圆柱电池、圆柱电池装配方法和用电设备与流程

本发明涉及电池，尤其是指一种圆柱电池、圆柱电池装配方法和用电设备。

背景技术：

1、电池是新能源车的重要组成部件，现有的新能源电池有采用圆柱电池作为其动力电池。对于圆柱电池而言，除电芯、bms等关键部件外，电池壳体结构也是其安全性的一个重要因素。

2、其中，极柱是电池的组成部分，极柱传统的装配方式是先将极柱装配至极柱孔内，然后通过焊接、铆接或注塑等方式在极柱与顶盖片之间形成较为复杂的连接结构，以使极柱固接于顶盖片上。

3、此外，现有技术中，汇流盘需要和极柱焊接固定，由于现有的极柱通常厚度较厚，无法直接采用激光穿透焊，一般采用扭矩焊，即：从电池另一端的注液孔，将焊头伸入电池内部，再将汇流盘和极柱焊接，但是，与激光穿透焊相比，扭矩焊的操作工艺更为复杂、繁琐。若要实现极柱和汇流盘激光穿透焊，就必须要减薄极柱的厚度，例如在极柱的表面卡设凹槽，但这无疑又增加了工序。

4、综上所述，现有的圆柱电池存在以下不足之处：结构件多，整体结构复杂，连接结构形成工艺相对复杂，因此，存在圆柱电池制造成型的效率低下，装配和拆卸难度大以及生产成本较高的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明公开了一种圆柱电池、圆柱电池装配方法和用电设备。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种圆柱电池，包括：电芯，沿所述电芯的高度方向，所述电芯具有贯穿的中心孔；壳体，具有容置腔，所述容置腔容纳所述电芯；所述壳体的一端具有贯穿孔；拉伸杆，穿过所述中心孔，且所述拉伸杆的一端伸出所述贯穿孔；极柱，套设且固定于所述拉伸杆伸出所述贯穿孔的一端；弹性件，沿所述电芯的高度方向，所述弹性件压持于所述极柱和所述拉伸杆之间；其中，所述拉伸杆为所述极柱提供从所述极柱向所述弹性件方向的拉力，以使所述极柱压持所述弹性件。

4、在本发明的一个实施例中，还包括压紧件，所述压紧件套设于所述拉伸杆上且位于所述电芯端面和所述壳体之间，所述压紧件和所述弹性件相互抵接，所述弹性件压持于所述极柱和所述压紧件之间；所述拉伸杆为所述压紧件提供从所述压紧件向所述弹性件方向的拉力，以使所述压紧件压持所述弹性件。

5、在本发明的一个实施例中，所述压紧件和所述拉伸杆为一体成型。

6、在本发明的一个实施例中，所述拉伸杆上设有台阶槽，所述弹性件被压持在所述极柱与所述台阶槽之间；或者，所述压紧件设置在所述台阶槽，所述弹性件被压持在所述极柱与所述压紧件之间。

7、在本发明的一个实施例中，沿所述电芯600的高度方向，所述拉伸杆500伸出所述贯穿孔的一端的端面与所述极柱100背离所述电芯600一侧的端面之间满足预设距离s，s的范围为0-3mm。

8、在本发明的一个实施例中，所述弹性件包括主体部，所述主体部套设于所述拉伸杆上，且所述主体部的至少一部分位于所述贯穿孔中。

9、在本发明的一个实施例中，所述弹性件还包括第一延伸部，所述第一延伸部设置于所述主体部靠近所述极柱的一端，至少部分第一延伸部位于所述圆柱电池外且位于所述极柱和壳体之间。

10、在本发明的一个实施例中，所述弹性件还包括第二延伸部，所述第二延伸部设置于所述主体部远离所述极柱的一端，至少部分第二延伸部位于所述电芯的端面和所述壳体之间。

11、在本发明的一个实施例中，所述拉伸杆为两端封闭的中空结构，所述拉伸杆伸出所述贯穿孔的一封闭端上设置有贯穿所述封闭端的第一孔，所述拉伸杆的侧壁上设置有贯穿所述侧壁的第二孔。

12、在本发明的一个实施例中，沿所述电芯的高度方向，所述电芯具有相对的两端，其中一端引出第一极耳，另一端引出第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳的极性相反；所述圆柱电池还包括第一汇流盘，所述第一汇流盘安装于所述电芯具有所述第一极耳的一端且与所述第一极耳电连接，所述第二极耳和所述壳体电连接。

13、在本发明的一个实施例中，沿所述电芯的高度方向，所述电芯具有相对的两端，其中一端引出第一极耳，另一端引出第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳的极性相反；所述圆柱电池还包括第一汇流盘和第二汇流盘，所述第一汇流盘安装于所述电芯具有所述第一极耳的一端且与所述第一极耳电连接，所述第二汇流盘安装于所述电芯具有所述第二极耳的一端且与所述第二极耳电连接；其中，所述第二汇流盘连接于所述拉伸杆未伸出所述贯穿孔的一端。

