圆柱电池及包含其的电池组的制作方法

1.本实用新型涉及一种圆柱电池及包含其的电池组。


背景技术：

2.随着锂离子电池技术的进一步突破，新能源汽车越来越受到人们的青睐。圆柱形电池作为最早的电池外形，具有易标准化、生产效率高、成本低(同等可比条件下)等优势。但小圆柱电芯(如18650、21700等)的单体容量及模组能量密度渐渐难以满足新能源汽车对动力电池日益增长的要求。大圆柱电芯因(如4680、4695、46120)具有高单体容量、高能量密度、易标准化高效率量产等优点而被广泛关注。
3.大圆柱电芯的结构设计主要包括连接壳体和卷芯的正极侧和负极侧方案多种多样。具体结构设计及方案可以根据实际车型对电池的设计及装载方式调整。现有的大圆柱电芯的结构密封性能差，正极极柱与壳体连接处容易漏液，影响电池的安全性和使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缺陷，提供一种圆柱电池及包含其的电池组。
5.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.本实用新型提供一种圆柱电池，包括：
7.壳体，所述壳体包括筒状侧壁和连接于所述筒状侧壁一端的底壁，所述底壁上设有贯穿孔，所述贯穿孔的周缘具有沿所述贯穿孔的轴线朝远离所述筒状侧壁的方向延伸的环形凸起；
8.正极极柱，所述正极极柱的外周面具有沿所述正极极柱的外周面周向环绕的环形槽，所述环形凸起位于所述环形槽内；
9.电极组件，所述电极组件收容于所述壳体内，所述电极组件的相对的两端分别引出有正极耳和负极耳，所述正极耳与所述正极极柱电连接；
10.绝缘密封件，所述绝缘密封件夹设于所述环形槽与所述环形凸起之间。
11.在本方案中，圆柱电池采用上述结构，通过在壳体的底壁上设置沿贯穿孔的轴线朝远离筒状侧壁的方向延伸的环形凸起，并通过绝缘密封件与环形凸起进行配合，从而大大提升壳体的底壁与正极极柱之间的密封性能，从而可以有效地避免圆柱电池在正极极柱与绝缘密封件或者底壁与绝缘密封件的连接处发生漏液的现象，提高了圆柱电池的使用寿命和安全性能。设置的绝缘密封件除了防止电池内部与外部气路导通，实现密封作用，还可以防止正极极柱和壳体直接连接，实现绝缘作用。
12.在一种较佳地技术方案中，所述环形凸起的厚度与所述底壁的厚度比例为1:1～1:3。
13.在本方案中，环形凸起的厚度与底壁的厚度在上述比例范围内，一方面可以保证环形凸起具有足够的强度，避免在装配时发生弯折而影响装配，另一方面又可以避免在后
续使用时因外力导致环形凸起与绝缘密封件之间产生间隙，导致漏液的现象发生。
14.在一种较佳地技术方案中，所述环形凸起与所述底壁为一体成型，所述环形凸起与所述底壁的连接处圆弧过渡。
15.在本方案中，环形凸起与底壁通过一体成型，加工效率高，节约工序，降低生产成本，环形凸起与底壁的连接处圆弧过渡，避免对与其装配配合的绝缘密封件产生损伤，影响密封性能。
16.在一种较佳地技术方案中，所述绝缘密封件包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈的外周侧具有台阶，所述环形凸起和所述底壁的连接端的端部分别抵接所述台阶的台阶面；
17.所述第二密封圈朝向所述第一密封圈的端面上具有环形凹槽，所述环形凸起插入所述环形凹槽内。
18.在本方案中，绝缘密封件采用上述结构，一方面方便装配，另一方面可以将环形凸起完全包覆在密封圈内，增加了底壁与绝缘密封件之间的密封性，有效避免漏液的现象发生。
19.在一种较佳地技术方案中，沿所述圆柱电池的高度方向，所述第一密封圈和所述第二密封圈的高度之和等于所述环形槽的宽度。
20.在本方案中，采用上述结构，可以避免两个密封圈在圆柱电池的高度方向发生移动影响绝缘密封件的密封效果。
21.在一种较佳地技术方案中，所述绝缘密封件的外周面不突出所述环形槽设置。
22.在一种较佳地技术方案中，所述圆柱电池还包括正极集流盘，所述正极集流盘设于所述电极组件和所述正极极柱之间，所述正极集流盘分别电连接于所述正极耳和所述正极极柱。
23.在本方案中，通过正极集流盘便于将电极组件的多个正极耳进行汇流，以使得圆柱电池的电极组件与正极极柱电连接。
24.在一种较佳地技术方案中，所述电极组件具有沿所述电极组件的轴线方向延伸的中心孔，所述正极集流盘与所述正极极柱通过电阻焊焊接。
