CN219739108U - 电池极柱安装结构及二次电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电池极柱安装结构及二次电池,其中电池极柱安装结构包括:壳体,其端面形成有安装孔;极柱,其包括设置在安装孔内,上端露出的极柱本体;第一固定环,其从极柱本体向外延伸至,平面投影与安装孔外周侧的端面的部分重叠,而形成第一重叠部,第一重叠部设置于端面上方;第二固定环,其内周部具有设置在第一重叠部的上方,平面投影与第一重叠部部分重叠的第二重叠部,外周部与壳体端面连接固定;绝缘部,其在第一固定环、极柱本体与第二固定环、壳体之间所形成的空隙间填充设置。利用第一、第二固定环进行极柱固定,即有利于极柱的焊接密封,又提升了极柱部位的结构强度和抗疲劳性能;还简化装配工艺,效率更高。
Description
技术领域
本公开的实施方式一般涉及电池技术领域,并且更具体地,涉及电池极柱安装结构及二次电池。
背景技术
在汽车领域,新能源电动汽车的发展成为一大发展趋势。电动汽车的核心动力来源是动力电池,即二次电池,因此动力电池的性能显得尤为重要。动力电池从形态上主要分为方壳电池、软包电池和圆柱电池。圆柱电池极柱结构及封装形式不同,对应的电池结构强度及性能不同,制造成本也不同。
在现有技术中,圆柱电池正极大多采用卷封工艺或者正极极柱铆接或注塑的形式进行绝缘密封。
但是,圆柱电池采用卷封工艺,虽然结构强度满足需求,但是空间利用率低,不利于提升电芯能量密度。采用铆接或者注塑进行绝缘密封,结构强度可能会较低,并且注塑的生产效率低。无论是卷封还是注塑等工艺,对应的制造的成本也比较高。
实用新型内容
根据本公开的实施方式,提供了一种电池极柱安装结构及电池,实现提升电池极柱部位的结构强度和安装稳定性,并且效率更高,制造成本低。
在本公开的第一方面,提供了一种电池极柱安装结构,包括:壳体,其端面形成有安装孔;极柱,其包括设置在所述安装孔内,上端从所述安装孔露出的极柱本体;第一固定环,其从所述极柱本体的外周面向外周侧延伸至,平面投影与所述安装孔外周侧的所述端面的至少一部分重叠,而形成第一重叠部,所述第一重叠部设置于所述端面上方;第二固定环,其内周部具有设置在所述第一重叠部的上方,平面投影与所述第一重叠部的至少一部分重叠的第二重叠部,外周部与壳体端面连接固定;绝缘部,其在所述第一固定环、所述极柱本体与所述第二固定环、所述壳体之间所形成的空隙间填充设置。
优选在本实用新型的电池极柱安装结构中,所述第一固定环在从周向内侧向周向外侧延伸的过程中,设置有朝向所述极柱的下端侧靠近的第一偏置部。
优选在本实用新型的电池极柱安装结构中,所述第二固定环的从周向外侧向周向内侧延伸的过程中,设置有朝向所述极柱上端侧靠近的第二偏置部。
优选在本实用新型的电池极柱安装结构中,所述端面设置有使所述安装孔向所述壳体的下侧偏置的凹陷部。
优选在本实用新型的电池极柱安装结构中,所述绝缘部包括,在所述极柱本体的基部,包覆所述极柱本体的基部外周面,以使所述极柱本体的基部与所述安装孔之间绝缘的第一绝缘部件;从所述安装孔内周侧沿所述安装孔外周侧的所述端面与所述第一重叠部之间的间隙延伸至所述第一重叠部的外周侧,以使所述第一固定环与所述壳体之间绝缘的第二绝缘部件;沿所述第一固定环与所述第二固定环之间的间隙延伸至所述第二固定环的内周侧,且包覆所述第一固定环的外周面,以使所述第一固定环与所述第二固定环之间绝缘的第三绝缘部件。
优选在本实用新型的电池极柱安装结构中,所述极柱本体的下端设置有连接片,所述连接片与所述极柱本体形成为一体,所述第一绝缘部件沿所述连接片与所述壳体之间的间隙,向周向外侧延伸,覆盖所述连接片的上表面。
优选在本实用新型的电池极柱安装结构中,所述极柱本体与所述连接片为一体冲压形成或焊接成一体。