14、本发明还提供一种圆柱电池的装配方法，包括步骤：提供电芯和拉伸杆，沿所述电芯的高度方向，所述电芯具有贯穿的中心孔，将所述拉伸杆穿过所述中心孔；提供壳体，所述壳体具有相对设置的开口端和封闭端，所述封闭端设置有贯穿孔，所述贯穿孔内安装有弹性件，将插入拉伸杆的电芯从所述开口端放入所述壳体中，在所述封闭端的外表面且位于所述贯穿孔的位置安装极柱，使所述弹性件位于所述极柱和所述拉伸杆之间；提供顶盖，将所述顶盖固定于所述壳体的开口端；提供两组压力，沿电芯的高度方向，其中一组压力施加于顶盖，另一组压力施加于极柱背离电芯一侧的端面，达到弹性件的密封压缩量，并使拉伸杆穿过所述弹性件和所述贯穿孔且使极柱套设在拉伸杆上；在所述极柱背离电芯一侧的端面和所述顶盖相向受压的状态下，将所述拉伸杆伸出所述贯穿孔的一端和所述极柱固定。

15、本发明还提供一种用电设备，包括如上述所述的圆柱电池和如上所述的圆柱电池装配方法所制得的圆柱电池。

16、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

17、在圆柱电池的装配过程中，当极柱背离电芯一侧的端面和壳体远离极柱的一端受到相向的压力时，在力的传递和力的相互作用下，位于极柱和拉伸杆之间的弹性件会受到分别来自极柱和拉伸杆的压力而被压缩，圆柱电池的长度相对于拉伸杆的长度会变短，即拉伸杆的端部会伸出壳体外，甚至可以会伸出极柱(不影响后续焊接)，那么就不需要在极柱的焊接位置削薄，直接在电池外部即可将极柱和拉伸杆焊接。并且，只要破坏极柱和拉伸杆的固定位置，就很容易将整个圆柱电池拆解回收，则本发明所述的圆柱电池简化了电池装配结构，大大减小圆柱电池的回收难度，使电池在制造、拆解整个生命周期简便，方便电池回收利用。

18、弹性件的压缩量在一定范围内(25％-50％)是有效的，也就意味着拉伸杆可以沿电芯高度方向上下浮动，从而保证拉伸杆的端面和极柱远离壳体的端面齐平，从而减少制造误差对圆柱电池的影响，从而减小圆柱电池的难度。

技术特征：

1.一种圆柱电池，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，还包括压紧件(400)，所述压紧件(400)套设于所述拉伸杆(500)上且位于所述电芯(600)端面和所述壳体(700)之间，所述压紧件(400)和所述弹性件(300)相互抵接，所述弹性件(300)压持于所述极柱(100)和所述压紧件(400)之间；所述拉伸杆(500)为所述压紧件(400)提供从所述压紧件(400)向所述弹性件(300)方向的拉力，以使所述压紧件(400)压持所述弹性件(300)。

3.根据权利要求2所述的圆柱电池，其特征在于，所述压紧件(400)和所述拉伸杆(500)为一体成型。

4.根据权利要求1或2所述的圆柱电池，其特征在于，所述拉伸杆(500)上设有台阶槽(501)，所述弹性件(300)被压持在所述极柱(100)与所述台阶槽(501)之间；或者，所述圆柱电池包括压紧件(400)时，所述压紧件(400)设置在所述台阶槽，所述弹性件(300)被压持在所述极柱(100)与所述压紧件(400)之间。

5.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，沿所述电芯(600)的高度方向，所述拉伸杆(500)伸出所述贯穿孔的一端的端面与所述极柱(100)背离所述电芯(600)一侧的端面之间满足预设距离s，s的范围为0-3mm。

6.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述弹性件(300)包括主体部(301)，所述主体部(301)套设于所述拉伸杆(500)上，且所述主体部(301)的至少一部分位于所述贯穿孔中。

7.根据权利要求6中所述的圆柱电池，其特征在于，所述弹性件(300)还包括第一延伸部(302)，所述第一延伸部(302)设置于所述主体部(301)靠近所述极柱(100)的一端，至少部分第一延伸部(302)位于所述圆柱电池外且位于所述极柱(100)和壳体(700)之间。

8.根据权利要求7中所述的圆柱电池，其特征在于，所述弹性件(300)还包括第二延伸部(303)，所述第二延伸部(303)设置于所述主体部(301)远离所述极柱(100)的一端，至少部分第二延伸部(303)位于所述电芯(600)的端面和所述壳体(700)之间。

9.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，所述拉伸杆(500)为两端封闭的中空结构，所述拉伸杆(500)伸出所述贯穿孔的一封闭端上设置有贯穿所述封闭端的第一孔，所述拉伸杆(500)的侧壁上设置有贯穿所述侧壁的第二孔。

10.根据权利要求1-3、5-9中任意一项所述的圆柱电池，其特征在于：

11.一种圆柱电池装配方法，其特征在于，包括步骤：

12.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1-10任一所述的圆柱电池，或者包括如权利要求11所述的圆柱电池装配方法所得的圆柱电池。

技术总结
本发明涉及一种圆柱电池、圆柱电池装配方法和用电设备，其中圆柱电池包括：电芯，沿所述电芯的高度方向，所述电芯具有贯穿的中心孔；壳体，具有容置腔，所述容置腔容纳所述电芯；所述壳体的一端面具有贯穿孔；拉伸杆，穿过所述中心孔，且所述拉伸杆的一端伸出所述贯穿孔；极柱，套设且固定于所述拉伸杆伸出所述贯穿孔的一端；弹性件，沿所述电芯的高度方向，所述弹性件压持于所述极柱和所述拉伸杆之间，其中，所述拉伸杆为所述极柱提供从所述极柱向所述弹性件方向的拉力，以使所述极柱压持所述弹性件。本发明提供的圆柱电池简化了电池装配结构，使电池在制造、拆解整个生命周期简便，方便电池回收利用。

技术研发人员：吴思妙,於洪将
受保护的技术使用者：江苏正力新能电池技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17