一种卷绕式电芯、电池、其装配方法及电动装置与流程

1.本发明属于铝壳电池技术领域，涉及一种卷绕式电芯、电池、其装配方法及电动装置。


背景技术：

2.随着新能源技术的发展以及国家的大力支持，新能源电动汽车得到快速发展。动力电池作为新能源电动汽车的核心，其安全性、稳定性及高倍率性对电动汽车至关重要。目前市场上的动力电池主要分为方形电池、圆柱电池及软包电池。
3.与软包电池和方形电池相比，圆柱电池是最早实现商业化的，生产自动化程度最高，也是当前生产成本最低的一种电池。目前市场主要有18650圆柱形锂电池和21700圆柱锂电池，其他常见的圆柱锂电池规格有14650、17490、18650、 21700、26650等。
4.圆柱电池主要由正极片、负极片、隔膜、正极极耳、负极极耳、安全阀、过流保护装置、绝缘件和外壳共同组成。其中，常用的圆柱电池的外壳有钢壳、铝壳和聚合物壳，不同材料体系的电池外壳具有不同的优势。以目前常见的铝壳圆柱电池为例，其采用的铝壳结构的优势有：(1)铝壳具有较高的比强度、比模量、断裂韧性、疲劳强度和耐腐蚀稳定性；(2)铝壳的表面处理常采用静电喷涂工艺，可选的喷涂颜色众多，可以根据客户需要进行私人定制，常见颜色包括米白色、深灰色、黑色和军绿色等；(3)铝壳具有铝合金的优点，包括重量轻、成型耐用等特性；(4)铝壳具有良好的延展性，塑性较强，生产性能、加工性能和铸造性能均优于钢壳。
5.虽然铝壳圆柱电池具有众多优点，但与钢壳圆柱电池相比，其也存在明显缺陷，例如，钢壳圆柱电池独特的盖帽结构提高了其安全性能，而铝壳圆柱电池的盖帽多为激光焊接固定，安全性能相对较差。因此，铝壳圆柱电池安全性能的提高对铝壳圆柱电池的应用扩大化至关重要。此外，随着铝壳圆柱电池尺寸的增加，电池内部的热量很难扩散到电池表面，尤其是随着客户对快充的需求越来越高，充电的倍率也会越来越大，而充电倍率越大也就意味着电池温升越高。因此，本领域对铝壳圆柱电池的安全性能和散热效果提出了更高的要求，如何保证铝壳圆柱电池安全性能的同时提升电池的散热效果，是一个迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种卷绕式电芯、电池、其装配方法及电动装置，本发明提供的中空结构的卷绕式电芯增加了卷芯的外表面积，更有利于散热，通过在中心管的外壁包裹有弹性绝缘层，弹性绝缘层可以起到防止短路的作用，同时也能有效缓解负极片充电时膨胀时产生的挤压力，有利于延长锂电池的长循环寿命。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.第一方面，本发明提供了一种卷绕式电芯，所述卷绕式电芯包括卷芯和中心管，所述卷芯内部沿长度方向具有贯穿所述卷芯的空腔，所述中心管设置于所述空腔内，所述中
心管的外周包裹有弹性绝缘层。
9.本发明提供的中空结构的卷绕式电芯增加了卷芯的外表面积，更有利于散热，同时充放电过程中，卷芯中心位置是散热最困难、温度最高的区域，在中心位置设计中空结构并插入中心管，通过中心管使电芯内部直接与电芯外部相连，可以通过中心管将卷芯中心区域散发的热量通过中心管两端开口处直接排出，结合自然冷却、风冷或液冷等散热方式可以有效改善电芯内部中心区域的发热情况，有效降低了卷芯内部温度，提高了卷芯内部温度的一致性，更加适用于大倍率充放电时的电芯使用。其次，卷芯内部空腔中设置的中心管除了发挥散热作用外还能起到支撑卷芯极片的作用，可以有效防止电池充放电过程中因极片膨胀导致的卷芯坍塌，进而提高了锂电池的循环寿命和安全性能。再次，本发明在中心管的外壁包裹有弹性绝缘层，弹性绝缘层可以起到防止短路的作用，同时也能有效缓解负极片充电时膨胀时产生的挤压力，有利于延长锂电池的长循环寿命。
