一种具有凹槽的壳体结构及电池的制作方法

1.本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种具有凹槽的壳体结构及采用该壳体结构的电池。


背景技术：

2.锂离子电池具有能量密度高、 循环寿命长、环境友好、无记忆效应等优点，被广泛应用于移动电话、便携计算机、数码相机、便携音乐播放设备等移动通讯或数码产品中。随着近年来电子设备更新换代的高速发展，人们对锂离子电池的续航能力提出了更高的要求，当内部电芯材料平台、可容量等性能已经提升到一定程度后，从电池包装壳入手，减少包装壳体积占比为内部电芯争取更大空间就成为一个有效的提升容量的技术手段，并且可以提高电芯封装的可靠性和电芯尺寸的一致性，而现有的锂离子电池包装壳在上述方面有待加强。
3.例如，请参阅图1-图2，公开号109817849a公开了一种包装壳及电池，壳体包括第一壳体1、第二壳体2，第一壳体1包括顶部15和第一侧壁13具有向外延伸的第一凸缘12，第一侧壁13围成一个开口11；第二壳体2包括中间部22和由中间部22向外延伸的第二凸缘21，中间部22用于覆盖开口11，第二凸缘21用于和所述第一凸缘12接触并进行焊接密封，第一凸缘12和第二凸缘21的宽度均为0.3mm-0.7mm，此时，凸缘沿壳体四周焊接密封，占用电池能量发挥空间，导致容量不能更好的提升。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述问题，提供一种具有凹槽的壳体结构及采用该壳体结构的电池。相较于现有的第一壳体与第二壳体之间接触凸缘宽度占据电池尺寸，影响电池容量问题，本发明的壳体结构能够消除或减小第一凸缘与第二凸缘宽度，从而解决电池空间被凸缘占用问题，进一步提升电池容量。同时将第一壳体分解为框体和盖体，降低壳体生产成本并解决冲压深度问题，所述框体具有凹槽结构，降低壳体组装难度。
5.本发明提供一种具有凹槽的壳体结构，所述壳体结构包括第一盖体、框体以及第二盖体，所述框体由多个内侧具有凹槽的侧壁围合而成，所述第一盖体与所述第二盖体分别盖设于所述框体的相对两侧的所述凹槽处且用于封堵所述框体两侧的开口，所述第一盖体、所述框体以及所述盖体围合而成的封闭空间形成容纳腔，所述容纳腔用于容纳极芯，所述极芯与其中一个侧壁连接。
6.进一步的，所述凹槽通过切割或者冲压的方式在所述侧壁上形成。
7.进一步的，所述凹槽通过在所述侧壁上焊接型材或者贴合型材或者涂覆涂料的方式形成。
8.进一步的，所述焊接型材的材质包括不锈钢、铝或其他金属材料中的至少一种。
9.进一步的，所述贴合型材的材质包括pp、pe、pi中的至少一种。
10.进一步的，所述涂料包括氧化铝、二氧化硅、勃母石中的至少一种或uv胶、pvc胶中
的一种。
11.进一步的，所述第一盖体、所述框体以及所述第二盖体围合而成的壳体结构的截面高度范围为1.0～100mm，所述第一盖体与所述第二盖体的厚度范围为40～300μm，所述框体的厚度范围为125～500μm。
12.进一步的，所述第一盖体与所述第二盖体边缘与所述凹槽的槽壁形成熔融连接区，所述熔融连接区密封开口。
13.进一步的，所述极芯由一个或多个单极芯组成，所述极芯通过单极耳卷绕、中置极耳卷绕、多极耳卷绕或叠片中的至少一种方式制成。
14.进一步的，所述框体与所述极芯相连的所述侧壁设有注液孔、第一极柱，以及与所述第一极柱极性相反的第二极柱或者连接片，所述注液孔内设有密封钉，所述第一极柱、所述第二极柱或所述连接片均与所述极芯相连接。
15.此外，本发明还提供一种电池，所述电池包括如上中任一项所述的壳体结构。
16.本发明的具有凹槽的壳体结构及采用该壳体结构的电池，包括第一盖体、框体以及第二盖体，第一盖体与第二盖体边缘与框体开口处截面形成熔融连接区，熔融连接区密封开口。本发明的具有凹槽的壳体结构及采用该壳体结构的电池，通过采用框体加两个盖体的设计，解决了原壳体深度无法做大的限制，使壳体适用范围更广，第二盖体可单独设计厚度，进一步提升容量，此外，框体具有凹槽设计，凹槽用于支撑第一盖体和第二盖体，降低生产难度。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
