部501向外突出，该设计增加了极柱电连接面204与上集流盘5连接面的连接面积，可提高过流能力，提高电芯6的倍率性能，其与极柱的连接方式可以为焊接、粘接中的一种或两种的组合；定位台502设置在连接台503的外侧，与连接台503不在同一平面，其可与极柱的定位凹槽206形成配合，可对上集流盘5进行定位，提高装配精度和装配效率；集流部501设置在定位台502的外侧，其可与电芯6的一个端子进行电连接，连接方式可为焊接、粘接、压接中的一种或几种的组合。

优选地，下集流盘7包括盘底部701，盘底部701周向边缘设有连接部702，连接部702上设有间隙位703，间隙位703为凹槽结构，间隙位703间隔均布，盘底部701中心点处设有下中心孔704。其中盘底部701与电极端子电连接，连接方式可以为焊接、导电粘接、接触连接中的一种或几种的组合；连接部702设置在盘底部701的边缘，与盘底部701垂直或近似垂直，连接部702与外壳1连接以实现电流由内部电极到外部端子的引出，连接方式可以为焊接、导电粘接、接触连接中的一种或几种的组合；盘底部701中心设置有中心孔，有利于电解液的注入，同时有利于电芯6因热失控或其他情况导致内压升高时及时泄压，提高电芯6安全性；连接部702上设置间隙位703，有利于电芯6与下集流盘7和外壳1之间的装配，提高装配精度；连接部702在侧壁方向的高度可根据过流需求调整。

如图11-17所示，第一绝缘密封垫3包括绝缘部301，绝缘部301为圆形结构，绝缘部301中心点处设有密封中心孔302，密封中心孔302周向设有凸台303，凸台303紧贴极柱组件2；第二绝缘密封垫4包括绝缘垫底部401，绝缘垫底部401为中心点处开口的圆片结构，绝缘垫底部401中心点的开口周向边缘处设有内凸边402，绝缘垫底部401周向边缘设有外凸边403，外凸边403与内凸边402延伸方向相反。第一绝缘密封垫3中凸台303对极柱密封槽202大部分侧壁形成绝缘密封；绝缘部301在电芯6端子与外壳1之间形成绝缘，第二绝缘密封垫4中外凸边403对极柱柱体201上部形成绝缘密封；绝缘垫底部401对极柱组件2的密封槽202上表面形成绝缘密封；内凸边402对极柱组件2的密封槽202一部分侧壁形成绝缘密封。

优选地，盖板8包括端面801，端面801表面设有一圈圆形凹槽802，端面801中心点周向设有防爆刻痕803，端面801周向边缘设有边缘部804，边缘部804紧贴外壳1开口处的内表面。端面801为盖板8的基准面，凹槽呈环形设置在边缘部804内侧且向内凹陷，可对内部集流体形成挤压，使外壳1内部各组件之间紧密接触，减少晃动，提高可靠性，凹槽的设置也可加强外壳1的机械强度，提高电芯6抗外力破坏的能力；防爆刻痕803设置在端面801中心周围，当电芯6因内部短路或过热等原因发生热失控且内部压力达到一定数值时，防爆刻痕803可开启泄压，防止电芯6***；边缘部804设置于盖板8最外侧，可与外壳1形成密封，密封方式可以为焊接、螺纹连接、粘接中的一种或几种。

优选地，密封钉9包括密封主体901，密封主体901表面设有紧固凹槽902，紧固凹槽902为十字结构，密封主体901侧表面设有密封螺纹903。密封钉9侧面设置紧固螺纹203，可与极柱上的紧固螺纹203紧密配合，为了便于装配，密封钉9上设置紧固凹槽902，可通过工具对其进行旋转，从而使密封钉9上的密封螺纹903与极柱上的紧固螺纹203紧密配合，密封钉9旋紧固定后，沿密封钉9主体外侧边缘与极柱内边缘进行焊接密封，与密封圈10密封一起形成双重密封，提高了电池密封的可靠性。

优选地，密封圈10为氟橡胶或硅胶材质。密封圈10呈环形设置在密封钉9与电连接面204之间，可在密封钉9紧固压力下形成密封，防止焊接时电解液外溢，提高焊接质量；密封圈10与密封钉9和极柱组件2之间形成密封，与密封钉9焊接一起形成双重密封，提高了电池密封的可靠性。