10.需要说明的是，本发明对弹性绝缘层的材质不作具体要求和特殊限定，最低要求其具有耐高温性和化学稳定性，可在电池内部温度急剧升高时仍然稳定地附着在内管表面，阻隔内管与电池极片直接接触，且不与电解液发生化学反应。具体可选地包括聚醚酯类、丙烯基类或乙烯基类中的任意一种或至少两种的组合，例如：pp、pet、pbt、epdm、epr、ema、eva、tpv、sbcpp、 rcp、eva、ptfe、poe、pvc或ldpe中的任意一种或至少两种的组合。
11.需要说明的是，中心管的主体为两端开口轴向贯通的管状结构，其内部空间可以供空气或冷却液等散热介质自由穿过，以实现对卷芯内部的散热。
12.需要说明的是，本发明对中心管的截面形状不作具体要求和特殊限定，可以是圆形或多边形。由于本发明提供的卷芯是在卷针卷绕后抽出，再向卷芯内形成的中空腔体内插入中心管，因此为了顺利插入中心管，中心管的截面积应略小于中空腔体的截面积。
13.作为本发明一种优选的技术方案，所述卷芯由正极片、隔膜和负极片依次层叠后卷绕形成。
14.所述正极片表面分为正极涂覆区和正极空箔区，所述负极片表面分为负极涂覆区和负极空箔区，所述隔膜覆盖所述正极涂覆区和所述负极涂覆区；层叠后，所述正极空箔区和所述负极空箔区分别由所述隔膜的相对两侧边伸出；卷绕后，所述正极空箔区和所述负极空箔区形成位于所述卷芯两端的正极耳和负极耳。
15.作为本发明一种优选的技术方案，所述中心管的外壁设置有若干凸起结构，所述中心管壁由内向外凸出形成所述凸起结构，所述凸起结构与所述卷芯空腔的内周面实现点接触。
16.本发明在中心管的外表面设置若干凸起结构，增加了中心管与卷芯内壁之间的接触面积，增大了散热面积，提高了散热效果。
17.所述中心管的材质为铝或铝合金。
18.所述中心管的长度与所述卷芯高度相同，所述中心管的两端分别与所述卷芯的两端平齐。
19.本发明在确保电芯散热效果和温度平衡的基础上，为了进一步提高电池在使用过程的安全性，本发明对中心管的结构进行了优化设计，可选地，对中心管的两端进行封口，至少一端封口处刻划有浅划痕，浅划痕在没有压力冲击的情况下保持封闭，一旦存在压力冲击且达到一定压力值时会冲破浅划痕，在这种结构下，中心管不仅成为了散热通道，也可
以作为泄压阀使用，在中心管内部热量聚积后，中心管内的压力随温度升高而增大，一旦超出临界值，则中心管内部的压力会冲破端部的浅划痕，从而完成泄压，防止中心管内部压力过大对卷芯造成损害，降低了电池发生进一步爆燃的几率。进一步可选地，在中心管内腔中填充相变材料，通过相变材料结合中心管端部的浅划痕实现了对电芯的吸热、散热和泄压等多重效果，当电池内部温度过高时，相变材料可吸收多余的热量，在散热的同时也能实现吸热。当锂离子电池发生过充、过放、承受高温、受到针刺或挤压时，电池内部温度和压力骤然升高，电池内部产生的热量超出了相变材料的吸热极限，内部压力急剧增加，此时相变材料会受热发生分解，并在短时间内产生大量不可燃气体，进而冲破中心管一端的浅划痕完成泄压。此外，由于卷芯和中心管内部完全隔开，即便中心管内部与外界连通，也不会影响卷芯结构，电池仍可正常使用。另外，由于电解液无法进入中心管，将相变材料填充于中心管内也避免了相变材料与电解液直接接触，防止相变材料与电解液之间发生化学反应，影响电池的工作效率。将相变材料填充于中心管中，也有效利用了中心管的内部空间，在不显著提高电芯体积的同时，有效实现了对电芯内部温度和压力的平衡。
20.第二方面，本发明提供了一种电池，所述电池包括两端敞口的铝壳以及分别位于所述铝壳两端敞口处的端盖组件，所述铝壳内设置有第一方面所述的卷绕式电芯，所述卷绕式电芯的两端分别电性连接相应的所述端盖组件；
