电池及具有其的电动车的制作方法

1.本实用新型涉及电池设备技术领域，具体而言，涉及一种电池及具有其的电动车。


背景技术：

2.锂电池因高比能量、寿命长、工作范围宽等优势已作为电动汽车、储能等多个领域的主流电池。
3.目前电动汽车主要面临续航里程短的困难，由于电动汽车内预留给电池的空间有限，电池体积能量密度直接决定了电动汽车续航里程，因此提高电池体积能量密度成为目前电动汽车发展的主要技术趋势。电池的体积能量密度＝电池能量/电池体积，在电池能量不变的条件下，如何优化结构减小电池体积成为行业难点。
4.现有技术中，常规的圆柱全极耳电池通常正极端子带正电，负极及外壳带负电，为将电流引向外壳。圆柱电池负极装配简要流程如附图7所示：010、材料准备，常规圆柱电池的装配包括正极组件(盖板 集流板 连接片)、电芯、外壳、集流板、连接片、负极极柱、负极盖板；020、材料装配，常规圆柱电池的材料装配大致可分为两类：021、盖板与外壳焊接，只预留极柱位，便于后续电池密封；022、极柱与转接板焊接，便于将转接板与电池极柱间的电流传导；030、电芯与集流板焊接，将电芯的负极极耳与集流板焊接，便于电芯与集流板间的电流传导；040、集流板与转接板焊接，将转接板与电芯的集流板焊接，便于电芯与转接板的电流传导；050、转接板与外壳焊接，将转接板与负极盖板焊接，在实现密封的同时将电流传导至外壳。至此，电流可在电池内形成完整的传导通路：正极组件
→
电芯
→
极板
→
转接板
→
负极极柱(外壳)。
5.现有的圆柱电池结构组件复杂、焊接工序繁多，存在较多的缺陷：
6.1、圆柱电池结构组件复杂，材料成本较高；
7.2、圆柱电池焊接工序繁多，以负极为例，包括2次组件焊接及3次电芯焊接，一方面多种焊接需要不同的焊接设备，会极大增加生产成本，另一方面焊接不良会影响电芯及组件性能，导致产品合格率、质量下降；
8.3、因转接板需要承载极柱的电流，目前转接板厚度较厚，占用电池内部较多空间，导致电池体积能量密度不高。