本结构在安装时，首先将电芯6两端分别焊接上集流盘5和下集流盘7，将焊接后的整体结构安装入外壳1内，上集流盘5靠近外壳1开孔一端，将极柱组件2的电连接面204与上集流盘5的集流部501进行密封连接，连接形式可以采用激光焊接、螺纹连接、粘接中的一种或几种的组合，接着将盖板8盖上并压紧，盖板8紧贴下集流盘7，对盖板8与外壳1连接的部分进行密封，密封形式可以为激光焊接、螺纹连接、粘接中的一种或几种的组合，最后将密封圈10放入密封槽202内，放入密封钉9，密封钉9上设有紧固凹槽902，可通过工具对其进行旋转，从而使密封钉9上的密封螺纹903与极柱上的紧固螺纹203紧密配合，密封钉9旋紧固定后，沿密封钉9主体外侧边缘与极柱内边缘进行焊接密封，与密封圈10密封一起形成双重密封，提高了电池密封的可靠性。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (9)

1.螺纹式密封的高倍率圆柱电池，其特征在于：包括外壳，所述外壳为一端开孔另一端开口的空心圆柱体结构，所述外壳靠近开孔处设有极柱组件，所述极柱组件另一端紧贴设有第一绝缘密封垫，所述第一绝缘密封垫紧贴设有上集流盘，所述上集流盘紧贴设有电芯，所述电芯另一端设有下集流盘，所述下集流盘紧贴设有盖板，所述盖板设在外壳的开口处；

所述极柱组件包括极柱柱体，所述极柱柱体为空心圆柱体结构，所述极柱柱体表面设有密封槽，所述密封槽周向紧贴设有第二绝缘密封垫，所述极柱柱体一端内部设有紧固螺纹，所述紧固螺纹下端设有电连接面，所述电连接面的中心轴处设有极柱中心孔，所述极柱中心孔下端设有定位凹槽，所述定位凹槽设在极柱柱体的另一端，所述电连接面上设有密封圈，所述密封圈紧贴设有密封钉，所述密封钉设在紧固螺纹之间。

2.根据权利要求1所述的螺纹式密封的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述上集流盘包括集流部，所述集流部上端中心点处设有定位台，所述定位台中心点处设有连接台，所述连接台的中心点处设有上中心孔，所述定位台穿过第一绝缘密封垫，所述连接台紧贴电连接面。

3.根据权利要求2所述的螺纹式密封的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述定位台直径大于连接台，所述定位台的中心轴线与连接台的中心轴线为一条直线。

4.根据权利要求1所述的螺纹式密封的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述下集流盘包括盘底部，所述盘底部周向边缘设有连接部，所述连接部上设有间隙位，所述间隙位为凹槽结构，所述间隙位间隔均布，所述盘底部中心点处设有下中心孔。

5.根据权利要求1所述的螺纹式密封的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述第一绝缘密封垫包括绝缘部，所述绝缘部为圆形结构，所述绝缘部中心点处设有密封中心孔，所述密封中心孔周向设有凸台，所述凸台紧贴极柱组件；所述第二绝缘密封垫包括绝缘垫底部，所述绝缘垫底部为中心点处开口的圆片结构，所述绝缘垫底部中心点的开口周向边缘处设有内凸边，所述绝缘垫底部周向边缘设有外凸边，所述外凸边与内凸边延伸方向相反。

6.根据权利要求5所述的螺纹式密封的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述绝缘垫底部的直径等于连接部的直径，所述绝缘垫底部的中心点开口处直径等于极柱中心孔的直径。

7.根据权利要求1所述的螺纹式密封的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述盖板包括端面，所述端面表面设有一圈圆形凹槽，所述端面中心点周向设有防爆刻痕，所述端面周向边缘设有边缘部，所述边缘部紧贴外壳开口处的内表面。

8.根据权利要求1所述的螺纹式密封的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述密封钉包括密封主体，所述密封主体表面设有紧固凹槽，所述紧固凹槽为十字结构，所述密封主体侧表面设有密封螺纹。

9.根据权利要求1所述的螺纹式密封的高倍率圆柱电池，其特征在于：所述密封圈为氟橡胶或硅胶材质。

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