21.所述端盖组件上开设有散热通道，所述中心管的两端开口分别连通相应所述端盖的散热通道，使得中心管内腔通过两端端盖处的散热通道与外界连通。
22.需要说明的是，本发明中的电池通过铝壳和中心管的配合，使得电池的整体结构形成了封闭的环形空腔结构，其中，铝壳作为环形空腔结构的外壁，中心管作为环形空腔的内壁，两端的端盖组件均为环形结构，作为环形空腔结构的两端封口，卷芯则位于环形空腔内。在这种电池结构中，铝壳和中心管均成为了卷芯的散热面，通过中心管可以使得卷芯内部区域直接与外界环境连通，在气流或冷却液穿过中心管的同时即可将卷芯中心区域散热的热量带出，从而有效降低了电池内部温度，提高了卷芯温度的一致性。
23.作为本发明一种优选的技术方案，所述端盖组件包括端盖和集流盘，所述集流盘靠近所述电芯一端，所述端盖的边缘通过可弯折的连接件连接所述集流盘的边缘，通过折弯所述连接件使得端盖与所述集流盘折叠对扣。
24.所述端盖和所述集流盘上分别开设有第一散热孔和第二散热孔，所述第一散热孔、所述第二散热孔和所述中心管的一端开口的直径相同；所述端盖和所述集流盘对扣后，所述第一散热孔和所述第二散热孔重叠形成所述散热通道，所述中心管的一端开口与所述散热通道连通。
25.在本发明中，端盖和集流盘的中心处分别开设有第一散热孔和第二散热孔，第一散热孔和第二散热孔的孔径与中心管的直径相同，中心管的一端开口通过第一散热孔和第二散热孔与外界连通，进行散热。
26.所述连接件上设置有贯穿所述连接件的圆环，所述圆环的直径位于所述铝壳直径和所述中心管直径之间，所述端盖和所述集流盘对扣后，所述第一散热孔、所述圆环和所述第二散热孔由外至内依次重叠。
27.所述端盖上设置有极柱，所述电芯的正极耳和负极耳分别电性连接相应端盖上的极柱。
28.需要说明的是，本发明提供的电池内部结构是针对铝壳圆柱电池设计的。锂电池的外壳主要有钢壳、铝壳和铝塑膜三种类型，其中，铝塑膜因其成本高，封装困难等问题，并未广泛应用于圆柱形锂离子电池中。钢壳因其机械强度高，制造成本低，而被广泛应用于圆柱形锂离子电池中。但钢壳容易生锈，往往需要在其表面镀一层镍进行防锈，而镍存在一定的毒性对人体有害。且为了防止钢在高电位下发生电化学腐蚀，锂电池的钢壳往往设计成带负电。铝壳因其具有耐腐蚀、质量轻、加工性能好等优势，有逐步取代钢壳的趋势；但是铝机械强度弱，易变形，相较于钢壳电池需要更多的保护措施防止碰撞，此外，为了防止铝在低电位下发生电化学腐蚀，锂电池的铝壳往往设计成带正电。结合上述内容，钢壳电池和铝壳电池的内部结构设计及制备工艺存在较大差异性。本技术提供的电池内部结构，包括卷芯与壳体之间的连接方式，以及装配方法等，尤其适用于铝壳电池。
29.作为本发明一种优选的技术方案，所述集流盘上设置有若干焊接凹槽，所述焊接凹槽由所述端盖向所述卷芯方向下沉；所述焊接凹槽为扇形结构，所述焊接凹槽以所述第二散热孔为中心呈放射状分布。
30.相邻两个所述焊接凹槽之间形成由所述卷芯向所述端盖方向凸起的加强筋，所述加强筋上开设有若干电解液流通孔。
31.所述焊接凹槽靠近所述卷芯一侧的底面为焊接区域，所述正极耳或所述负极耳揉皱后与相应集流盘上的焊接凹槽的焊接区域焊接固定。
32.在本发明中，位于卷芯两端的极耳通过弯折或揉皱后再与集流盘焊接固定，目的在于：(1)消除极耳经卷绕后形成的间隙，以提高极耳的导电性能；(2) 还能起到固定卷芯的作用，能在电池遇到剧烈碰撞后防止卷芯出现位移，从而提高电池的安全性能；(3)极耳经弯折或揉皱后再与集流盘焊接，能提高极耳的焊接面积，进而提高了电池的倍率性能。
33.作为本发明一种优选的技术方案，所述端盖上还开设有注液口和安全阀。
34.所述端盖靠近所述集流盘的一侧表面设置有绝缘支架，所述绝缘支架用于隔开所述端盖和所述集流盘，所述绝缘支架的内周面与所述中心管一端的外周面紧密贴合。
