集流盘及圆柱电池的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种集流盘及圆柱电池。


背景技术：

2.圆柱型锂离子电池的壳体内部设置有卷芯和正极集流盘，正极集流盘将壳体与卷芯的正极极耳连接在一起。当电池发生热失控时，电池内部气压增大。由于该电池的正极集流盘将壳体与卷芯固定连接在一起，卷芯无法向负极移动，导致即使防爆阀打开也无法在短时间内将全部气体排出，达不到及时泄压，电池的正极端依然存在发生爆炸的可能性。
3.因此，亟需一种集流盘及圆柱电池解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提出一种集流盘及圆柱电池，用于短时间内降低电池内部正极端的气压，避免由于泄压不及时而发生爆炸。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.集流盘，包括：
7.主体部，连接于壳体的端部；
8.卷芯连接部，其一端连接于所述主体部，另一端为自由端，所述卷芯连接部的侧壁连接于卷芯，在正常状态下，所述卷芯连接部与所述主体部共平面，在异常状态下，所述集流盘和所述卷芯之间的气压超过临界气压，所述卷芯朝向背离所述主体部的方向移动，且所述卷芯连接部的所述自由端朝向所述卷芯的方向翻折。
9.作为上述集流盘的一种优选技术方案，所述主体部上贯通设置有容纳槽，所述卷芯连接部的一端连接于所述容纳槽的内壁，在所述正常状态下，所述卷芯连接部的所述自由端位于所述容纳槽内，在所述异常状态下，所述自由端翻折出所述容纳槽外。
10.作为上述集流盘的一种优选技术方案，所述集流盘上设置有散热孔隙。
11.作为上述集流盘的一种优选技术方案，在所述正常状态下，所述卷芯连接部的所述自由端与所述容纳槽的内壁之间形成散热孔隙。
12.作为上述集流盘的一种优选技术方案，所述主体部包括壳体连接部和连接框架，所述壳体连接部连接于所述连接框架的中心位置，所述壳体连接部连接于所述壳体的端部，所述卷芯连接部的一端连接于所述连接框架。
13.作为上述集流盘的一种优选技术方案，所述壳体连接部的厚度大于所述卷芯连接部的厚度。
14.作为上述集流盘的一种优选技术方案，所述壳体连接部朝向所述壳体的端部凸出于所述连接框架。
15.作为上述集流盘的一种优选技术方案，所述连接框架包括边框和电流汇集部，所述壳体连接部位于所述边框的中心位置，所述卷芯连接部的一端连接于所述边框，所述电流汇集部的两端分别连接于所述壳体连接部和所述边框。
16.作为上述集流盘的一种优选技术方案，所述壳体连接部的厚度为0.4mm-1.5mm，所述卷芯连接部的厚度为0.15mm-0.5mm。
17.作为上述集流盘的一种优选技术方案，所述主体部和所述卷芯连接部一体成型。
18.作为上述集流盘的一种优选技术方案，所述卷芯连接部设置有多个，多个所述卷芯连接部绕着所述主体部的中心圆周均布设置。
19.圆柱电池，包括壳体和设置于所述壳体内的卷芯，还包括上述的集流盘，所述集流盘设置于所述壳体内，且位于所述壳体的端部和所述卷芯之间，所述集流盘的主体部连接于所述壳体的端部，所述集流盘的卷芯连接部连接于所述卷芯。
20.作为上述圆柱电池的一种优选技术方案，所述主体部包括壳体连接部，所述壳体上设置有与所述壳体连接部配合连接的容置槽。
21.本实用新型的有益效果：
22.本实用新型提供的集流盘，其主体部连接于壳体的端部，卷芯连接部的侧壁连接于卷芯，且其一端连接于主体部，从而实现了壳体和卷芯的连接；在正常状态下，卷芯连接部与主体部共平面，卷芯处于原位，当电池发生热失控时，电池内部气压增大，当集流盘和卷芯之间的气压超过临界气压时，此时集流盘处于异常状态，由于卷芯连接部的另一端为自由端，因此，气压驱使卷芯朝向背离主体部的方向移动，卷芯连接部的自由端朝向卷芯的方向翻折。故而，本实用新型提供的集流盘，在用作正极集流盘时，自由端翻折，卷芯往负极方向移动，卷芯的正极与壳体的正极端的距离增大，也即，空间在短时间内增大，从而及时地降低了气压，避免了爆炸的发生。