技术实现要素：

9.本实用新型的主要目的在于提供一种电池及具有其的电动车，以解决现有技术中的电池生产质量不高的问题。
10.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种电池。电池包括：壳体；电芯，电芯设置于壳体内；负极集流板，负极集流板与电芯和壳体焊接；盖板，盖板与负极集流板焊接；负极极柱，负极极柱与盖板焊接。
11.进一步地，负极集流板的外圆上开设有至少一个密封槽，部分的壳体延伸至密封槽内设置。
12.进一步地，负极集流板的朝向负极极柱一侧的表面上开设有多个焊接槽，多个焊接槽从负极集流板的几何中心处沿负极集流板的径向方向向外呈放射状延伸设置，至少一个焊接槽的靠近壳体内周面一侧的端部形成密封槽。
13.进一步地，焊接槽为六个，各焊接槽的靠近壳体内周面一侧的端部均形成密封槽。
14.进一步地，壳体设置有连接部，至少部分的连接部位于密封槽内。
15.进一步地，连接部为连接凸起，连接凸起的第一端与壳体的端部连接，连接凸起的第二端沿壳体的周向方向延伸设置。
16.进一步地，连接凸起为多个，多个连接凸起沿壳体的周向间隔地设置。
17.进一步地，焊接槽的第一端靠近负极集流板的几何中心设置，焊接槽的第二端靠近壳体内周面设置，负极集流板的几何中心设置至焊接槽的第二端的端部距离小于负极集流板外圆的外径。
18.进一步地，电池的轴向高度为160mm。
19.根据本实用新型的另一个方面，提供了一种电动车，包括电池，电池为上述的电池。
20.应用本实用新型的技术方案，负极极柱与盖板焊接，实现电池的密封及电流传导；负极集流板与电芯和壳体焊接，盖板与负极集流板焊接，取消了现有技术中的转接板，降低生产材料成本，减少了转接板的空间，电池高度下降，体积显著降低，提高电池的体积能量密度，增大电池内部空间。同时，采用本实用新型的技术方案，减少了生产工序，避免多次焊接带来的电池质量下降的问题，盖板可用于承载电流，提高了电池的电流承载倍率。
附图说明
21.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1示出了根据本实用新型的电池的装配流程图；
23.图2示出了根据本实用新型的电池的实施例的爆炸结构示意图；
24.图3示出了根据本实用新型的负极集流板的第一实施例的结构示意图；
25.图4示出了根据本实用新型的负极集流板的第二实施例的结构示意图；
26.图5示出了根据本实用新型的壳体的实施例的结构示意图；
27.图6示出了根据本实用新型的盖板的实施例的结构示意图；
28.图7示出了现有技术中的圆柱电池负极装配的流程示意图。
29.其中，上述附图包括以下附图标记：
30.10、壳体；11、连接凸起；20、电芯；
31.30、负极集流板；31、密封槽；32、焊接槽；
32.40、盖板；50、负极极柱。
具体实施方式
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
34.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
35.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
36.现在，将参照附图更详细地描述根据本技术的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
37.结合图1至图6，根据本实用新型的具体实施例，提供了一种电池。电池包括：壳体10；电芯20，电芯20设置于壳体10内；负极集流板30，负极集流板30与电芯20和壳体10焊接；盖板40，盖板40与负极集流板30焊接；负极极柱50，负极极柱50与盖板40焊接。
38.如图2所示，负极集流板与电芯和壳体焊接，盖板与负极集流板焊接，实现电池的密封及电流传导，取消了现有技术中的转接板，降低生产材料成本，减少了转接板的空间，电池高度下降，体积显著降低，提高电池的体积能量密度，增大电池内部空间。同时，采用本实用新型的技术方案，减少了生产工序，避免多次焊接带来的电池质量下降的问题，盖板可用于承载电流，提高了电池的电流承载倍率。
39.负极集流板30的外圆上开设有至少一个密封槽31，部分的壳体10延伸至密封槽31内设置。可选择地，负极集流板30的外圆的直径等于壳体10的外圆的直径，这样可使得负极集流板30与壳体10接触，实现电流传导，并减小电池的体积。同时，如图3所示，负极集流板30设置有多个注液孔。部分的壳体10延伸至密封槽31，实现壳体10与负极集流板30的装配。
40.负极集流板30的朝向负极极柱50一侧的表面上开设有多个焊接槽32，多个焊接槽32从负极集流板30的几何中心处沿负极集流板30的径向方向向外呈放射状延伸设置，至少一个焊接槽32的靠近壳体10内周面一侧的端部形成密封槽31。如图3和图4所示，多个焊接槽32从负极集流板30的几何中心处沿负极集流板30的径向方向向外呈放射状延伸设置，使得在焊接时负极集流板30受力均匀。
41.可选择地，如图3和图4所示，焊接槽32为六个，各焊接槽32的靠近壳体10内周面一侧的端部均形成密封槽31，即焊接槽32和密封槽31均为六个。
42.壳体10设置有连接部，至少部分的连接部位于密封槽31内。通过设置于壳体10上的连接部并令部分的连接部位于密封槽31内，可以实现壳体10与负极集流板30的装配。
43.连接部为连接凸起11，连接凸起11的第一端与壳体10的端部连接，连接凸起11的
第二端沿壳体10的周向方向延伸设置。如图5所示，壳体10的端部均匀设置六个连接凸起11，连接凸起11与密封槽31进行装配，具体地，连接凸起11的高度可以大于或等于焊接槽32的高度。在实际应用时，可根据实际需要设置连接凸起11的高度和形状
44.连接凸起11为多个，多个连接凸起11沿壳体10的周向间隔地设置。如图5所示，可选择地，连接凸起11为6个，连接凸起11的个数可以与密封槽31的个数相同以使得装配时更为便捷。
45.焊接槽32的第一端靠近负极集流板30的几何中心设置，焊接槽32的第二端靠近壳体10内周面设置，负极集流板30的几何中心设置至焊接槽32的第二端的端部距离小于负极集流板30外圆的外径。这样设置可使得焊接槽32的第二端与负极集流板30外圆的边缘具有一定的距离，可以为密封槽31的设置留下空间，避免装配失败。
46.可选择地，电池的轴向高度为160mm。
47.根据本实用新型的一个具体实施例，提供了一种电动车，包括电池，电池为上述的电池。
48.具体地，采用本实用新型提供的技术方案，可以对lto66160电池的结构进行改进，电池高度为160mm。常规的lto66160电池具有5mm高的转接板，常规的lto66160电池体积＝(66*66)/4*π*160。将本实用新型的技术方案应用于常规的lto66160电池，取消转接板后电池体积＝(66*66)/4*π*155。相比于常规的lto66160电池，取消转接板后电池体积仅为原电池体积的96.875％，体积能量密度可提升3.24％(能量/体积)。
49.改进后的电池的装配流程如图1所示，具体步骤如下：
50.010：材料准备，单个电池的装配包括正极组件、电芯、壳体、负极集流板、负极极柱、盖板；
51.020：材料装配，本实施例中材料装配主要是负极极柱与盖板进行激光焊接，便于极柱与盖板间的电流传导；
52.030：电芯与负极集流板焊接，将电芯的负极极耳与极板进行激光或超声波焊接，便于电芯与极板间的电流传导；
53.040：负极集流板与壳体焊接，将负极集流板与盖板进行激光焊接，在实现密封的同时将电流传导至外壳。
54.在本实施例中，电池负极极柱和盖板焊接可同时实现传导电流和密封的作用，通常情况下，盖板的厚度大于转接板的厚度，盖板能够承载更大的电流，可以提高电池倍率性能；取消了转接板结构，以直接降低材料成本，显著减小电池体积，增大电池体积能量密度。电池直接将壳体与负极集流板焊接，显著降低生产设备和人工成本、避免多次焊接带来的产品质量下降问题。
55.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并
且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
56.除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。
57.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
58.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。