25.在本方案中，正极极柱与正极集流盘之间使用内部电阻焊接替代传统的外部激光焊接可以避免极柱焊接区域发生漏液的风险，同时也可以保证更好的焊接效果和电池更大的过流能力。
26.在一种较佳地技术方案中，所述圆柱电池还包括负极集流盘，所述负极集流盘设于所述电极组件远离所述正极极柱的一端，所述负极集流盘与所述负极耳电连接。
27.在本方案中，通过负极集流盘便于将电极组件的多个负极耳进行汇流，以使得电极组件与圆柱电池的负极电连接。
28.本实用新型还提供一种电池组，所述电池组包含如上所述的圆柱电池。
29.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
30.本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型的圆柱电池采用上述结构，通过在壳体的底壁上设置沿贯穿孔的轴线朝远离筒状侧壁的方向延伸的环形凸起，并通过绝缘密封件与环形凸起进行配合，从而大大提升壳体的底壁与正极极柱之间的密封性能，从而可
以有效地避免圆柱电池在正极极柱与绝缘密封件或者底壁与绝缘密封件的连接处发生漏液的现象，提高了圆柱电池的使用寿命和安全性能。设置的绝缘密封件除了防止电池内部与外部气路导通，实现密封作用，还可以防止正极极柱和壳体直接连接，实现绝缘作用。
附图说明
31.图1为本实用新型实施例1中圆柱电池的结构示意图。
32.图2为本实用新型实施例1中分体式绝缘密封件的局部剖面结构示意图。
33.图3为本实用新型实施例1中正极极柱的结构示意图
34.图4为本实用新型实施例1中正极极柱在装配前的剖视图。
35.图5为本实用新型实施例1中正极极柱在装配前的俯视图。
36.图6为本实用新型实施例2中一体式绝缘密封件的局部剖面结构示意图。
37.附图标记说明：
38.壳体100
39.筒状侧壁110
40.底壁120
41.环形凸起130
42.正极极柱200
43.环形槽201
44.主体部210
45.筒体部220
46.电极组件300
47.中心孔301
48.绝缘密封件400
49.第一密封圈410
50.台阶411
51.第二密封圈420
52.环形凹槽421
53.第一凹槽401
54.第二凹槽402
55.正极集流盘500
56.负极集流盘600
57.盖板700
58.密封件800
具体实施方式
59.下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在下述的实施例范围之中。
60.如图1-3所示，本实施例提供了一种圆柱电池，包括壳体100、正极极柱200、电极组件300、绝缘密封件400，壳体100包括筒状侧壁110和连接于筒状侧壁110一端的底壁120，底
壁120上设有贯穿孔，贯穿孔的周缘具有沿贯穿孔的轴线朝远离筒状侧壁110的方向延伸的环形凸起130。正极极柱200的外周面具有沿正极极柱200的外周面周向环绕的环形槽201，环形凸起130位于环形槽201内。电极组件300收容于壳体100内，电极组件300的相对的两端分别引出有正极耳和负极耳，正极耳与正极极柱200电连接，绝缘密封件400夹设于环形槽201与环形凸起130之间。
61.圆柱电池采用上述结构，通过在壳体100的底壁120上设置沿贯穿孔的轴线朝远离筒状侧壁110的方向延伸的环形凸起130，并通过绝缘密封件400与环形凸起130进行配合，从而大大提升壳体100的底壁120与正极极柱200之间的密封性能，从而可以有效地避免圆柱电池在正极极柱200与绝缘密封件400或者底壁120与绝缘密封件400的连接处发生漏液的现象，提高了圆柱电池的使用寿命和安全性能。设置的绝缘密封件400除了防止电池内部与外部气路导通，实现密封作用，还可以防止正极极柱200和壳体100直接连接，实现绝缘作用。
62.环形凸起130的厚度与底壁120的厚度比例为1:1～1:3。环形凸起130的厚度与底壁120的厚度在上述比例范围内，一方面可以保证环形凸起130具有足够的强度，避免在装配时发生弯折而影响装配，另一方面又可以避免在后续使用时因外力导致环形凸起130与绝缘密封件400之间产生间隙，导致漏液的现象发生。
63.在本实施例中，环形凸起130的厚度与底壁120的厚度比例为1:1。在其他实施例中，环形凸起130的厚度与底壁120的厚度比例可以在保证环形凸起130具有足够的强度的情况下根据实际需求进行设定，避免环形凸起130过薄导致强度不足。
