一种圆柱电池及电池模组的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种圆柱电池及电池模组。


背景技术：

2.目前圆柱电池的壳体通常为一端设置成开口端，另一端则在端面的中间位置设有开孔。极组的正极端和负极端分别焊接有集流盘，并且位于正极端的集流盘与正极柱焊接。在组装圆柱电池时，将该极组从开口端插入壳体内，并且正极柱从开孔处伸出至壳体外，位于负极端的集流盘与壳体焊接。
3.但是由于正极柱需要紧固在壳体上，并且壳体需要形成密封空间，因此需要设置连接部连接正极柱和壳体，并使用铆接和焊接等工艺对正极柱进行固定，以及需要设置密封垫和绝缘件等结构，对壳体的两端进行密封，导致圆柱电池的零部件数量较多，加工工艺复杂以及生产成本较高。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题是如何减少圆柱电池的零件数量，简化加工工艺，以降低生产成本。
5.为解决上述问题，本发明提供一种圆柱电池，其包括壳体、极组、盖板结构和绝缘结构，所述壳体的相对两端分别为开口端和闭口端，所述极组设置于所述壳体内，且所述极组的负极端与所述闭口端连接，所述壳体的外壁形成沿径向内凹的环形滚槽结构，以使所述极组夹设于所述环形滚槽结构和所述闭口端之间，所述盖板结构设置于所述开口端，且所述开口端具有环形边结构，所述环形边结构沿径向向内翻折，以使所述盖板结构夹设于所述环形边结构和所述环形滚槽结构之间，所述盖板结构与所述极组的正极端连接，所述盖板结构朝远离所述极组的方向凸伸形成凸起结构，所述绝缘结构设置于所述盖板结构和所述壳体之间。
6.本发明的技术效果为：圆柱电池的壳体的相对两端分别为开口端和闭口端，即壳体的一端为开口结构，另一端为闭口结构，极组可以从开口端插设于壳体内，并且极组的负极端可以与壳体的闭口端连接，壳体的外壁可以进行滚槽加工后形成一圈沿径向内凹的环形滚槽结构，从而使得极组夹设于环形滚槽结构和闭口端之间，可以将极组紧固于壳体内，盖板结构可以设置于开口端，并且盖板结构位于环形滚槽结构远离极组的一侧，开口端可以具有环形边结构，在加工时，可以将环形边结构沿径向向壳体内部翻折，使得盖板结构夹设于环形边结构和环形滚槽结构之间，即盖板结构固定于壳体上，并且盖板结构可以与极组的正极端连接，盖板结构朝远离极组的方向凸伸形成凸起结构，该凸起结构可以相当于正极柱，从而正极柱可以紧固于壳体上，绝缘结构可以设置于盖板结构和壳体之间，使得盖板结构可以将壳体的开口端进行密封，并且也可以将盖板结构与壳体进行绝缘处理。因此，上述圆柱电池取消了集流盘，并且凸起结构可以充当正极柱，以及凸起结构可由盖板结构一体冲压成型得到，无需设置额外的零部件去固定凸起结构，可以减少圆柱电池零部件数
量，同时圆柱电池的负极为封闭式结构，无需通过后期滚边或焊接来封闭，焊接次数减少了，进而简化了加工工艺，生产成本也相应地降低了。
7.优选地，所述盖板结构包括盖板本体和连接件，所述盖板本体设置于所述开口端，且所述盖板本体夹设于所述环形边结构和所述环形滚槽结构之间，所述盖板本体朝远离所述极组的方向凸伸形成所述凸起结构，所述连接件连接所述盖板本体和所述极组。
8.优选地，所述圆柱电池还包括密封结构，所述盖板本体设有注液口，所述注液口与所述壳体的内部连通，所述密封结构安装于所述注液口。
9.优选地，所述密封结构包括注液盖和密封件，所述注液盖安装于所述盖板本体上，所述注液盖设有与所述注液口连通的通孔，所述密封件用于插设于所述通孔和所述注液口。
10.优选地，所述连接件包括依次弯折连接的多个连接段，多个所述连接段均设有连接孔，多个所述连接孔均与所述注液口同轴设置，所述密封件用于依次插设于所述通孔、所述注液口和多个所述连接孔内。
11.优选地，所述绝缘结构包括绝缘件，所述绝缘件设置于所述环形边结构和所述盖板结构之间，且所述绝缘件沿所述壳体的内壁延伸至所述盖板结构和所述环形滚槽结构之间。
