一种圆柱电池用外壳、圆柱电池及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池装配技术领域，具体涉及一种圆柱电池用外壳、圆柱电池及电池包。


背景技术：

2.随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以锂电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车等等，这为锂电池的应用与发展提供了广阔的空间。其中，电动工具和电动汽车等所使用的锂电池一般称之为动力电池。
3.目前的圆柱型全极耳动力电池中，极耳引出的方式为：先对全极耳进行揉平，然后利用正负极连接片分别与正负极耳揉平面进行焊接，再通过正极连接片与正极柱焊接，负极连接片与钢壳内壁焊接，从而实现极耳的引出。
4.但采用上述引出方法存在以下问题：
5.1)负极连接片与钢壳内壁焊接困难，焊接优率较低；
6.2)如负极连接片的焊接区在壳内负极端，则会占用一定的空间，降低了电芯内部的空间利用率；而如负极连接片的焊接区在墩封封口处又会导致墩封的气密性变差；
7.3)钢壳作为负极电流的路径，电阻相对较大，会降低电芯的功率性能。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的之一在于：提供一种圆柱电池用外壳，以解决目前的负极连接片与钢壳内壁焊接困难的问题。
9.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
10.一种圆柱电池用外壳，包括：
11.第一壳体；
12.第二壳体，与所述第一壳体电连接；
13.其中，沿出极耳方向，所述第二壳体的投影被包含于所述第一壳体的投影内，且所述第二壳体的一端部设置有至少一电柔性件；所述电柔性件沿远离所述第一壳体的方向折叠用于与连接片或极耳电连接。
14.优选的，所述电柔性件的折叠角度为60～90
°
。
15.优选的，所述电柔性件所在的一端，所述第一壳体为开口设置，所述电柔性件未折叠前至少一部分裸露于所述第一壳体外。
16.优选的，所述电柔性件未折叠前沿出极耳方向的长度为10～18mm。
17.优选的，所述电柔性件设置有若干个，未折叠前且沿出极耳方向的投影不重叠。
18.优选的，每个所述电柔性件的宽度为5～10mm。
19.优选的，所述电柔性件设置有缺口，所述电柔性件于所述缺口处沿远离所述第一壳体的方向折叠用于与连接片电连接。
20.优选的，所述缺口的开口方向朝向所述第一壳体。
21.优选的，所述电柔性件与所述第二壳体一体成型或焊接于所述第二壳体的端部。
22.优选的，该外壳还包括填充件，填充于所述第一壳体与所述第二壳体投影间的至少一空隙。
23.优选的，所述填充件填充于所述第一壳体与所述第二壳体的壳壁之间和/或所述电柔性件所在的端部之间。
24.优选的，所述第二壳体的外壳壁和/或另一端部与所述第一壳体电连接。
25.优选的，所述第一壳体的厚度为0.2～0.5mm，所述第二壳体的厚度为0.05～0.2mm。
26.本实用新型的目的之二在于，提供一种圆柱电池，包括：
27.壳体，为上述任一项所述的圆柱电池用外壳；
28.电极组件，收容于所述壳体内，包括电芯主体和分别沿所述电芯主体两端延伸的第一极耳和第二极耳；
29.电极端子，设置于所述壳体远离电柔性件的一端，并与所述壳体绝缘；
30.连接片，包括与所述第一极耳电连接的第一连接片和与所述第二极耳电连接的第二连接片，所述第一连接片与所述电极端子电连接，所述第二连接片与所述电柔性件电连接。
31.本实用新型的目的之三在于，提供一种电池包，包括上述所述的圆柱电池。
32.本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的外壳，包括内外两个壳体，通过第二壳体(即是内壳体)设置的电柔性件的折叠优先实现与连接片的电连接，而第二壳体又与第一壳体电连接，从而将一电极引出。相比于现有的连接片直接与钢壳内壁焊接的方式，本实用新型的电柔性件因设置在内壳体中且易于折叠焊接，并不需要再将连接片与钢壳内壁焊接才能实现将电极引出的目的，从而有效解决了目前负极连接片与钢壳内壁焊接困难的问题。
附图说明
33.图1为本实用新型圆柱电池用外壳电柔性件未折叠前的结构示意图。
34.图2为本实用新型圆柱电池用外壳电柔性件折叠后的结构示意图。
35.图3为本实用新型圆柱电池用外壳中电柔性件折叠后的俯视图。
36.图4为本实用新型圆柱电池的结构示意图。
37.图5为本实用新型圆柱电池组装的流程示意图。
38.图中：1-外壳；11-第一壳体；12-第二壳体；13-电柔性件；2-电极组件；3-电极端子；41-第一连接片；42-第二连接片。
具体实施方式