64.本实施例中，环形凸起130与底壁120为一体成型。环形凸起130与底壁120的连接处圆弧过渡。环形凸起130与底壁120通过一体成型，加工效率高，节约工序，降低生产成本，环形凸起130与底壁120的连接处圆弧过渡，避免对与其装配配合的绝缘密封件400产生损伤，影响密封性能。
65.如图2所示，本实施例中，绝缘密封件400包括第一密封圈410和第二密封圈420，第一密封圈410的外周侧具有台阶411，环形凸起130和底壁120的连接端的端部分别抵接台阶411的台阶面。第二密封圈420朝向第一密封圈410的端面上具有环形凹槽421，环形凸起130插入环形凹槽421内。绝缘密封件400采用上述结构，一方面方便装配，另一方面可以将环形凸起130完全包覆在密封圈内，增加了底壁120与绝缘密封件400之间的密封性，有效避免漏液的现象发生。
66.在一种较佳地实施方式中，沿圆柱电池的高度方向，第一密封圈410和第二密封圈420的高度之和等于环形槽201的宽度。采用上述结构，可以避免两个密封圈在圆柱电池的高度方向发生移动影响绝缘密封件400的密封效果。
67.当然，沿圆柱电池的高度方向，第一密封圈410和第二密封圈420的高度之和也可略大于环形槽201的宽度，这样可以使得密封圈与正极极柱200之间具有良好的密封性。
68.在一种较佳地实施方式中，绝缘密封件400的外周面不突出环形槽201设置。
69.圆柱电池还包括正极集流盘500，正极集流盘500设于电极组件300和正极极柱200之间，正极集流盘500分别电连接于正极耳和正极极柱200。通过正极集流盘500便于将电极组件300的多个正极耳进行汇流，以使得圆柱电池的电极组件300与正极极柱200电连接。
70.在本实施例中，电极组件300具有沿电极组件300的轴线方向延伸的中心孔301，正
极集流盘500与正极极柱200通过电阻焊焊接。正极极柱200与正极集流盘500之间使用内部电阻焊接替代传统的外部激光焊接可以避免极柱焊接区域发生漏液的风险，同时也可以保证更好的焊接效果和电池更大的过流能力。
71.具体地，电极组件300为卷绕式结构，即电极组件300通过第一极片、隔膜与第二极片三者依次层叠并卷绕，其中，在卷绕过程中第一极片、隔膜与第二极片需要通过卷针进行卷绕，因此在卷绕完成后形成的卷绕式结构会形成贯穿电极组件300两端的端面的卷针孔(即中心孔301)。
72.如图4和图5所示，为正极极柱200在进行装配前的结构示意图，在将正极极柱200装配在与壳体100进行装配之前正极极柱200包括主体部210和连接于主体部210上端面的筒体部220，筒体部220被设置成可穿过贯穿孔，且筒体部220可被向外折弯以与主体部210形成环形槽201。
73.将正极极柱200装配在与壳体100进行装配时，先将第一密封圈410套在正极极柱200的主体部210上，将正极极柱200从壳体100远离底壁120的另一端开口处伸入，使正极极柱200的筒体部220与主体部210的连接处位于环形凸起130的上方，然后将第二密封圈420套在主体部210上，并使得环形凸起130插入第二密封圈420上的环形凹槽421内，然后将正极极柱200处于壳体100外部的筒体部220向两边压平即完成外铆接加工。
74.在壳体100与正极极柱200完成绝缘和密封加工后，将焊好正极集流盘500的电极组件300装入壳体100内，然后将电阻焊棒插入中心孔301，完成正极集流盘500和正极极柱200的焊接。
75.该圆柱电池还包括负极集流盘600，负极集流盘600设于电极组件300远离正极极柱200的一端，负极集流盘600与负极耳电连接。通过负极集流盘600便于将电极组件300的多个负极耳进行汇流，以使得电极组件300与圆柱电池的负极电连接。其中，负极集流盘600与壳体100接触，因此，整个壳体100可以作为圆柱电池的负极。
76.该圆柱电池还包括盖板700，盖板700设置在圆柱电池上远离底壁120的一端，盖板700与壳体100之间通过密封件800连接，用于封闭壳体100的内腔，密封件800可以选择密封圈或者密封胶。
77.本实施例还公开一种电池组，该电池组包含多个上述的圆柱电池，多个圆柱电池通过串联和/或并联实现电连接。
78.实施例2