优选在本实用新型的电池极柱安装结构中,在所述第二绝缘部件的外周部形成从所述端面的上表面向上方延伸的上凸环形部;从所述上凸环形部的下端沿在所述端面的上表面与所述第一重叠部之间的间隙向所述安装孔内周侧延伸形成所述第二绝缘部件的主体部;
在所述第二绝缘部件的内周部形成从所述主体部的内周部向下沿所述安装孔的内周面延伸,而夹设在所述第一绝缘部件的外周面与所述安装孔内周面之间的下凸环形部。
优选在本实用新型的电池极柱安装结构中,所述极柱本体的上端外周面形成有从内周侧向外周侧高度下降的阶梯部,所述第一固定环在内周侧嵌合于所述阶梯部。
优选在本实用新型的电池极柱安装结构中,所述第一固定环与所述极柱本体采用相同的金属材料,焊接固定;所述第二固定环与所述壳体采用相同的金属材料,焊接固定。
优选在本实用新型的电池极柱安装结构中,所述第二绝缘部件采用橡胶材料制成;所述第一、第三绝缘部件采用塑胶材料制成。
另外本实用新型还提供一种二次电池,至少任一电极包括如上所述的电池极柱安装结构。
本实用新型的有益效果是,利用第一固定环和第二固定环分别与极柱和壳体连接并重叠的方式进行极柱固定,一方面,有利于极柱的焊接密封,提升了极柱部位的结构强度和抗疲劳性能;另一方面,简化了装配工艺,效率更高。
应当理解,实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施方式的关键或重要特征,亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明,本公开各实施方式的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中,相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素,其中:
图1是本实用新型的优选实施方式的二次电池的外形图;
图2是本实用新型的优选实施方式的二次电池从极柱方向观看的视图;
图3是沿图2中A-A线的剖视图;
图4是本实用新型的优选实施方式的二次电池的极柱安装结构的***图;
图5是图3所示剖视图的局部放大图。
其中,图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
100壳体;111安装孔,112凹陷部;
200电极部(正极部);
210极柱,211极柱本体,212连接片,213阶梯部;
220第一固定环,221第一重叠部,222第一弯折部;
230第二固定环,231第二重叠部,232第二弯折部;
240绝缘部,241第一绝缘部件,242第二绝缘部件,243第三绝缘部件;
2421上凸环形部,2422主体部,2423下凸环形部;
300负极部。
具体实施方式
为使本公开实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施方式中的附图,对本公开实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本公开一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式,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全部其他实施方式,都属于本公开保护的范围。
另外,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面参照图1至图5对适用了本实用新型的电池极柱安装结构的电池的优选实施方式的电池进行详细说明。
在本实施方式中,以圆柱电池为例进行说明,但是所涉及的电池极柱安装结构也同样适用于其他形状的电池,例如也适用于条形、长方体形的电池。在本实施方式中,作为电池优选为锂二次电池,但也同样适用于其他需要电池极柱安装结构的电池以及二次电池等。