39.为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型及其有益效果作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
40.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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。
41.此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
42.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
44.本实用新型旨在提供一种电池包，该电池包由若干个单体圆柱电池组合而成。
45.如图1～4所示，该单体圆柱电池包括壳体、电极组件2、电极端子3和连接片。
46.其中，所述电极组件2收容于所述壳体内，包括电芯主体和分别沿所述电芯主体两端延伸的第一极耳和第二极耳。极耳可为全极耳，经揉平后设置于电芯主体的两端，揉平面与连接片电连接。极耳也可为多极耳，同性极耳彼此电连接于连接片，经由连接片将电极引出。其中，该电连接可为焊接，包括超声焊、激光焊或者电阻焊。
47.该电芯主体包括正极极片、负极极片和间隔在正极极片和负极极片之间的隔膜，可通过卷绕或叠片制成。由正极极片中引出的为正极极耳，正极极耳可采用铝箔制成；而由负极极片中引出的负极极耳，负极极耳可采用铜箔或镍转铜制成。具体的，第一极耳可为正极极耳或负极极耳，第二极耳可为负极极耳或正极极耳。优选的，第一极耳可为正极极耳，第二极耳可为负极极耳。
48.而其中电极端子3设置于壳体的一端，并与所述壳体绝缘。
49.而连接片包括与所述第一极耳电连接的第一连接片41和与所述第二极耳电连接的第二连接片42，所述第一连接片41与所述电极端子3电连接，所述第二连接片42与壳体电连接。例如，当第一极耳为正极极耳，第二极耳为负极极耳时，则第一连接片41为正极连接片，第二连接片42为负极连接片，即是电极端子3与正极连接片电连接，而正极连接片与正极极耳电连接，从而将正极引出；而壳体则与负极连接片电连接，负极连接片与负极极耳电连接，从而将负极引出。
50.而上述壳体结构为本实用新型所述的圆柱电池用外壳1。
51.该圆柱电池用外壳1包括第一壳体11和与所述第一壳体11电连接的第二壳体12，其中，沿出极耳方向，所述第二壳体12的投影被包含于所述第一壳体11的投影内，且所述第二壳体12的一端部设置有至少一电柔性件13；所述电柔性件13沿远离所述第一壳体11的方向折叠用于与连接片或极耳电连接。
52.在一些实施例中，该电柔性件13沿远离第一壳体11的方向折叠以与负极连接片电连接，该电连接包括超声焊、激光焊或者电阻焊。优选的，所述电柔性件13的折叠角度为60～90
°
。更优选的，折叠角度为90
°
，电连接可为垂直激光焊或超声焊，焊接更加简便。折叠90
°
再与负极连接片焊接即是将负极连接片、电柔性件13紧贴在电芯主体端面，如此相比于常规的单壳体圆柱电池，负极极耳与壳体之间通过负极连接片焊接达到电连接的目的的方案，其负极连接片是存在较大的弯折高度，会占用了电芯较多的高度方向的空间，而本实用新型电芯，负极连接片与电柔性件13均被紧贴在电芯主体端面，占用的空间较少，因此电芯的空间利用率更高，电芯的体积能量密度更高。
53.在一些实施例中，该电柔性件13沿远离第一壳体11的方向折叠以与正极连接片电连接，即是将壳体作为正极端，该电连接包括超声焊、激光焊或者电阻焊。优选的，所述电柔性件13的折叠角度为60～90
°
。更优选的，折叠角度为90
°
，电连接可为垂直激光焊或超声焊，焊接更加简便，折叠90
°
再与正极连接片焊接即是将正极连接片、电柔性件13紧贴在电芯主体端面。
54.在一些实施例中，所述电柔性件13与所述第二壳体12一体成型，具体的，第二壳体12可为一张钢片、镀镍钢片、铜片或镀镍铜片经冲压卷曲而成，然后通过裁切使得第二壳体12的端部留设有电柔性件13，对于连接部分或存在的缝隙处做平滑处理。在一些实施例中，所述电柔性件13焊接于所述第二壳体12的端部，具体的，第二壳体12可为一张钢片、镀镍钢片、铜片或镀镍铜片经冲压卷曲而成，然后在第二壳体12的端部焊接电柔性件13，对于连接部分或存在的缝隙处做平滑处理。其中，该电柔性件13可以是整个电柔性件为柔性材料制成，也可以是折叠处是采用柔性材料制成，折叠后与连接片或极耳电连接部分可以是硬性材料或柔性材料。
55.本实用新型的第二壳体12作为电极引出的重要通道，可优选采用导电性能良好的材料，如铜片或镀镍铜片，以提升电芯的功率性能。
56.在一些实施例中，所述电柔性件13所在的一端，所述第一壳体11为开口设置，所述电柔性件13未折叠前至少一部分裸露于所述第一壳体11外。未折叠前，将电柔性件13的至少一部分裸露于第一壳体11外，如此在折叠时机械手可更好的通过裸露部分的电柔性件13进行抓取、折叠，工艺上更加简便，可如图5所示。