35.所述铝壳两端的所述端盖组件的结构相同。
36.第三方面，本发明提供了一种第一方面所述电池的装配方法，所述装配方法包括：
37.首先，将中心管插入卷芯的中空腔体内；随后装入壳体，卷芯的两侧极耳分别与两端盖组件焊接，中心管的两端开口分别通过两端盖组件的散热通道与外界连通；最后将端盖组件与壳体敞口端焊接固定，向壳体内注入电解液，得到所述电池。
38.作为本发明一种优选的技术方案，所述装配方法包括如下步骤：
39.(1)正极片、隔膜和负极片叠放后卷绕形成具有空腔的卷芯，将卷芯的正极耳和负极耳进行弯折或揉平处理，得到卷绕式电芯；
40.(2)将卷绕式电芯放入铝壳内，向卷绕式电芯的空腔内插入中心管；卷绕式电芯的两端极耳分别通过相应的集流盘焊接在端盖的极柱上，弯折连接件使得端盖对折扣合于集流盘上；
41.(3)对端盖、铝壳和中心管之间的贴合处进行焊接，完成对铝壳两端的封口，使得铝壳、两端端盖和中心管之间形成封闭的环形空腔，环形空腔内容置有卷芯；
42.(4)向注液口向环形空腔内注入电解液，封堵注液口后得到所述电池。
43.第四方面，本发明提供了一种电动装置，所述电动装置包括第一方面所述的电池。
44.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
45.本发明提供的中空结构的卷绕式电芯增加了卷芯的外表面积，更有利于散热，同时充放电过程中，卷芯中心位置是散热最困难、温度最高的区域，在中心位置设计中空结构并插入中心管，通过中心管使电芯内部直接与电芯外部相连，可以通过中心管将卷芯中心区域散发的热量通过中心管两端开口处直接排出，结合自然冷却、风冷或液冷等散热方式可以有效改善电芯内部中心区域的发热情况，有效降低了卷芯内部温度，提高了卷芯内部温度的一致性，更加适用于大倍率充放电时的电芯使用。其次，卷芯内部空腔中设置的中心管除了发挥散热作用外还能起到支撑卷芯极片的作用，可以有效防止电池充放电过程中因极片膨胀导致的卷芯坍塌，进而提高了锂电池的循环寿命和安全性能。再次，本发明在中心管的外壁包裹有弹性绝缘层，弹性绝缘层可以起到防止短路的作用，同时也能有效缓解负极片充电时膨胀时产生的挤压力，有利于延长锂电池的长循环寿命。
附图说明
46.图1为本发明一个具体实施方式提供的电池外观示意图；
47.图2为本发明一个具体实施方式提供的电池拆解图；
48.图3为本发明一个具体实施方式提供的电池的端盖组件结构示意图；
49.图4为本发明一个具体实施方式提供的电池剖视图；
50.图5为本发明一个具体实施方式提供的电池内部散热方向示意图；
51.图6为本发明一个具体实施方式提供的中心管的结构示意图；
52.图7为本发明一个具体实施方式提供的中心管的剖视图；
53.图8为本发明一个具体实施方式提供的中心管的立体图；
54.图9为本发明一个具体实施方式提供的端盖组件的结构示意图；
55.其中，1-铝壳；2-注液口；3-中心管；4-极柱；5-端盖组件；51-端盖；511
‑ꢀ
绝缘支架；512-第一散热孔；52-集流盘；521-焊接凹槽；522-电解液流通孔；523
‑ꢀ
第二散热孔；524-加强筋；53-连接件；531-圆环；7-弹性绝缘层。
具体实施方式
56.需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“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为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