23.本实用新型提供的圆柱电池，其包括壳体设置于壳体内的卷芯，以及上述的集流盘，由于集流盘的卷芯连接部能够在气压超过临界气压时发生翻折，使得卷芯能够移位，空间在短时间内变大，从而及时地降低了气压，避免了爆炸的发生。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
25.图1是本实用新型实施例提供的集流盘的结构示意图；
26.图2是本实用新型实施例提供的集流盘的主视图；
27.图3是本实用新型实施例提供的集流盘的侧视图；
28.图4是本实用新型实施例提供的圆柱电池的部分剖视图。
29.图中：
30.10、壳体；
31.1、主体部；2、卷芯连接部；3、散热孔隙；
32.11、容纳槽；12、壳体连接部；13、连接框架；
33.131、边框；132、电流汇集部。
具体实施方式
34.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
35.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“安装”应做广义理解，例如，可以是安装连接，也可以是可拆卸连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
38.如图1至图4所示，本实施例提供了一种集流盘，其包括主体部1和卷芯连接部2，主体部1连接于壳体10的端部；卷芯连接部2的一端连接于主体部1，另一端为自由端，卷芯连接部2的侧壁连接于卷芯(图中未示出)，在正常状态下，卷芯连接部2与主体部1共平面，在异常状态下，集流盘和卷芯之间的气压超过临界气压，卷芯朝向背离主体部1的方向移动，且卷芯连接部2的自由端朝向卷芯的方向翻折。
39.可以理解的是，临界气压为内部的气压刚好能够驱使卷芯连接部2的自由端翻折及卷芯移动的气压值，其与卷芯连接部2的材料、卷芯连接部2和主体部1的连接强度等因素有关，在此不做具体限定。
40.本实施例提供的集流盘，其主体部1连接于壳体10的端部，卷芯连接部2的侧壁连接于卷芯，且其一端连接于主体部1，从而实现了壳体10和卷芯的连接；在正常状态下，卷芯连接部2与主体部1共平面，卷芯处于原位，当电池发生热失控时，电池内部气压增大，当集流盘和卷芯之间的气压超过临界气压时，此时集流盘处于异常状态，由于卷芯连接部2的另一端为自由端，因此，气压驱使卷芯朝向背离主体部1的方向移动，卷芯连接部2的自由端朝向卷芯的方向翻折。故而，本实施例提供的集流盘，在用作正极集流盘时，自由端朝向负极翻折，卷芯往负极方向移动，卷芯的正极与壳体10的正极端的距离增大，也即，空间在短时间内增大，从而及时地降低了气压，避免了爆炸的发生。
41.具体地，主体部1和卷芯连接部2一体成型，保证了二者连接的牢固性，而且生产效率高。
42.具体地，集流盘整体由铝材制成。铝材的质地较软，使得临界气压较小，因此，在内部气压较小时便能够驱使卷芯连接部2翻折泄压，进一步提高了电池的安全性能。
43.可选地，在其他实施例中，主体部1可以为实体结构，也就是说主体部1上未设置用于散热的孔隙。
44.具体地，在本实施例中，主体部1上贯通设置有容纳槽11，卷芯连接部2的一端连接于容纳槽11的内壁，在正常状态下，卷芯连接部2的自由端位于容纳槽11内，在异常状态下，自由端翻折出容纳槽11外。自由端翻折出容纳槽11外后，容纳槽11敞开，起到散热的作用，提高了散热效果，进一步避免了爆炸的发生。
45.可选地，集流盘上设置有散热孔隙3，用于提高散热效果。
46.可选地，在其他实施例中，主体部1上设置有散热孔隙3，散热孔隙3与容纳槽11相互间隔设置。
47.具体地，在本实施例中，在正常状态下，卷芯连接部2的自由端与容纳槽11的内壁之间形成散热孔隙3。卷芯连接部2容纳于容纳槽11内时，占用了容纳槽11的部分空间，剩余空间为散热孔隙3。也即，散热孔隙3是容纳槽11的一部分。该种结构能够保证主体部1的结构强度。
48.具体地，主体部1包括壳体连接部12和连接框架13，壳体连接部12连接于连接框架13的中心位置，壳体连接部12连接于壳体10的端部，卷芯连接部2的一端连接于连接框架13。在本实施例中，如图1所示，连接框架13上设置容纳槽11，壳体连接部12为圆形结构，容纳槽11紧邻壳体连接部12设置。容纳槽11为类似三角形的槽，容纳槽11的两个边沿着连接框架13的径向延伸，该两个边的一端延伸至壳体连接部12，另一端通过第三个边连接，相应地，卷芯连接部2为类似三角形的板，卷芯连接部2的背离壳体连接部12的一端的边连接于容纳槽11的第三个边，在正常状态下，卷芯连接部2的其余边均与容纳槽11的边具有间隔，此间隔即为散热孔隙3，如此设置，尽可能地增大了散热孔隙3的长度，更好的起到散热效果。
