一种圆柱电池用正极盖板组件、圆柱电池及其用电设备的制作方法

1.本实用新型属于动力电池技术领域，具体涉及一种圆柱电池用正极盖板组件、圆柱电池及其用电设备。


背景技术：

2.锂离子电池能量密度大、循环寿命长、倍率性能和安全好，绿色环保，是现代电子产品和动力汽车用重要能源产品。圆柱电池凭借高能量密度、高安全及低成本优势，已经成为动力电池领域的重要研究方向之一。
3.圆柱电池根据尺寸分类，包括18650，21700，4680等型号，具体地，在4680型号圆柱电池中，其正极柱设置在钢壳的端面上，正极集流盘与正极柱点底焊，但由于正极集流盘与钢壳在实际生产和使用过程中，非常容易发生短路，进而使得4680型号圆柱电池存在着极大的安全隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种圆柱电池用正极盖板组件，解决了正极集流盘与钢壳易发生短路的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种圆柱电池用正极盖板组件，包括：盖板、极柱和正极集流盘，所述盖板设置有贯穿其厚度的通孔，所述极柱穿设在所述通孔内，所述正极集流盘包括基体和由所述基体部分向靠近所述极柱方向延伸形成的连接体，所述连接体和所述极柱固定连接。
6.进一步地，所述连接体包括延伸部和端部，所述延伸部由所述端部沿着其与所述基体的连接处向着靠近所述基体的方向弯折形成。
7.进一步地，所述端部和所述基体对应设置，且所述端部的端面面积小于所述基体的端面面积。
8.进一步地，还包括第一绝缘件，所述第一绝缘件用于密封所述极柱和所述盖板之间的间隙。
9.本实用新型的目的之二在于：提供了一种圆柱电池，包括：壳体、电芯和正极盖板组件，所述壳体为具有一开口的筒状结构，所述电芯设置在所述壳体内，所述正极盖板组件为上述的圆柱电池用正极盖板组件，所述正极盖板组件覆盖所述开口并与所述壳体密封连接。
10.进一步地，所述电芯包括极性相反的第一电极引线和第二电极引线，所述第一电极引线和所述第二电极引线分别位于所述电芯的上下两端。
11.进一步地，还包括负极集流盘，所述负极集流盘设置在所述壳体内部，且所述第一电极引线和所述第二电极引线中的一个与所述负极集流盘连接，所述第一电极引线和所述第二电极引线中的另一个与所述正极集流盘连接。
12.进一步地，所述负极集流盘包括盘体和由所述盘体一端面向靠近电芯方向凹陷并
于所述盘体另一端面向远离电芯方向凸出形成的凸体，所述凸体用于与所述壳体进行焊接。
13.进一步地，还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件包括第一绝缘部以及由所述第一绝缘部部分沿其轴线方向凸出形成的第二绝缘部，所述第一绝缘部设置在所述正极集流盘和所述盖板之间，所述第二绝缘部抵接于所述电芯的一端面。
14.进一步地，所述壳体底部设置有注液孔。
15.本实用新型的目的之三在于：提供了一种用电设备，其包括上述的圆柱电池。
16.本实用新型的有益效果在于：一种圆柱电池用正极盖板组件，包括盖板、极柱和正极集流盘，所述盖板设置有贯穿其厚度的通孔，所述极柱穿设在所述通孔内，所述正极集流盘包括基体和由所述基体部分向靠近所述极柱方向延伸形成的连接体，所述连接体和所述极柱固定连接。本实用新型提供了一种圆柱电池用正极盖板组件，其增大了基体与盖板的距离，并且连接体与极柱一端面相配合并焊接在一起，当位于盖板和正极集流盘之间的绝缘片收缩、与正极耳进行焊接导致正极集流盘扭曲变形时，正极集流盘和盖板之间不会发生物理接触，进而避免了两者接触产生短路的风险。
附图说明
17.下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
18.图1为本实用新型中实施例1中的一种圆柱电池用正极盖板组件的结构示意图；
19.图2为本实用新型中实施例2中的一种圆柱电池的结构示意图之一；
20.图3为本实用新型中实施例2中的一种圆柱电池的结构示意图之二；
21.图4为图3的左侧试图；
22.图5为图3的右侧视图。
23.其中，附图标记说明如下：
24.1、盖板；2、极柱；3、正极集流盘；31、基体；32、连接体；321、延伸部；322、端部；4、壳体；5、电芯；6、负极集流盘；61、盘体；62、凸体；7、第一绝缘件；8、第二绝缘件；81、第一绝缘部；82、第二绝缘部。
具体实施方式
25.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
26.在申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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。
27.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅
用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“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，或电连接；“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技术中的具体含义。
28.以下结合附图1～5对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
29.实施例1
30.参见图1所示，本实用新型实施例1提供了一种圆柱电池用正极盖板组件，包括：盖板1、极柱2和正极集流盘3，盖板1设置有贯穿其厚度的通孔，极柱2穿设在通孔内，正极集流盘3包括基体31和由基体31部分向靠近极柱2方向延伸形成的连接体32，连接体32和极柱2固定连接。