12.优选地，所述绝缘件还延伸至所述环形滚槽结构和所述极组之间。
13.优选地，所述绝缘结构还包括第一绝缘膜，所述第一绝缘膜罩设于所述极组的所述正极端，且所述第一绝缘膜与所述绝缘件连接。
14.优选地，所述绝缘结构还包括第二绝缘膜，所述第二绝缘膜套设于所述极组的周向侧壁上，且所述第二绝缘膜沿所述极组的轴向延伸至与所述第一绝缘膜连接。
15.本发明还提供一种电池模组，其包括多个如上所述的圆柱电池。
16.本发明所述电池模组与所述圆柱电池的有益效果相同，这里不再赘述。
附图说明
17.图1为本发明实施例的一种圆柱电池的零部件拆分结构示意图；
18.图2为本发明实施例的一种圆柱电池的截面结构示意图。
19.附图标记说明：
20.1、壳体；11、开口端；12、闭口端；13、环形滚槽结构；14、环形边结构；2、极组；21、正极端；22、负极端；3、盖板结构；31、盖板本体；311、凸起结构；312、注液口；32、连接件；321、连接段；322、连接孔；4、绝缘结构；41、绝缘件；42、第一绝缘膜；43、第二绝缘膜；5、密封结构；51、注液盖；511、通孔；52、密封件。
具体实施方式
21.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
22.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或
描述的那些以外的顺序实施。
23.参见图1和图2所示，为本发明实施例的一种圆柱电池，其包括壳体1、极组2、盖板结构3和绝缘结构4，所述壳体1的相对两端分别为开口端11和闭口端12，所述极组2设置于所述壳体1内，且所述极组2的负极端22与所述闭口端12连接，所述壳体1的外壁形成沿径向内凹的环形滚槽结构13，以使所述极组2夹设于所述环形滚槽结构13和所述闭口端12之间，所述盖板结构3设置于所述开口端11，且所述开口端11具有环形边结构14，所述环形边结构14沿径向向内翻折，以使所述盖板结构3夹设于所述环形边结构14和所述环形滚槽结构13之间，所述盖板结构3与所述极组2的正极端21连接，所述盖板结构3朝远离所述极组2的方向凸伸形成凸起结构311，所述绝缘结构4设置于所述盖板结构3和所述壳体1之间。
24.具体地，圆柱电池可以包括壳体1、极组2、盖板结构3和绝缘结构4，壳体1的形状为圆筒状结构，并且壳体1的相对两端分别为开口端11和闭口端12，也就是说，壳体1的一端为开口结构，另一端为闭口结构。极组2的形状为圆柱形结构，极组2的径向尺寸可以与壳体1的内径尺寸相匹配，也可以说是，极组2的径向尺寸等于或者略微小于壳体1的内径尺寸，使得极组2刚好可以从壳体1的开口端11插设于壳体1内，并且极组2的负极端22可以与壳体1的闭口端12焊接固定。
25.当极组2设置于壳体1的内部时，可以使用滚槽机对壳体1的外壁进行滚槽加工，使得壳体1形成一圈沿径向内凹的环形滚槽结构13，更具体而言，进行滚槽加工的位置位于壳体1外表面上，并且当形成环形滚槽结构13后，极组2可以夹设于环形滚槽结构13和闭口端12之间，从而可以将极组2紧固于壳体1内。
26.盖板结构3可以设置于开口端11，并且盖板结构3可以位于环形滚槽结构13远离极组2的一侧，即在组装圆柱电池时，可以将盖板结构3按压到环形滚槽结构13上。开口端11可以具有环形边结构14，在加工时，可以将环形边结构14沿径向向壳体1内部翻折，使环形边结构14按压于盖板结构3上，从而盖板结构3可以夹设于环形边结构14和环形滚槽结构13之间，即盖板结构3固定于壳体1上。
27.并且盖板结构3可以与极组2的正极端21连接，盖板结构3朝远离极组2的方向可以凸伸形成凸起结构311，优选地，凸起结构311为环形凸起，该凸起结构311可以相当于正极柱，从而正极柱可以紧固于壳体1上。绝缘结构4可以设置于盖板结构3和壳体1之间，使得盖板结构3可以将壳体1的开口端11进行密封，并且也可以将盖板结构3与壳体1进行绝缘处理。