18.图1为现有的包装壳的立体结构示意图；图2为现有的包装壳的第一凸缘和第二凸缘的配合关系示意图；图3为本发明的具有凹槽的壳体结构的爆炸图；图4为一实施方式的具有凹槽的壳体结构的立体结构示意图；图5为另一实施方式的具有凹槽的壳体结构的立体结构示意图；图6为图3所示具有凹槽的壳体结构的框体的立体结构示意图；图7为一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图8为一实施方式的框体的局部剖面图；图9为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图10为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图11为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图12为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图13为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图14为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图15为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图16为另一实施方式的框体的局部剖面图；图17为另一实施方式的框体的局部剖面图；图18为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；
图19为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图20为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图21为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图22为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图23为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图24为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图25为另一实施方式的框体的局部剖面图；图26为又一实施方式的框体的局部剖面图；图27为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图；图28为又一实施方式的第一盖体、框体以及第二盖体的配合关系示意图。
19.附图中标号为：第一盖体1，第一极柱201，防爆阀101，框体2，第二极柱202，凹槽210，第二盖体3，注液孔203，极芯4，连接片204。
具体实施方式
20.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
21.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.请参阅图3-图7，本发明提供了一种具有凹槽的壳体结构及采用所述壳体结构的电池，所述壳体结构包括第一盖体1、框体2以及第二盖体3，所述框体由多个内侧具有凹槽210的侧壁围合而成，所述第一盖体与所述第二盖体分别盖设于所述框体的相对两侧的所述凹槽处且用于封堵所述框体两侧的开口，所述第一盖体、所述框体以及所述盖体围合而成的封闭空间形成容纳腔，所述容纳腔用于容纳极芯4，所述极芯与其中一个侧壁连接。其中，所述凹槽设置于框体的一端或两端开口处的侧壁内侧，用于支撑所述第一盖体、所述第二盖体，利于装配。
24.在一个实施方式中，所述侧壁由金属片弯折形成或由筒型基材冲压成型。
25.在一个实施方式中，所述凹槽通过激光、电火花等切割或者冲压的方式在所述侧壁上形成。
26.在一个实施方式中，所述凹槽通过在所述侧壁上焊接型材或者贴合型材或者涂覆涂料的方式形成。
27.例如，所述凹槽可以在侧壁上焊接尺寸较小型材形成。所述焊接型材的材质包括
不锈钢、铝或其他金属材料的至少一种。