57.在一些实施例中，所述电柔性件13为长方形、正方形、弧形中的任意一种。优选的，所述电柔性件13为长方形，长条的电柔性件13更易进行折叠。
58.在一些实施例中，所述电柔性件13未折叠前沿出极耳方向的长度为10～18mm。该长度应保证至少一部分是裸露于第一壳体11外。
59.优选的，所述电柔性件13设置有若干个，未折叠前且沿出极耳方向的投影不重叠。优选的，每个所述电柔性件13的宽度为5～10mm。通过设置若干个电柔性件13进行折叠，其与负极连接片的焊接可更加紧密。具体的，可设置两个、三个、四个、五个电柔性件13，设置的数量越多，宽度可随之缩小。更优选的，折叠后，电柔性件13沿出极耳方向的投影仍不重叠，可如图1～3所示。
60.在一些实施例中，所述电柔性件13设置有缺口，所述电柔性件13于所述缺口处沿远离所述第一壳体11的方向折叠用于与连接片电连接。优选的，所述缺口的开口方向朝向所述第一壳体11。通过缺口的设置可限定电柔性件13的折叠处，不仅折叠更加方便，且对于
圆柱电池的一致性也更高。
61.在一些实施例中，该外壳1还包括填充件，填充于所述第一壳体11与所述第二壳体12投影间的至少一空隙。在第一壳体11与第二壳体12的孔隙间进行填充，一方面可加强壳体的刚性强度，也可为第二壳体12提供缓冲保护层，减少第二壳体12的受力，另一方面可进一步保证电柔性件13与连接片紧贴于电芯主体的端部，进一步提升电芯的空间利用率。该填充件具体可为固化树脂、结构胶、导热胶中的至少一种。
62.优选的，所述填充件可填充于所述第一壳体11与所述第二壳体12的壳壁之间，也可填充于所述电柔性件13所在端部的所述第一壳体11与所述第二壳体12之间；或者是上述两处均进行填充，即是在第一壳体11与第二壳体12未电连接处均可填充该填充件。
63.在一些实施例中，所述第一壳体11与所述第二壳体12投影间的孔隙为抽真空设置，如此也可起到缓冲保护作用。
64.而对于第二壳体12与第一壳体11实现电连接方式包括以下两种：
65.实施方式一，所述第二壳体12的另一端部与所述第一壳体11电连接，即是在电极端子3的一端将第二壳体12与第一壳体11进行电连接，具体的可为焊接，包括超声焊、激光焊或者电阻焊等。而对于第二壳体12与第一壳体11未焊接部分，可进行填充上述所述填充件。如此，本实用新型的圆柱电池可将两端出极耳的电芯更改为一端引出极耳的电池，有助于外部汇流排的设计和焊接，在实际应用中使用范围更加广泛，利用率更高。此种方式中，两者焊接的部分是与第一壳体11的顶盖进行焊接，因不需要第一壳体11的整个壳壁进行导电，则第一壳体11的壳壁部分不需要限定为导电性非常良好的材料，即使为常规的钢或镀镍刚材料，其也不会因电阻较大而影响电芯功率的问题，而对应的第二壳体12可采用电导率良好的铜或铜镍材料。
66.实施方式二，所述第二壳体12的外壳壁与所述第一壳体11电连接，即是通过两个壳体的壳壁进行焊接后，以壳体作为电极引出端，对于第一壳体11的顶盖可与第一壳体11的壳壁进行绝缘，以使得电极端子3与第一壳体11绝缘。而对于第二壳体12与第一壳体11未焊接部分，可进行填充上述所述填充件。
67.在一些实施例中，所述第一壳体11的厚度为0.2～0.5mm，所述第二壳体12的厚度为0.05～0.2mm。优选的，第一壳体11的厚度大于第二壳体12的厚度。第一壳体11因设置在最外层，采用厚度更大的壳体更有利于保护整个圆柱电池。而因本实用新型是为双层的壳体，第二壳体12也具有一定的强度，则相较于常规的单壳体圆柱电池，本实用新型的第一壳体11厚度可设置小于常规的单壳体厚度。此外，本实用新型在第一壳体11和第二壳体12之间还填充有填充件，具有缓冲作用，则整体的耐抗击能力更好。
68.针对全极耳，本圆柱电池的制备方法为：
69.1)将正极极片、隔膜和负极极片层叠设置卷绕制成圆柱形的裸电芯；
70.2)分别揉平正极极耳和负极极耳，并分别用正极连接片与负极连接片与正极极耳揉平面和负极极耳揉平面进行焊接；
71.3)将裸电芯放入壳体中，正极连接片与正极端子进行点底焊；
72.4)第二壳体12的电柔性件13进行折叠，与负极连接片贴合于电芯端面并焊接；
73.5)第一壳体11滚槽，并墩封，完成圆柱电池的制备。
74.针对多极耳，本圆柱电池的制备方法为：
75.1)将正极极片和负极极耳进行多极耳模切，然后将正极极片、隔膜和负极极片层叠设置卷绕制成圆柱形的裸电芯；
76.2)分别用正极连接片与负极连接片与正极极耳和负极极耳进行超声焊接；
77.3)将裸电芯放入壳体中，正极连接片与正极端子进行点底焊；
78.4)第二壳体12的电柔性件13进行折叠，与负极连接片贴合于电芯端面并焊接；
79.5)第一壳体11滚槽，并墩封，完成圆柱电池的制备。
80.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。