28.因此，上述圆柱电池取消了集流盘，并且凸起结构311可以充当正极柱，以及凸起结构311可由盖板结构3一体冲压成型得到，无需设置额外的零部件去固定凸起结构311，可以减少圆柱电池的零部件数量，同时圆柱电池的负极为封闭式结构，无需通过后期滚边或焊接来封闭，焊接次数减少了，进而简化了加工工艺，生产成本也相应地降低了。
29.参见图1所示，在一些实施例中，所述盖板结构3包括盖板本体31和连接件32，所述盖板本体31设置于所述开口端11，且所述盖板本体31夹设于所述环形边结构14和所述环形滚槽结构13之间，所述盖板本体31朝远离所述极组2的方向凸伸形成所述凸起结构311，所述连接件32连接所述盖板本体31和所述极组2。
30.具体地，盖板结构3可以包括盖板本体31和连接件32，盖板本体31的形状为圆盘形结构，并且盖板本体31的径向尺寸与壳体1的内径尺寸相匹配。盖板本体31可以设置于开口
端11，即盖板本体31可以按压到环形滚槽结构13上，并且环形边结构14可以沿径向向壳体1内部翻折，使得盖板本体31夹设于环形边结构14和环形滚槽结构13之间，从而将盖板本体31固定于壳体1上。
31.盖板本体31可以朝远离极组2的方向凸伸形成凸起结构311，连接件32可以设置于盖板本体31和极组2之间，并且连接件32的一端可以与盖板本体31焊接，连接件32的另一端可以与极组2的正极端21焊接，可以将盖板本体31与极组2的正极端21连接在一起，使得凸起结构311可以充当正极柱。
32.参见图1和图2所示，在一些实施例中，所述圆柱电池还包括密封结构5，所述盖板本体31设有注液口312，所述注液口312与所述壳体1的内部连通，所述密封结构5安装于所述注液口312。
33.具体地，圆柱电池还可以包括密封结构5，盖板本体31上可以设有注液口312，注液口312可以与壳体1的内部连通，从而可以通过注液口312向壳体1内部注入电解液，密封结构5可以安装于注液口312处，当需要向壳体1内部注入电解液时，可以将密封结构5从注液口312拆卸下来，通过注液口312向壳体1内注入电解液，当完成注液后，可以将密封结构5安装于注液口312，以使壳体1的开口端11可以保持密封状态。
34.参见图1和图2所示，在一些实施例中，所述密封结构5包括注液盖51和密封件52，所述注液盖51安装于所述盖板本体31上，所述注液盖51设有与所述注液口312连通的通孔511，所述密封件52用于插设于所述通孔511和所述注液口312。
35.具体地，密封结构5可以包括注液盖51和密封件52，本实施例中，盖板本体31可以在注液口312处设有与注液盖51相匹配的容纳槽，容纳槽的槽底可以与注液口312连通，注液盖51可以安装于容纳槽内，并且注液盖51可以设有通孔511，该通孔511可以与注液口312连通，优选地，通孔511可以与注液口312同轴设置，密封件52可以用于插设于通孔511和注液口312，即密封件52可以用于将通孔511和注液口312密封，以使壳体1的开口端11可以保持密封状态，本实施例中，密封件52可以为密封钉，可以方便密封件52插设于通孔511和注液口312内。
36.参见图1和图2所示，在一些实施例中，所述连接件32包括依次弯折连接的多个连接段321，多个所述连接段321均设有连接孔322，多个所述连接孔322均与所述注液口312同轴设置，所述密封件52用于依次插设于所述通孔511、所述注液口312和多个所述连接孔322内。
37.具体地，连接件32可以为采用软性金属材料制得，并且连接件32可以依次弯折形成多个连接段321，本实施例中，连接件32可以弯折形成三个连接段321，三个连接段321依次连接形成类似z型的结构，多个连接段321均可以设有连接孔322，多个连接孔322均可以与注液口312同轴设置，当密封件52插设于通孔511和注液口312时，密封件52还可以依次插设于多个连接孔322内，从而可以使得密封件52更加稳定地插设于注液口312内，可以避免密封件52发生松动。