如图1~3所示,本实施方式的电池包括:筒形的壳体100;设置于壳体100上端的正极部200;和设置于壳体100下端的负极部300。
在本实施方式中,由于针对正极部200的安装结构进行了改进,使得电池在正极部200的安装上更为高效,且稳定性好,因此仅对正极部200的安装结构进行详细说明。对于本领域技术人员来说,能够根据本申请说明书的记载毫无疑义地确定可适用于本实用新型的电池负极部300的安装结构该如何选择,故省略对负极部300的详细说明。
图4、图5示出了正极部200的详细结构。尤其是如图1及3~5所示,正极部200用于将正极的电池极柱与壳体100以彼此绝缘的方式连接固定,作为正极部200的电池极柱安装结构其将作为电池正极的极柱210设置于壳体100的一端,在壳体100一端形成有用于安装电池极柱安装结构的安装孔111,而电池极柱安装结构包括极柱210、第一固定环220、第二固定环230和绝缘部240,以将极柱210与壳体100绝缘地从安装孔111露出于壳体100的一端。
【电极部200的主要部件】
在本实施方式中,极柱210包括一端从安装孔111露出的极柱本体211,和设置于极柱本体211另一端,位于壳体100内用于连接电芯的连接片212。连接片212与壳体100内侧截面形状匹配,因此在将极柱本体211安装于壳体100的安装孔111时,需要从壳体100另一端的开放端将极柱210设置于壳体100内,并沿壳体100轴向推送至壳体100的一端侧,使极柱本体211从安装孔111露出,再将极柱210与壳体100固定。
在本实施方式中,为了使极柱210与壳体100的固定更为稳固,在极柱本体211的一端设置有向周向内侧凹陷的阶梯部213。在阶梯部213设置有第一固定环220,第一固定环220为片状金属制,中心具有与阶梯部213匹配的通孔。
第一固定环220的通孔与阶梯部213嵌合,并可通过焊接将第一固定环220与极柱本体211的一端连接固定,使第一固定环220与极柱本体211的装配更为方便和稳定。第一固定环220的外周尺寸大于壳体100的安装孔111的尺寸,使得第一固定环220在垂直于轴向的平面上的投影(在本申请中简称为“平面投影”)围绕安装孔111与壳体100的一端端面的至少一部分重叠,而形成第一重叠部221。
另一方面,在壳体100的安装孔111的周围部安装设置第二固定环230,第二固定环230为片状金属制,与安装孔111同轴,中心具有通孔,至少使极柱本体211的上端面从该通孔露出。第二固定环230的内周部的平面投影,与第一重叠部221的至少一部分重叠,形成第二重叠部231,并可通过焊接使外周部与壳体100的轴向外侧端面连接固定。在本申请中,壳体100的轴向外侧和轴向内侧分别与附图中上、下的方向一致,因此分别简称为上、下方向。
由此,在轴向方向上,在壳体100的安装孔111的周围部,与第二固定环230的内周部之间,设置第一固定环220的外周部,形成三者平面投影均具有重叠的部分,从而能够有效地形成使用第二固定环230和安装孔111的周围部从轴向方向夹持第一固定环220的外周部的形式,并且在间隙内填充绝缘部240,能够从轴向上稳定将极柱210固定于壳体100的安装孔111。利用第一固定环220和第二固定环230分别与极柱本体211和壳体100连接并彼此具有重叠部分的方式进行极柱固定,一方面,有利于极柱的焊接密封,提升了极柱部位的结构强度和抗疲劳性能;另一方面,简化了装配工艺,效率更高。
从而,在第一固定环220和极柱本体211,与第二固定环230和壳体100之间形成连通壳体100上端外部空间和壳体100内部空间的间隙,通过在该间隙以绝缘材料填充形成绝缘部240,一方面,能够使第一固定环220和极柱本体211,与第二固定环230和壳体100彼此绝缘,从而使露出于壳体100一端的安装孔111的极柱本体211与壳体100形成绝缘,另一方面能够将极柱本体211在轴向以及周向上与壳体100的安装孔111固定。