31.具体地，本实施例1提供的连接体32包括延伸部321和端部322，延伸部321由端部322沿着其与基体31的连接处向着靠近基体31的方向弯折形成。
32.在实际生产应用中，随着锂离子二次电池的高容量化，绝缘片有薄型化的倾向。发明人发现，当圆柱电池在高温环境中长时间保存或使用时，由于采用树脂类制成的绝缘片易收缩，同时，圆柱电池的正、负集流盘通常采用厚度很薄的铝箔(15-30μm)和铜箔(5-20μm)，强度很差，在一定的压力下焊接时容易扭曲变形，扭曲变形的正极集流盘与圆柱电池的钢壳端面距离太近，极易导致正极集流盘与壳体发生物理接触，使得圆柱电池存在内部短路的倾向。为了防止正极集流盘3与壳体4相互导通，进而使得正负极产生短路，本实用新型实施例1提供了一种圆柱电池用正极盖板组件，其增大了基体31与盖板1的距离，并且连接体32与极柱2一端面相配合并焊接在一起，当位于盖板1和正极集流盘3之间的绝缘片收缩或焊接导致正极集流盘扭曲变形时，由于连接体32抵接于极柱2端面上，且连接体32由基体31部分向着靠近极柱2的方向延伸形成，从而使得正极集流盘3和盖板1之间不会发生物理接触，进而避免了两者接触产生短路的风险。
33.优选地，本实用新型实施例中的端部322和基体31对应设置，且端部322的端面面积小于基体31的端面面积。
34.实施例2
35.参见图1～图2所示，本实用新型实施例2提供了一种圆柱电池，包括壳体4、电芯5和正极盖板组件，壳体4为具有一开口的筒状结构，电芯5设置在壳体4内，正极盖板组件为上述实施例1中的圆柱电池用正极盖板组件，正极盖板组件覆盖开口并与壳体4密封连接。
36.具体地，本实施2提供的电芯5由正极片、负极片和隔膜经过卷绕或堆叠的方式制成。
37.在本实施例2中，隔膜可以采用一条隔膜，对折后，将正极片夹设在对折的隔膜中间，然后将负极片叠放在隔膜的外侧，然后按照“负极片-隔膜-正极片-隔膜”的顺序卷绕形成电芯5。
38.正极片可以是本领域各种适用于作为圆柱电池正极片的材料，例如，正极片可以包括但不限于金属箔等。
39.负极片可以是本领域各种适用于作为圆柱电池负极片的材料，包括但不限于铜
箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜等。
40.本实施例2中的电芯5包括极性相反的第一电极引线和第二电极引线，第一电极引线和第二电极引线分别位于电芯5的上下两端，避免了第一电极引线和第二电极引线直接接触的可能，其中，第一电极引线可以为正极耳或负极耳，相对应地，第二电极引线可以为负极耳或正极耳。
41.其中，正负极片是分别在正负集流体上涂布了极性敷料形成的，第一电极引线和第二电极引线分别是正负集流体末端未涂布极性敷料的部分，也就是由正负集流体向外延伸的部分。
42.优选地，本实施例2中的圆柱电池，还设置有负极集流盘6，负极集流盘6设置在壳体4内部，且第一电极引线和第二电极引线中的一个与负极集流盘6连接，第一电极引线和第二电极引线中的另一个与正极集流盘3连接。
43.具体地，负极集流盘6包括盘体61和由盘体61一端面向靠近电芯方向凹陷并于盘体61另一端面向远离电芯方向凸出形成的凸体62，凸体62用于与壳体4进行焊接。在实际生产过程中，负极集流盘6采用点底焊的方式与壳体4底部进行连接。具体地，点底焊可为电阻焊和激光焊中的一种。但在实际应用过程中，采用电阻焊时，在制程中需频繁对焊针进行维护，更换，同时壳体4底部极易出现焊斑，从而影响电池的外观，为了防止上述问题出现，本实施例2中的点底焊优选采用激光焊，结合负极集流盘6的结构设计，使得在采用激光焊时，能够保证激光光束穿透负极集流盘6，使得焊接稳定，从而达到克服电阻焊易于出现焊斑和虚焊等不稳定性因素，使得负极端内阻小，有利于提高电池产品一致性。
44.优选地，本实用新型实施例2中的圆柱电池，还设置有第一绝缘件7和第二绝缘件8，第二绝缘件8包括第一绝缘部81以及由第一绝缘部81部分沿其轴线方向凸出形成的第二绝缘部82，第一绝缘部81设置在正极集流盘3和盖板1之间，第二绝缘部82抵接于电芯5的一端面。第一绝缘件7用于密封极柱2和盖板1之间的间隙。
45.常规电池在组装或使用过程中，电芯5两端面和壳体4之间存在一定的活动空间，从而极易导致电芯5在壳体4内发生前后移动，当电芯5在壳体4内向靠近壳体4一端的方向移动时，从电芯5另一端引出的极耳与集流盘之间容易发生脱落，进而导致电池出现虚焊。为了防止该问题的发生，本实用新型实施例2中的第二绝缘部82抵接于电芯5的一端面，从而能够对电芯5起到限位作用，将电芯5限制在壳体4的电池腔内，并且防止电芯5在电池腔内移动，从而保证了电池的稳定性和可靠性。
46.具体地，第一绝缘件7和第二绝缘件8均为绝缘材质，其可以是橡胶、塑料等材质制成，塑料可以是pbt(polybutylene terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯)、pet(polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pa(polyamide，聚酰胺)等。
47.本实用新型实施例2中的壳体4底部设置有注液孔，具体地，如图5所示，壳体4底部设置有一环形区域b，注液孔设置在环形区域b中的任意位置，从而便于向电芯5注入电解液。
48.实施例3
49.本实用新型的目的之三在于：提供了一种用电设备，其包括上述的圆柱电池。
50.用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽
车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本技术实施例3对上述用电设备不做特殊限制。
51.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
52.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。