49.在本实施例中，卷芯连接部2焊接于卷芯，壳体连接部12焊接于壳体10的端部。
50.可选地，卷芯连接部2设置有多个，多个卷芯连接部2绕着主体部1的中心圆周均布设置。卷芯连接部2设置为多个，能够提高集流盘和卷芯的连接稳定性。在本实施例中，卷芯连接部2设置有四个，且卷芯连接部2呈类似直角三角形的结构，相应地，容纳槽11同样呈类似直角三角形。如图1和图2所示，四个散热孔隙3形成十字形结构。
51.可选地，在其他实施例中，集流盘的整体厚度均匀，厚度为0.2mm-1.5mm。即主体部1和卷芯连接部2的厚度均为0.2mm-1.5mm。
52.在现有技术中，集流盘的厚度均匀，而壳体和卷芯的材质、厚度皆不一致，无法同时应对焊接壳体和焊接卷芯两种焊接工艺，在集流盘与壳体激光穿透焊时容易被焊穿产生气孔，集流盘与卷芯焊接时卷芯容易被焊穿，因此，使用现有的集流盘容易产生焊接缺陷，影响生产良率。
53.为此，在本实施例中，壳体连接部12的厚度大于卷芯连接部2的厚度。通过成型集流盘不同区域的不同厚度，来应对多种不同的焊接工况，使得集流盘既能保证与壳体10激光穿透焊时不被焊穿产生气孔，又能实现与卷芯焊接时卷芯不被焊穿。
54.具体地，如图3所示，壳体连接部12的厚度d为0.4mm-1.5mm，卷芯连接部2的厚度c为0.15mm-0.5mm。
55.在本实施例中，连接框架13的厚度也为0.15mm-0.5mm。
56.在本实施例中，如图3所示，壳体连接部12的底面与卷芯连接部2的底面平齐，壳体连接部12的顶面凸出于卷芯连接部2的顶面。
57.在集流盘成型的过程中，首先一体成型出壳体连接部12和连接于壳体连接部12周向的环形部，然后，在环形部切出散热孔隙3。散热孔隙3和其两端连线(图2中的虚线)围成的部分为卷芯连接部2，卷芯连接部2所占的空间和散热孔隙3组成的槽区间为容纳槽11。
58.具体地，连接框架13包括边框131和电流汇集部132，壳体连接部12位于边框131的中心位置，卷芯连接部2的一端连接于边框131，电流汇集部132的两端分别连接于壳体连接部12和边框131。卷芯的电流经过卷芯连接部2流动到边框131，边框131上的电流通过电流汇集部132汇集到壳体连接部12，从而引出到电池的输出端。本实施例中，每两个相邻的卷芯连接部2之间的条形结构为电流汇集部132，连接框架13除去电流汇集部132后剩余的外缘部分为边框131，即图2中的四条虚线和所有电流汇集部132远离壳体连接部12的一端之外的部分为边框131。
59.在本实施例中，集流盘的材料选用1060-o态铝，材质较软，在成型的过程中，通过冲压减薄边缘的厚度，形成的中间的较厚的部位为壳体连接部12，周围的较薄的部位为前述的环形部。
60.在本实施例中，集流盘的整体直径为28mm-46mm，即图2中，连接框架13的外边缘的直径a为28mm-46mm。壳体连接部12的直径b为5mm-20mm。
61.如图2所示，散热孔隙3的端部，也即散热孔隙3距壳体连接部12的中心距离最远的点与该中心的间距e为0.2a-0.45a。如此设置，既能够保证集流盘的结构强度，又能够起到很好的散热效果。
62.本实施例还提供了一种圆柱电池，其包括壳体10和设置于壳体10内的卷芯，以及上述的集流盘，集流盘设置于壳体10内，且位于壳体10的端部和卷芯之间，集流盘的主体部1连接于壳体10的端部，集流盘的卷芯连接部2连接于卷芯。
63.由于集流盘的卷芯连接部2能够在气压超过临界气压时发生翻折，使得卷芯能够移位，空间在短时间内变大，从而及时地降低了气压，避免了爆炸的发生。
64.在本实施例中，壳体连接部12的顶面凸出于卷芯连接部2和连接框架13，为了配合壳体连接部12，如图4所示，在壳体10的内端部设置一个与壳体连接部12适配的容置槽。
65.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。