在本实施方式中,极柱本体211与连接片212一体成型,形成为一体极柱,优选采用冲压工艺将极柱本体211与连接片212制成为一体结构,使极柱本体211与连接片212的整体性更强,过流更加稳定,提高电池的过流能力和安全性,并且可将一体极柱整体的与壳体100进行装配,简化了极柱装配过程,优化工艺。因极柱210下端设置有连接片212,故绝缘部240继续向周向外侧延伸以覆盖连接片212的上表面,使其与壳体100的端面下表面之间绝缘。使得正极部200与壳体100以绝缘的方式安装固定。
或者,极柱本体211与连接片212可以通过两个分体部件连接在一起,优选地,采用焊接。在装配时,形成为一体的极柱210从电池腔室的内侧由下向上推向安装孔111,使极柱本体211的上端露出于安装孔111,再进一步将极柱本体211进行固定。
另外,在本实施方式中,考虑到现行二次电池的通用性的要求,即极柱210,尤其是极柱本体211形成为相对于壳体100的一端突出的设置的方式,因此,对壳体100的安装孔111的周围部、第一固定环220和第二固定环230的形状进行特别的设计,下面主要结合二次电池在通过轴心的平面上的投影的局部放大图的图5进行详细说明。
在本实施方式中,作为安装孔111周围部的壳体端面,形成有向壳体100轴向内侧方向的凹陷部112。第一固定环220外周部与凹陷部112在轴向重叠。
第一固定环220的内周部与阶梯部213嵌合连接,并从周向内侧向周向外侧方向延伸过程中,设置有朝向极柱210的轴向内侧靠近的第一偏置部。具体为,第一固定环220从周向内侧向周向外侧方向延伸过程中,形成朝向壳体100轴向内侧方向的第一弯折部222后,再次朝向周向外侧弯折,而与安装孔111的凹陷部112形成平行方式的重叠,而形成第一重叠部221。通过设置第一弯折部222,能够利用第一固定环220尽量覆盖极柱210的上端侧,并对极柱210提供支撑,提高极柱210的强度,保护其不受外力损伤,并且使第一固定环220与极柱210的装配更为顺利。
进而,对于第二固定环230设置与第一固定环220相反方向的第二偏置部。具体为,设置于壳体100轴向外侧的第二固定环230,在外周部与安装孔111的位于凹陷部112的外周面外侧的垂直于轴线的环形面连接固定,在向内周侧延伸的过程中,形成向壳体100轴向外侧方向弯折的第二弯折部232后,再次朝向周向内侧弯折,进而与第一固定环220的外周部和凹陷部112形成平行方式的重叠,而形成第二重叠部231。通过设置第二弯折部232,能够有效地保护极柱210和对其支撑的第一固定环220,同时使第二固定环230的装配更为便利。
通过对安装孔111、第一固定环220、第二固定环230设置作为偏置部的凹陷部112、第一弯折部222、第二弯折部232,能够容易地对第一固定环220的第一重叠部221夹持在壳体100的凹陷部112和第二固定环230的第二重叠部231之间的轴向的位置进行调整,并尽可能减小安装结构在轴向上占用的长度,提高二次电池的容量。
在本实施方式中,第一固定环220的内周侧在壳体100轴向外侧的位置,超出第二固定环230的内周面在壳体100轴向外侧的位置。由此,使得第二固定环230的内周面,在周向内侧方向上,指向第一固定环220的第一弯折部222的外周面。这样,能够利用第二固定环230隔着绝缘部240对极柱本体211提供周向内外侧方向的支撑。
在本实施方式中,第一固定环220的内周部与极柱本体211的外周面连接固定可以采用任一种连接方式,优选为焊接连接,尤其适用于采用对缝焊接工艺。第一固定环220从极柱本体211的外周面向周向外侧方向延伸,再基本沿极柱本体211的轴向向极柱本体211的下端侧延伸,而后向周向外侧延伸至其平面投影与凹陷部112的至少一部分重叠,而形成第一重叠部221。这样形成第一固定环220,使得在对电极部200进行装配并焊接时,能够尽可能地提高装配的同轴性,并能够有效减小焊接过程中的因设备震动造成第一固定环220发生偏心、倾斜等问题。