38.参见图1和图2所示，在一些实施例中，所述绝缘结构4包括绝缘件41，所述绝缘件41设置于所述环形边结构14和所述盖板结构3之间，且所述绝缘件41沿所述壳体1的内壁延伸至所述盖板结构3和所述环形滚槽结构13之间。
39.具体地，绝缘结构4可以包括绝缘件41，本实施例中，绝缘件41的形状可以为类似
圆柱形的结构，本实施例中绝缘件41可以套设于盖板本体31上，并且盖板本体31可以设置于盖板本体31和壳体1之间，当将环形边结构14沿径向向壳体1内部翻折时，环形边结构14可以带动绝缘件41向壳体1内部翻折，使得绝缘件41可以部分位于环形边结构14和盖板本体31之间，并且绝缘件41的另一部分可以沿壳体1的内侧壁延伸至盖板本体31和环形滚槽结构13之间，从而绝缘件41可以将壳体1的开口端11进行密封，并且绝缘件41可以将盖板本体31和壳体1之间进行绝缘处理。
40.参见图2所示，在一些实施例中，所述绝缘件41还延伸至所述环形滚槽结构13和所述极组2之间。
41.具体地，绝缘件41还可以沿壳体1的内侧壁朝靠近极组2的方向延伸至环形滚槽结构13和极组2之间，更清楚而言，在进行滚槽加工之前，绝缘件41可以套设于盖板本体31上，并且绝缘件41设置于壳体1和盖板本体31之间，以及绝缘件41可以沿壳体1的内侧壁延伸至与极组2的正极端21接触，当对壳体1的外表面进行滚槽加工时，壳体1的外表面上可以形成沿径向内凹的环形滚槽结构13，在内凹的过程中会挤压绝缘件41，使得绝缘件41位于环形滚槽结构13和极组2之间，从而绝缘件41还可以将极组2的正极端21与壳体1的内侧壁进行绝缘处理，并且可以进一步增强壳体1开口端11的密封性。
42.参见图1所示，在一些实施例中，所述绝缘结构4还包括第一绝缘膜42，所述第一绝缘膜42罩设于所述极组2的所述正极端21，且所述第一绝缘膜42与所述绝缘件41连接。
43.具体地，绝缘结构4还可以包括第一绝缘膜42，第一绝缘膜42可以为圆环形结构，并且第一绝缘膜42可以罩设于极组2的正极端21。更清楚而言，第一绝缘膜42为中间设有圆孔的环形结构，当第一绝缘膜42覆盖于极组2的正极端21上，正极端21部分露出，从而连接件32可以与正极端21焊接，并且第一绝缘膜42沿极组2的轴向朝靠近极组2的负极端22延伸，第一绝缘膜42可以与绝缘件41连接，从而可以进一步将极组2的正极端21与壳体1的内侧壁进行绝缘处理。
44.参见图1所示，在一些实施例中，所述绝缘结构4还包括第二绝缘膜43，所述第二绝缘膜43套设于所述极组2的周向侧壁上，且所述第二绝缘膜43沿所述极组2的轴向延伸至与所述第一绝缘膜42连接。
45.具体地，绝缘结构4还可以包括第二绝缘膜43，第二绝缘膜43可以为圆筒形结构，第二绝缘膜43可以套设于极组2的周向侧壁上，并且第二绝缘膜43可以沿极组2的轴向延伸设置，第二绝缘膜43的一端可以延伸至与第一绝缘膜42连接，第二绝缘膜43的另一端可以延伸至极组2的负极端22，从而第二绝缘膜43可以将极组2的周向侧壁与壳体1的内侧壁之间进行绝缘处理。
46.本发明另一实施例提供一种电池模组，包括多个如上述所述的圆柱电池。
47.本实施例中的电池模组与上述圆柱电池基于相同的发明构思，具有相同或相近的实施例以及有益效果，此处不再赘述。
48.虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种圆柱电池，其特征在于，包括壳体(1)、极组(2)、盖板结构(3)和绝缘结构(4)，所述壳体(1)的相对两端分别为开口端(11)和闭口端(12)，所述极组(2)设置于所述壳体(1)内，且所述极组(2)的负极端(22)与所述闭口端(12)连接，所述壳体(1)的外壁形成沿径向内凹的环形滚槽结构(13)，以使所述极组(2)夹设于所述环形滚槽结构(13)和所述闭口端(12)之间，所述盖板结构(3)设置于所述开口端(11)，且所述开口端(11)具有环形边结构(14)，所述环形边结构(14)沿径向向内翻折，以使所述盖板结构(3)夹设于所述环形边结构(14)和所述环形滚槽结构(13)之间，所述盖板结构(3)与所述极组(2)的正极端(21)连接，所述盖板结构(3)朝远离所述极组(2)的方向凸伸形成凸起结构(311)，所述绝缘结构(4)设置于所述盖板结构(3)和所述壳体(1)之间。