57.需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在
本发明中的具体含义。
58.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
59.在一个具体实施方式中，本发明提供了一种具有中心管3的卷绕式电芯，所述卷绕式电芯包括卷芯和中心管3，所述卷芯内部沿长度方向具有贯穿所述卷芯的空腔，所述中心管3设置于所述空腔内，所述中心管3的外周包裹有弹性绝缘层7(如图6、图7和图8所示)。
60.本发明提供的中空结构的卷绕式电芯增加了卷芯的外表面积，更有利于散热，同时充放电过程中，卷芯中心位置是散热最困难、温度最高的区域，在中心位置设计中空结构并插入中心管3，通过中心管3使电芯内部直接与电芯外部相连，可以通过中心管3将卷芯中心区域散发的热量通过中心管3两端开口处直接排出，结合自然冷却、风冷或液冷等散热方式可以有效改善电芯内部中心区域的发热情况，有效降低了卷芯内部温度，提高了卷芯内部温度的一致性，更加适用于大倍率充放电时的电芯使用。其次，卷芯内部空腔中设置的中心管3 除了发挥散热作用外还能起到支撑卷芯极片的作用，可以有效防止电池充放电过程中因极片膨胀导致的卷芯坍塌，进而提高了锂电池的循环寿命和安全性能。再次，本发明在中心管3的外壁包裹有弹性绝缘层7，弹性绝缘层7可以起到防止短路的作用，同时也能有效缓解负极片充电时膨胀时产生的挤压力，有利于延长锂电池的长循环寿命。
61.需要说明的是，本发明对弹性绝缘层7的材质不作具体要求和特殊限定，最低要求其具有耐高温性和化学稳定性，可在电池内部温度急剧升高时仍然稳定地附着在内管表面，阻隔内管与电池极片直接接触，且不与电解液发生化学反应。具体可选地包括聚醚酯类、丙烯基类或乙烯基类中的任意一种或至少两种的组合，例如：pp、pet、pbt、epdm、epr、ema、eva、tpv、sbcpp、 rcp、eva、ptfe、poe、pvc或ldpe中的任意一种或至少两种的组合。
62.需要说明的是，中心管3的主体为两端开口轴向贯通的管状结构，其内部空间可以供空气或冷却液等散热介质自由穿过，以实现对卷芯内部的散热。
63.需要说明的是，本发明对中心管3的截面形状不作具体要求和特殊限定，可以是圆形或多边形。由于本发明提供的卷芯是在卷针卷绕后抽出，再向卷芯内形成的中空腔体内插入中心管3，因此为了顺利插入中心管3，中心管3的截面积应略小于中空腔体的截面积。
64.进一步地，所述卷芯由正极片、隔膜和负极片依次层叠后卷绕形成。
65.所述正极片表面分为正极涂覆区和正极空箔区，所述负极片表面分为负极涂覆区和负极空箔区，所述隔膜覆盖所述正极涂覆区和所述负极涂覆区；层叠后，所述正极空箔区和所述负极空箔区分别由所述隔膜的相对两侧边伸出；卷绕后，所述正极空箔区和所述负极空箔区形成位于所述卷芯两端的正极耳和负极耳。
66.进一步地，所述中心管3的外壁设置有若干凸起结构，所述中心管3壁由内向外凸出形成所述凸起结构，所述凸起结构与所述卷芯空腔的内周面实现点接触。
67.本发明在中心管3的外表面设置若干凸起结构，增加了中心管3与卷芯内壁之间的接触面积，增大了散热面积，提高了散热效果。
68.所述中心管3的材质为铝或铝合金。
69.所述中心管3的长度与所述卷芯高度相同，所述中心管3的两端分别与所述卷芯的两端平齐。
70.本发明在确保电芯散热效果和温度平衡的基础上，为了进一步提高电池在使用过程的安全性，本发明对中心管3的结构进行了优化设计，可选地，对中心管3的两端进行封