虽然在本实施方式中,第一重叠部221与凹陷部112在垂直于轴向的平面上全部重叠,呈完整环形;在其他一些实施方式中,在保证极柱210安装强度的基础上,第一重叠部221可具有向外侧敞开的缺口,缺口在第一重叠部221的周向方向上可设置多个。从而,第一固定环220从极柱本体211的外周面向周向外侧延伸至其平面投影与凹陷部112的至少一部分重叠。
并且,第一重叠部221设置在凹陷部112形成的凹陷处,使第一重叠部221与凹陷部112在周向外侧的壳体端面在轴向上的位置彼此接近。在本实施方式中,使第一重叠部221略高于壳体端面。
第一固定环220与凹陷部112之间的缝隙还压紧设置有绝缘部240的一部分,以保证第一固定环220与凹陷部112之间的绝缘。
另外,在本实施方式中,虽然在极柱本体211与第一固定环220相连处形成阶梯部213,阶梯部213从极柱本体211的外周面向周向内侧在轴向方向上变高,且阶梯部213的角度、形状与第一固定环220的内周面的角度、形状相匹配。但在其他一些实施方式中,也可以不设置阶梯部213。在本实施方式中,通过设置该阶梯部213,使得在装配和焊接时,阶梯部213与第一固定环220的内周面相对应进行连接,从而,通过阶梯部213便于极柱本体211与第一固定环220之间的连接,并对第一固定环220提供一定的支撑,进而使极柱210装配的稳定性、可靠性更高。
第一固定环220的内周面与极柱本体211之间形成间隙配合,便于极柱210与第一固定环220之间的装配。
在本实施方式中,第一固定环220与极柱本体211采用相同的金属材料,优选地,均采用铝材质。一方面,第一固定环220采用金属材料,具有一定的强度,焊接后结构强度高,能够稳定地支撑固定极柱210;另一方面,第一固定环220与极柱本体211采用相同材质,便于焊接,避免不同材质焊接存在的问题。
从而,第一固定环220设置在极柱本体211的周向外侧,隔着绝缘部240的一部分承载于凹陷部112的上方,与极柱本体211的外周面焊接固定,通过对第一固定环220与极柱210进行连接固定,限制极柱210在垂直于轴向方向向壳体100轴向内侧方向的移位。
在本实施方式中,第二固定环230的内周部具有设置在第一固定部220的第一重叠部221的上方,平面投影与第一重叠部221的至少一部分重叠的第二重叠部231。
第二重叠部231与第一重叠部221之间的间隙压紧设置有绝缘部240的一部分,第二重叠部231与凹陷部112将第一重叠部221、绝缘部240的一部分夹设在其之间,保证第一固定环220与第二固定环230之间的绝缘。
在本实施方式中,通过对第一固定环220和第二固定环230分别设置第一弯折部222和第二弯折部232,从而在第一固定环220和极柱210,与壳体100的安装孔111和第二固定环230之间,形成呈多次弯曲状的间隙。在对电极部200进行装配时,通过在该间隙中填充绝缘部240,能够使得在装配焊接过程中,保证各部件相对位置稳定,大大提高装配焊接的稳定性。对此,将在后述进行详细说明。
在本实施方式中,使第二重叠部231的平面投影与凹陷部112和第一重叠部221全部重叠,呈完整环形。但是在其他一些实施方式中,在保证极柱210安装强度的基础上,可以使第二重叠部231具有向内侧敞开的缺口,缺口在第二重叠部231的周向方向上可设置多个。另一方面,对于第一重叠部221也可以采用与第二重叠部231相应的方式配置朝向外侧的敞开的缺口,同样的对于凹陷部112,也可以采用与第一重叠部221、第二重叠部231相应的方式配置朝向内侧的敞开的缺口,从而利用三者的缺口设置二次电池内部压力控制路径,如装配泄压阀等,而形成三者之间及两两之间在平面投影上至少一部分重叠的状态。但是在本公开中,因设置于三者缺口处的压力控制路径并非本公开的保护要点,不影响本领域技术人员对本公开保护范围的理解,故省略对压力控制路径冗长的说明。