79.本实施例的圆柱电池与实施例1的圆柱电池的结构大体相同，不同之处在于：如图6所示，在本实施例中，绝缘密封件400为一体成型结构。该绝缘密封件400为环状结构，绝缘密封件400的外周面具有沿外周面周向环绕设置的第一凹槽401，第一凹槽401远离外周面的一端具有沿绝缘密封件400轴线方向延伸的环形结构的第二凹槽402，第二凹槽402的延伸方向、延伸深度以及凹槽的侧壁间隙与环形凸起130相适配。为便于该一体式绝缘密封件400进行装配，绝缘密封件400位于第一凹槽401上方部分的外径小于第一凹槽401下方部分的外径。
80.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，
但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种圆柱电池，其特征在于，包括：壳体，所述壳体包括筒状侧壁和连接于所述筒状侧壁一端的底壁，所述底壁上设有贯穿孔，所述贯穿孔的周缘具有沿所述贯穿孔的轴线朝远离所述筒状侧壁的方向延伸的环形凸起；正极极柱，所述正极极柱的外周面具有沿所述正极极柱的外周面周向环绕的环形槽，所述环形凸起位于所述环形槽内；电极组件，所述电极组件收容于所述壳体内，所述电极组件的相对的两端分别引出有正极耳和负极耳，所述正极耳与所述正极极柱电连接；绝缘密封件，所述绝缘密封件夹设于所述环形槽与所述环形凸起之间。2.如权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述环形凸起的厚度与所述底壁的厚度比例为1:1～1:3。3.如权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述环形凸起与所述底壁为一体成型，所述环形凸起与所述底壁的连接处圆弧过渡。4.如权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述绝缘密封件包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈的外周侧具有台阶，所述环形凸起和所述底壁的连接端的端部分别抵接所述台阶的台阶面；所述第二密封圈朝向所述第一密封圈的端面上具有环形凹槽，所述环形凸起插入所述环形凹槽内。5.如权利要求4所述的圆柱电池，其特征在于，沿所述圆柱电池的高度方向，所述第一密封圈和所述第二密封圈的高度之和等于所述环形槽的宽度。6.如权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述绝缘密封件的外周面不突出所述环形槽设置。7.如权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述圆柱电池还包括正极集流盘，所述正极集流盘设于所述电极组件和所述正极极柱之间，所述正极集流盘分别电连接于所述正极耳和所述正极极柱。8.如权利要求7所述的圆柱电池，其特征在于，所述电极组件具有沿所述电极组件的轴线方向延伸的中心孔，所述正极集流盘与所述正极极柱通过电阻焊焊接。9.如权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述圆柱电池还包括负极集流盘，所述负极集流盘设于所述电极组件远离所述正极极柱的一端，所述负极集流盘与所述负极耳电连接。10.一种电池组，其特征在于，所述电池组包含如权利要求1-9中任意一项所述的圆柱电池。

技术总结
本实用新型公开一种圆柱电池及包含其的电池组，圆柱电池包括壳体、正极极柱、电极组件、绝缘密封件，壳体包括筒状侧壁和连接于筒状侧壁一端的底壁，底壁上设有贯穿孔，贯穿孔的周缘具有沿贯穿孔的轴线朝远离筒状侧壁的方向延伸的环形凸起；正极极柱的外周面具有沿正极极柱的外周面周向环绕的环形槽，环形凸起位于环形槽内；电极组件收容于壳体内，电极组件的相对的两端分别引出有正极耳和负极耳，正极耳与正极极柱电连接；绝缘密封件夹设于环形槽与环形凸起之间。通过在壳体的底壁上设置沿贯穿孔的轴线朝远离筒状侧壁的方向延伸的环形凸起，并通过绝缘密封件与环形凸起进行配合，从而提升壳体的底壁与正极极柱之间的密封性能，避免发生漏液现象。避免发生漏液现象。避免发生漏液现象。


技术研发人员：胡金华
受保护的技术使用者：远景动力技术（江苏）有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/9/20