口，至少一端封口处刻划有浅划痕，浅划痕在没有压力冲击的情况下保持封闭，一旦存在压力冲击且达到一定压力值时会冲破浅划痕，在这种结构下，中心管3不仅成为了散热通道，也可以作为泄压阀使用，在中心管3内部热量聚积后，中心管3内的压力随温度升高而增大，一旦超出临界值，则中心管3内部的压力会冲破端部的浅划痕，从而完成泄压，防止中心管3 内部压力过大对卷芯造成损害，降低了电池发生进一步爆燃的几率。进一步可选地，在中心管3内腔中填充相变材料，通过相变材料结合中心管3端部的浅划痕实现了对电芯的吸热、散热和泄压等多重效果，当电池内部温度过高时，相变材料可吸收多余的热量，在散热的同时也能实现吸热。当锂离子电池发生过充、过放、承受高温、受到针刺或挤压时，电池内部温度和压力骤然升高，电池内部产生的热量超出了相变材料的吸热极限，内部压力急剧增加，此时相变材料会受热发生分解，并在短时间内产生大量不可燃气体，进而冲破中心管3 一端的浅划痕完成泄压。此外，由于卷芯和中心管3内部完全隔开，即便中心管3内部与外界连通，也不会影响卷芯结构，电池仍可正常使用。另外，由于电解液无法进入中心管3，将相变材料填充于中心管3内也避免了相变材料与电解液直接接触，防止相变材料与电解液之间发生化学反应，影响电池的工作效率。将相变材料填充于中心管3中，也有效利用了中心管3的内部空间，在不显著提高电芯体积的同时，有效实现了对电芯内部温度和压力的平衡。
71.在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种电池，如图1和图2所示，所述电池包括两端敞口的铝壳1以及分别位于所述铝壳1两端敞口处的端盖组件5，所述铝壳1内设置有第一方面所述的具有中心管3的卷绕式电芯，所述卷绕式电芯的两端分别电性连接相应的所述端盖组件5。
72.所述端盖组件5上开设有散热通道，所述中心管3的两端开口分别连通相应所述端盖51的散热通道，使得中心管3内腔通过两端端盖51处的散热通道与外界连通(如图4和图5所示)。
73.需要说明的是，本发明中的电池通过铝壳1和中心管3的配合，使得电池的整体结构形成了封闭的环形空腔结构，其中，铝壳1作为环形空腔结构的外壁，中心管3作为环形空腔的内壁，两端的端盖组件5均为环形结构，作为环形空腔结构的两端封口，卷芯则位于环形空腔内。在这种电池结构中，铝壳1 和中心管3均成为了卷芯的散热面，通过中心管3可以使得卷芯内部区域直接与外界环境连通，在气流或冷却液穿过中心管3的同时即可将卷芯中心区域散热的热量带出，从而有效降低了电池内部温度，提高了卷芯温度的一致性。
74.进一步地，如图9所示，所述端盖组件5包括端盖51和集流盘52，所述集流盘52靠近所述电芯一端，所述端盖51的边缘通过可弯折的连接件53连接所述集流盘52的边缘，通过折弯所述连接件53使得端盖51与所述集流盘52折叠对扣。
75.所述端盖51和所述集流盘52上分别开设有第一散热孔512和第二散热孔523，所述第一散热孔512、所述第二散热孔523和所述中心管3的一端开口的直径相同；所述端盖51和所述集流盘52对扣后，所述第一散热孔512和所述第二散热孔523重叠形成所述散热通道，所述中心管3的一端开口与所述散热通道连通。
76.在本发明中，端盖51和集流盘52的中心处分别开设有第一散热孔512和第二散热孔523，第一散热孔512和第二散热孔523的孔径与中心管3的直径相同，中心管3的一端开口通过第一散热孔512和第二散热孔523与外界连通，进行散热。
77.所述连接件53上设置有贯穿所述连接件53的圆环531，所述圆环531的直径位于所
述铝壳1直径和所述中心管3直径之间，所述端盖51和所述集流盘52 对扣后，所述第一散热孔512、所述圆环531和所述第二散热孔523由外至内依次重叠。
78.所述端盖51上设置有极柱4，所述电芯的正极耳和负极耳分别电性连接相应端盖51上的极柱4。