第二固定环230从第二重叠部231的外周向周向外侧延伸,而后第二固定环230的外周部在凹陷部112周向外侧沿壳体100的轴向外侧端面延伸而与壳体100的该部位抵接并焊接固定,对于该部位的焊接固定方式优选地,采用穿透焊接工艺。
在本实施方式中,第二固定环230与壳体100采用相同的金属材料,优选地,采用钢材质。采用同材质的钢材焊接,既便于同材质的焊接,避免不同材质焊接存在的问题,同时由于钢材强度较高,不易变形,因此焊接后结构强度高,能够稳定地夹持第二重叠部231和凹陷部112之间的第一重叠部221,能够有效保持电极部200的安装稳定性。
以上,对构成本实施方式的二次电池的电极部200的主体部件的构成进行了详细说明,下面对设置在电极部200中起到辅助和支撑作用的绝缘部240的构成进行说明。在本实施方式中对绝缘部240的说明仅是绝缘部的一个例子,其目的是为了在对电极部200的主体部件进行装配焊接时便于操作、稳定性更好,而绝缘部240可以根据其选择的材料、填充方式等进行灵活的选择。
【绝缘部240的构成】
绝缘部240包括:在极柱本体211的壳体100轴向内侧的端部,包覆极柱本体211的与连接片212连接的基部的外周面,以使极柱本体211的基部与安装孔111之间绝缘的第一绝缘部件241;从安装孔111的内周侧沿凹陷部112(即,安装孔111外周侧的端面)与第一重叠部221之间的间隙延伸至第一重叠部221的外周侧,以使第一固定环220与壳体100之间绝缘的第二绝缘部件242;沿第一固定环220与第二固定环230之间的间隙延伸至第二固定环230的内周侧,且包覆第一固定环220的外周面,以使第一固定环220与第二固定环230之间绝缘的第三绝缘部件243。通过将绝缘部240划分为如上所述的第一、第二、第三绝缘部件241、242、243,能够使电极部200的主要部件和绝缘部240的装配方便快捷,且定位准确。
在本实施方式中,由于极柱本体211与连接片212一体成型,因此第一绝缘部件241还沿连接片212与凹陷部112轴向内侧表面之间的间隙,向外周侧方向延伸,覆盖连接片212的壳体100轴向外侧的表面。
在本实施方式中,优选地,第一绝缘部件241和第三绝缘部件243设置为采用塑胶材料制成的环形部件,第二绝缘部件242作为主密封圈而设置为采用橡胶材料制成的环形部件。
通过使第二绝缘部件242构成为橡胶材料制成的主密封圈,而在第二绝缘部件242的壳体100轴向两侧分别采用塑胶材料制成的第一、第三绝缘部件241、243,能够由第二绝缘部件242起到主要的密封作用,并由第一、第三绝缘部件241、243对极柱本体211提供足够的支撑力。同时设置在第二绝缘部件242两侧的作为塑胶部件的第一、第三绝缘部件241、243能够有效减少二次电池内的电解液以及外部环境对第二绝缘部件242的侵蚀,确保二次电池长期使用的密封性能。
在第二绝缘部件242的外周部形成从凹陷部112上表面向上方延伸的上凸环形部2421;从上凸环形部2421的下端沿在凹陷部112与第一重叠部221之间的间隙向安装孔111内周侧延伸形成第二绝缘部件242的主体部2422;在第二绝缘部件242的内周部形成从主体部2422向下沿安装孔111的内周面延伸,而夹设在第一绝缘部件241的外周面与安装孔111的内周面之间的下凸环形部2423。通过使第二绝缘部件242形成具有多个转折的结构,一方面在装配电极部200进行焊接时,能够有效的利用第二绝缘部件242进行临时定位,另一方面能够使成品二次电池持久维持密封性能。
从而,第二绝缘部件242在安装孔111内周面与极柱本体211外周面对置的部分形成与第一绝缘部件241的一部分在周向外-内侧重叠的状态。
【电极部的装配】
在本实施方式中,通过设置第一、第二、第三绝缘部件241、242、243,使作为电池极柱安装结构的电极部200的装配容易,并保证了极柱210与壳体100的绝缘性。