2.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述盖板结构(3)包括盖板本体(31)和连接件(32)，所述盖板本体(31)设置于所述开口端(11)，且所述盖板本体(31)夹设于所述环形边结构(14)和所述环形滚槽结构(13)之间，所述盖板本体(31)朝远离所述极组(2)的方向凸伸形成所述凸起结构(311)，所述连接件(32)连接所述盖板本体(31)和所述极组(2)。3.根据权利要求2所述的圆柱电池，其特征在于，还包括密封结构(5)，所述盖板本体(31)设有注液口(312)，所述注液口(312)与所述壳体(1)的内部连通，所述密封结构(5)安装于所述注液口(312)。4.根据权利要求3所述的圆柱电池，其特征在于，所述密封结构(5)包括注液盖(51)和密封件(52)，所述注液盖(51)安装于所述盖板本体(31)上，所述注液盖(51)设有与所述注液口(312)连通的通孔(511)，所述密封件(52)用于插设于所述通孔(511)和所述注液口(312)。5.根据权利要求4所述的圆柱电池，其特征在于，所述连接件(32)包括依次弯折连接的多个连接段(321)，多个所述连接段(321)均设有连接孔(322)，多个所述连接孔(322)均与所述注液口(312)同轴设置，所述密封件(52)用于依次插设于所述通孔(511)、所述注液口(312)和多个所述连接孔(322)内。6.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述绝缘结构(4)包括绝缘件(41)，所述绝缘件(41)设置于所述环形边结构(14)和所述盖板结构(3)之间，且所述绝缘件(41)沿所述壳体(1)的内壁延伸至所述盖板结构(3)和所述环形滚槽结构(13)之间。7.根据权利要求6所述的圆柱电池，其特征在于，所述绝缘件(41)还延伸至所述环形滚槽结构(13)和所述极组(2)之间。8.根据权利要求6所述的圆柱电池，其特征在于，所述绝缘结构(4)还包括第一绝缘膜(42)，所述第一绝缘膜(42)罩设于所述极组(2)的所述正极端(21)，且所述第一绝缘膜(42)与所述绝缘件(41)连接。9.根据权利要求8所述的圆柱电池，其特征在于，所述绝缘结构(4)还包括第二绝缘膜(43)，所述第二绝缘膜(43)套设于所述极组(2)的周向侧壁上，且所述第二绝缘膜(43)沿所述极组(2)的轴向延伸至与所述第一绝缘膜(42)连接。10.一种电池模组，其特征在于，包括多个如权利要求1-9中任一项所述的圆柱电池。

技术总结
本发明提供了一种圆柱电池及电池模组，涉及电池技术领域，该圆柱电池包括壳体、极组、盖板结构和绝缘结构，壳体的相对两端分别为开口端和闭口端，极组设置于壳体内，且极组的负极端与闭口端连接，壳体的外壁形成沿径向内凹的环形滚槽结构，以使极组夹设于环形滚槽结构和闭口端之间，盖板结构设置于开口端，且开口端具有环形边结构，环形边结构沿径向向内翻折，以使盖板结构夹设于环形边结构和环形滚槽结构之间，盖板结构与极组的正极端连接，盖板结构朝远离极组的方向凸伸形成凸起结构，绝缘结构设置于盖板结构和壳体之间。因此，上述圆柱电池减少零部件数量，进而简化了加工工艺，生产成本也相应地降低了。产成本也相应地降低了。产成本也相应地降低了。


技术研发人员：张金甫 肖翔 王丰 梁善飞 王鹏 余亮 田志松 王瑞平 赵福成
受保护的技术使用者：浙江吉利动力总成有限公司
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/9/5