79.需要说明的是，本发明提供的电池内部结构是针对铝壳1圆柱电池设计的。锂电池的外壳主要有钢壳、铝壳1和铝塑膜三种类型，其中，铝塑膜因其成本高，封装困难等问题，并未广泛应用于圆柱形锂离子电池中。钢壳因其机械强度高，制造成本低，而被广泛应用于圆柱形锂离子电池中。但钢壳容易生锈，往往需要在其表面镀一层镍进行防锈，而镍存在一定的毒性对人体有害。且为了防止钢在高电位下发生电化学腐蚀，锂电池的钢壳往往设计成带负电。铝壳1 因其具有耐腐蚀、质量轻、加工性能好等优势，有逐步取代钢壳的趋势；但是铝机械强度弱，易变形，相较于钢壳电池需要更多的保护措施防止碰撞，此外，为了防止铝在低电位下发生电化学腐蚀，锂电池的铝壳1往往设计成带正电。结合上述内容，钢壳电池和铝壳1电池的内部结构设计及制备工艺存在较大差异性。本技术提供的电池内部结构，包括卷芯与壳体之间的连接方式，以及装配方法等，尤其适用于铝壳1电池。
80.进一步地，所述集流盘52上设置有若干焊接凹槽521，所述焊接凹槽521 由所述端盖51向所述卷芯方向下沉；所述焊接凹槽521为扇形结构，所述焊接凹槽521以所述第二散热孔523为中心呈放射状分布。
81.相邻两个所述焊接凹槽521之间形成由所述卷芯向所述端盖51方向凸起的加强筋524，所述加强筋524上开设有若干电解液流通孔522。
82.所述焊接凹槽521靠近所述卷芯一侧的底面为焊接区域，所述正极耳或所述负极耳揉皱后与相应集流盘52上的焊接凹槽521的焊接区域焊接固定。
83.在本发明中，位于卷芯两端的极耳通过弯折或揉皱后再与集流盘52焊接固定，目的在于：(1)消除极耳经卷绕后形成的间隙，以提高极耳的导电性能；(2) 还能起到固定卷芯的作用，能在电池遇到剧烈碰撞后防止卷芯出现位移，从而提高电池的安全性能；(3)极耳经弯折或揉皱后再与集流盘52焊接，能提高极耳的焊接面积，进而提高了电池的倍率性能。
84.进一步地，如图3所示，所述端盖51上还开设有注液口2和安全阀。
85.所述端盖51靠近所述集流盘52的一侧表面设置有绝缘支架511，所述绝缘支架511用于隔开所述端盖51和所述集流盘52，所述绝缘支架511的内周面与所述中心管3一端的外周面紧密贴合。
86.所述铝壳1两端的所述端盖组件5的结构相同。
87.在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种上述具体实施方式提供的电池的装配方法，所述装配方法包括：
88.首先，将中心管3插入卷芯的中空腔体内；随后装入壳体，卷芯的两侧极耳分别与两端盖组件焊接，中心管3的两端开口分别通过两端盖组件的散热通道与外界连通；最后将端盖组件与壳体敞口端焊接固定，向壳体内注入电解液，得到所述电池。
89.作为本发明一种优选的技术方案，所述装配方法包括如下步骤：
90.(1)正极片、隔膜和负极片叠放后卷绕形成具有空腔的卷芯，将卷芯的正极耳和负极耳进行弯折或揉平处理，得到卷绕式电芯；
91.(2)将卷绕式电芯放入铝壳1内，向卷绕式电芯的空腔内插入中心管3；卷绕式电芯的两端极耳分别通过相应的集流盘52焊接在端盖51的极柱4上，弯折连接件53使得端盖51对折扣合于集流盘52上；
92.(3)对端盖51、铝壳1和中心管3之间的贴合处进行焊接，完成对铝壳1 两端的封口，使得铝壳1、两端端盖51和中心管3之间形成封闭的环形空腔，环形空腔内容置有卷芯；
93.(4)向注液口2向环形空腔内注入电解液，封堵注液口2后得到所述电池。
94.在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种电动装置，所述电动装置包括上述具体实施方式提供的电池。
95.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。