对该电极部200进行装配时,首先将第二绝缘部件242、第一固定环220以及第三绝缘部件243依次从轴向外侧(图中上方)安放在凹陷部112上侧,然后,第二固定环230与壳体100进行穿透焊接,形成第一焊接部位。
再依次将第一绝缘部件241和包括极柱本体211和连接片212(连接片212已预先完成与电芯极耳的焊接连接)的一体极柱由壳体100的轴向内侧经壳体100内推向安装孔111,使极柱本体211露出于安装孔111,再在极柱本体211的上端阶梯部213与第一固定环220进行对缝焊接,形成第二焊接部位。
由此,形成第一绝缘部件241、壳体100、第二绝缘部件242、第一固定环220、第三绝缘部件243和第二固定环230依次层叠设置结构。
如上所述,本实施方式的电池极柱安装结构只需在二次电池顶部进行两次焊接即可完成电极部200尤其是极柱221的安装,即第二固定环230与壳体100的第一焊接部位的焊接,极柱本体211与第一固定环220的第二焊接部位的焊接,只有两次焊接相比于注塑及卷封工艺,效率更高,制造成本低,并且相较于卷封工艺,保证了轴向上较大的空间利用率,有利于提升电芯能量密度。
而且,电极部200采用第一固定环220与第二固定环230双重固定,提升了极柱部位的结构强度和抗疲劳性能,具有更高的装配稳定性、可靠性。
并且,基于极柱部位结构强度的提高,并且只需要从外部进行焊接固定,保证了电池腔室内部的装配便捷和安装空间,从而能将包括极柱本体211和连接片212的一体极柱的直径设置得较大,进而极柱中心过流直径较大有利于提升电池的过流能力,提升电池使用性能。
在上述实施方式中,在安装孔111附近形成向下凹陷的凹陷部112,在其他一些实施方式中,也可以不形成凹陷部112,第二绝缘部件242设置在呈平整平面的安装孔111的上端,第一固定环220、第三绝缘部件243和第二固定环230与第一固定环220相匹配的进行设置,在此结构中,同样地也只需两次焊接即可完成封装。
而且,对于第一、第二固定环220、230分别形成有第一、第二弯折部222、232,但在其他一些实施方式中,只要使第一固定环220的第一重叠部221的至少一部分夹持在第二固定环230的第二重叠部231和安装孔111的周围部之间,形成至少一部分重叠。
另外,在一些实施方式中,第一固定环220也可以形成为平整的环形,第三绝缘部件243和第二固定环230与第一固定环220相匹配的进行设置。
在上述实施方式中,第一固定环220和第二固定环230的第一、第二弯折部222、232为直角弯折的形状,但本实施方式的设置并非对各弯折部做出限定,而在其他一些实施方式中,可以根据实际尺寸需求设置弯折部,也可以使弯折部相对于轴线呈倾斜状。
在上述实施方式中,极柱本体211设置为圆柱形,但本实施方式的设置并非对本公开的极柱本体211做出限定,在其他一些实施方式中,也可以将极柱本体211设置为在垂直于轴向的平面上的投影呈方圆形等其他形状,而安装孔111、第一固定环220、第二固定环230和绝缘部240相匹配的设置成任意的形状。
在上述实施方式中,以将电池极柱安装结构应用于二次电池正极部的情形进行说明。但也可以根据需要,将该结构应用于负极部,而并没有可特别的限制。
另外,在上述实施方式中,电池设置为圆柱电池,但本实施方式的设置并非对本公开的电池做出限定,在其他一些实施方式中,也可以采用其他电芯结构、壳体结构的电池,只要能够将本公开的电池极柱安装结构应用到其结构中即可。
另外,在上述实施方式中,所谓“环形部”并非呈圆形的环形,而是根据二次电池和电极部的剖面形状相适应的任意形成闭合线条的形状。
在本说明书的描述中,术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。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。