28.例如，所述凹槽可以在侧壁上贴合尺寸较小型材形成。所述贴合型材的材质包括pp、pe、pi等复合材料的至少一种。
29.例如，所述凹槽可以在侧壁上涂覆某种涂料形成。所述涂料包括氧化铝、二氧化硅、勃母石中的至少一种或uv胶、pvc胶等胶液中的一种。
30.在一个实施方式中，所述贴合型材或涂料厚度范围为10～200μm。所述第一盖体、所述框体与所述第二盖体的材料包括不锈钢、铝或其他金属材料。
31.所述第一盖体、所述框体以及所述第二盖体围合而成的具有凹槽的壳体结构的截面高度范围为1.0～100mm，所述第一盖体与所述第二盖体的厚度范围为40～300μm，所述框体的厚度范围为125～500μm。
32.在一个实施方式中，所述第一盖体与所述第二盖体边缘与所述凹槽的槽壁形成熔融连接区，所述熔融连接区密封开口。
33.在一个实施方式中，所述框体由四个侧壁围合而成，其中两个侧壁为宽壁，另外两个侧壁为窄壁，两两相对设置，所述窄壁位于两个所述宽壁之间，所述第一盖体和所述第二盖体的侧部伸出所述宽壁的侧部0～0.3mm。
34.在一个实施方式中，所述框体2与所述极芯4相连的所述侧壁设有注液孔203、第一极柱201，以及与所述第一极柱极性相反的第二极柱202或者连接片204，所述注液孔内设有密封钉，所述第一极柱、所述第二极柱或所述连接片均与所述极芯相连接。
35.在一个实施方式中，所述极芯由一个或多个单极芯组成，所述极芯通过单极耳卷绕、中置极耳卷绕、多极耳卷绕或叠片中的至少一种方式制成。
36.在一个实施方式中，所述第一盖体上设置圆弧形防爆阀101。
37.具体的，请参阅图3-图15，本发明提供的具有凹槽的壳体结构以及采用该结构的电池，所述具有凹槽的壳体结构包括所述第一盖体1、所述框体2与所述第二盖体3。
38.第一步，将所述第二盖体3盖于所述框体2的开口并连接，形成容纳腔；所述框体2包含所述侧壁、所述第一极柱201、与所述第一极柱极性相反的第二极柱202或连接片204。所述框体上的侧壁设置有冲压或切割形成的凹槽210。
39.第二步，所述极芯与第一步形成的所述容纳腔连接，并置于所述容纳腔内。
40.第三步，将所述第一盖体盖于所述框体的开口凹槽210并连接，形成仅有注液孔的密闭壳体。
41.例如，请参阅图3-图7，以及图16-图24，本发明提供的具有凹槽的壳体结构以及采用该结构的电池，所述壳体包括所述第一盖体、所述框体与所述第二盖体。
42.第一步，将所述第二盖体盖于所述框体的开口并连接，形成容纳腔；所述框体包含所述侧壁、所述第一极柱、与所述第一极柱极性相反的第二极柱或连接片、注液孔。所述框体上具有在侧壁上贴合pp、pe、pi等复合材料的至少一种或焊接不锈钢、铝或其他金属材料的至少一种形成的台阶凹槽210。
43.第二步，所述极芯与第一步形成的所述容纳腔连接，并置于所述容纳腔内。
44.第三步，将所述第一盖体盖于所述框体的开口凹槽210并连接，形成仅有注液孔的密闭壳体。
45.例如，请参阅图3-图7，以及图25-图28，本发明提供的具有凹槽的壳体结构，以及
采用该结构的电池，所述壳体包括所述第一盖体、所述框体与所述第二盖体。
46.第一步，将所述第二盖体盖于所述框体的开口并连接，形成容纳腔；所述框体包含所述侧壁、所述第一极柱、与所述第一极柱极性相反的第二极柱或连接片、注液孔。所述框体上具有在侧壁喷敷氧化铝、二氧化硅、勃母石中的一种或、uv胶、pvc胶等胶液中的一种形成的台阶凹槽210。
47.第二步，所述极芯与第一步形成的所述容纳腔连接，并置于所述容纳腔内。
48.第三步，将所述第一盖体盖于所述框体的开口凹槽210并连接，形成仅有注液孔的密闭壳体。
49.本发明的具有凹槽的壳体结构及采用该壳体结构的电池，包括第一盖体、框体以及第二盖体，第一盖体与第二盖体边缘与框体开口处截面形成熔融连接区，熔融连接区密封开口。本发明的壳体结构及采用该壳体结构的电池，通过采用框体加两个盖体的设计，解决了原壳体深度无法做大的限制，使壳体适用范围更广，第二盖体可单独设计厚度，进一步提升容量，此外，框体具有凹槽设计，凹槽用于支撑第一盖体和第二盖体，降低生产难度。
50.上述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。