在本说明书的描述中,术语“一个实施方式”、“一些实施方式”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本申请的优选实施方式而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种电池极柱安装结构,其特征在于,包括:
壳体,其端面形成有安装孔;
极柱,其包括设置在所述安装孔内,上端从所述安装孔露出的极柱本体;
第一固定环,其从所述极柱本体的外周面向外周侧延伸至,平面投影与所述安装孔外周侧的所述端面的至少一部分重叠,而形成第一重叠部,所述第一重叠部设置于所述端面上方;
第二固定环,其内周部具有设置在所述第一重叠部的上方,平面投影与所述第一重叠部的至少一部分重叠的第二重叠部,外周部与壳体端面连接固定;
绝缘部,其在所述第一固定环、所述极柱本体与所述第二固定环、所述壳体之间所形成的空隙间填充设置。
2.根据权利要求1所述的电池极柱安装结构,其特征在于,
所述第一固定环在从周向内侧向周向外侧延伸的过程中,设置有朝向所述极柱的下端侧靠近的第一偏置部。
3.根据权利要求1所述的电池极柱安装结构,其特征在于,
所述第二固定环的从周向外侧向周向内侧延伸的过程中,设置有朝向所述极柱上端侧靠近的第二偏置部。
4.根据权利要求1所述的电池极柱安装结构,其特征在于,
所述端面设置有使所述安装孔向所述壳体的下侧偏置的凹陷部。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电池极柱安装结构,其特征在于,
所述绝缘部包括,
在所述极柱本体的基部,包覆所述极柱本体的基部外周面,以使所述极柱本体的基部与所述安装孔之间绝缘的第一绝缘部件;
从所述安装孔内周侧沿所述安装孔外周侧的所述端面与所述第一重叠部之间的间隙延伸至所述第一重叠部的外周侧,以使所述第一固定环与所述壳体之间绝缘的第二绝缘部件;
沿所述第一固定环与所述第二固定环之间的间隙延伸至所述第二固定环的内周侧,且包覆所述第一固定环的外周面,以使所述第一固定环与所述第二固定环之间绝缘的第三绝缘部件。
6.根据权利要求5所述的电池极柱安装结构,其特征在于,
所述极柱本体的下端设置有连接片,所述连接片与所述极柱本体形成为一体,
所述第一绝缘部件沿所述连接片与所述壳体之间的间隙,向周向外侧延伸,覆盖所述连接片的上表面。
7.根据权利要求6所述的电池极柱安装结构,其特征在于,所述极柱本体与所述连接片为一体冲压形成或焊接成一体。
8.根据权利要求5所述的电池极柱安装结构,其特征在于,
在所述第二绝缘部件的外周部形成从所述端面的上表面向上方延伸的上凸环形部;
从所述上凸环形部的下端沿在所述端面的上表面与所述第一重叠部之间的间隙向所述安装孔内周侧延伸形成所述第二绝缘部件的主体部;
在所述第二绝缘部件的内周部形成从所述主体部的内周部向下沿所述安装孔的内周面延伸,而夹设在所述第一绝缘部件的外周面与所述安装孔内周面之间的下凸环形部。
9.根据权利要求1所述的电池极柱安装结构,其特征在于,
所述极柱本体的上端外周面形成有从内周侧向外周侧高度下降的阶梯部,
所述第一固定环在内周侧嵌合于所述阶梯部。
10.根据权利要求1所述的电池极柱安装结构,其特征在于,
所述第一固定环与所述极柱本体采用相同的金属材料,焊接固定;
所述第二固定环与所述壳体采用相同的金属材料,焊接固定。
11.根据权利要求5所述的电池极柱安装结构,其特征在于,所述第二绝缘部件采用橡胶材料制成;
所述第一、第三绝缘部件采用塑胶材料制成。
12.一种二次电池,其特征在于:
至少任一电极包括如权利要求1~11中任一项所述的电池极柱安装结构。
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