一种电池、电池模组及电池包的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池、电池模组及电池包。


背景技术：

2.对于电池用户而言，大圆柱电池能够节约零件数量，还能够提升电池生产效率与装配效率。圆柱电池的负极汇流盘与壳体一般都是由钢材制备而成，在电池生产过程中，需要通过焊接的方式实现壳体与负极汇流盘之间的电连接，但钢材焊接后表面会形成焊印，焊印与钢材基材存在材质的差异，其自身的化学电势不同，在电解液存在的情况下或者在潮湿的环境中，容易发生电偶腐蚀。电池在存储和运输过程中，若存在潮湿环境，形成了电偶腐蚀的先决条件，焊印必定会发生腐蚀，焊印一旦发生腐蚀，将会对电池的整体安全和使用寿命造成潜在的风险。
3.因此，亟需发明一种电池、电池模组及电池包，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的第一个目的在于提供一种电池，以将负极汇流盘与壳体的焊印与外界环境隔绝，提高电池的安全性和使用寿命。
5.本发明的第二个目的在于提供一种电池模组，以避免焊印受到腐蚀，提升电池模组的安全性和使用寿命。
6.本发明的第三个目的在于提供一种电池包，以避免焊印受到腐蚀，提升电池包的安全性和使用寿命。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种电池，包括：
9.壳体；以及
10.负极汇流盘，设置在所述壳体的内部，并且在所述壳体封口前，所述负极汇流盘在所述壳体的内部与所述壳体焊接连接。
11.作为优选方案，所述电池还包括封口件，所述壳体的封口端依次凹设有相连接的第一滚槽以及第二滚槽，所述第一滚槽朝向所述壳体的内部弯折，所述第二滚槽朝向所述壳体的外部弯折，所述第一滚槽与所述负极汇流盘焊接连接，所述封口件容置在所述第二滚槽中，以封堵所述壳体的开口并将所述第一滚槽与所述负极汇流盘的焊印封堵在所述壳体的内部。
12.作为优选方案，所述第一滚槽包括依次连接的第一滚槽边、第一折弯槽壁以及第二滚槽边，所述第二滚槽边与所述第一滚槽边相对设置；
13.所述第二滚槽包括依次连接的第三滚槽边、第二折弯槽壁以及第四滚槽边，所述第三滚槽边与所述第二滚槽边相连接，所述第三滚槽边与所述第一滚槽边相对设置，所述第四滚槽边与所述第三滚槽边相对设置，所述封口件容置在所述第三滚槽边和所述第四滚槽边之间。
14.作为优选方案，第一折弯槽壁与所述负极汇流盘焊接连接。
15.作为优选方案，所述第二滚槽边上设置有焊接台阶，所述负极汇流盘搭接焊接连接在所述焊接台阶上。
16.作为优选方案，所述焊接台阶的深度h大于等于所述负极汇流盘焊接后形成的焊印的高度。
17.作为优选方案，所述电池还包括：
18.第一密封圈，包覆在所述封口件的外周上，并且夹设在所述封口件和所述第二滚槽之间。
19.作为优选方案，所述第一密封圈朝向所述壳体的中心方向延伸有防护舌，所述防护舌位于所述封口件和所述焊接台阶之间，并且所述防护舌与所述负极汇流盘焊接后形成的焊印间隔设置。
20.作为优选方案，所述负极汇流盘与所述第一滚槽焊接形成的焊印设计为不穿透所述第一滚槽的焊接位置。
21.作为优选方案，所述封口件为防爆片。
22.作为优选方案，所述负极汇流盘包括：
23.极耳连接件；以及
24.壳体连接件，与所述极耳连接件相连接，并且与所述第一滚槽焊接连接。
25.作为优选方案，所述壳体连接件上设置有缓冲波纹。
26.作为优选方案，所述电池还包括电芯，所述电芯设置在所述壳体内部并且位于所述负极汇流盘的上方，所述极耳连接件与所述电芯电连接，所述极耳连接件的外周壁上间隔开设有多个电芯避让槽，相邻两个所述电芯避让槽之间夹设形成有极耳伸出端，并且所述极耳伸出端与所述电芯之间形成有隔离空间，并且每个所述电芯避让槽远离所述电芯的一侧均正对设置有所述壳体连接件。
27.作为优选方案，所述极耳连接件的外周壁朝远离所述电芯的方向冲压弯折以形成所述壳体连接件，以使所述壳体连接件朝向所述电芯的方向上形成所述电芯避让槽。
28.作为优选方案，所述极耳连接件朝向所述封口件的一侧形成有加强凸起，所述加强凸起朝靠近所述封口件方向的高度低于所述壳体连接件朝靠近所述封口件方向的高度。
29.一种电池模组，包括如上所述的电池。
30.一种电池包，包括至少一组如上所述的电池模组。
31.本发明的有益效果：
32.本发明提供的电池，通过在壳体封口前，将负极汇流盘在壳体的内部与壳体焊接连接，能够将负极汇流盘与壳体的焊印与电池外部的环境进行隔绝，从而避免焊印在潮湿环境中发生腐蚀，保证了电池的安全性和使用寿命。
33.本发明提供的电池模组，通过应用上述电池，避免了焊印在潮湿环境中发生腐蚀，保证了电池模组的安全性和使用寿命。
34.本发明提供的电池包，通过应用上述电池模组，避免了焊印在潮湿环境中发生腐蚀，保证了电池包的安全性和使用寿命。
附图说明
35.图1是本发明实施例一提供的电池的爆炸图；
36.图2是本发明实施例一提供的电池的剖视图一；
37.图3是本发明实施例一提供的电池的剖视图二；
38.图4是图3中c处的局部放大图；
39.图5是图2中a处的局部放大图；
40.图6是本发明实施例一提供的负极汇流盘的结构示意图一；
41.图7是本发明实施例一提供的负极汇流盘的结构示意图二；
42.图8是本发明实施例二提供的电池的剖视图；
43.图9是图8中b处的局部放大图。
44.图中：
45.1、负极汇流盘；11、极耳连接件；111、电芯避让槽；112、极耳伸出端；1121、倒角；113、加强凸起；114、避让孔；12、壳体连接件；121、缓冲波纹；
46.2、壳体；21、第一滚槽；211、第一滚槽边；212、第二滚槽边；2121、焊接台阶；213、第一折弯槽壁；22、第二滚槽；221、第三滚槽边；222、第四滚槽边；223、第二折弯槽壁；
47.3、封口件；
48.4、第一密封圈；41、防护舌；
49.5、电芯；51、环形凹槽；
50.6、端子极柱；61、极柱部；611、连接槽；62、密封翻边；621、翻边缺口；622、环形加强筋；63、极板部；64、环形避让槽；
51.7、上塑胶件；71、容置槽；711、第二穿设孔；
52.8、下塑胶件；9、第二密封圈；10、正极汇流盘；101、插接凸起。
具体实施方式
53.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
54.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
55.在本发明中，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”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一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。
56.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
57.实施例一
58.如图1和图2所示，本实施例提供了一种电池，主要指的是大圆柱电池，该电池主要包括电芯5、负极汇流盘1、正极汇流盘10、端子极柱6以及壳体2，其中，电芯5、负极汇流盘1以及正极汇流盘10均设置在壳体2的内部，正极汇流盘10设置在电芯5的上端面上并与电芯5的正极耳电连接，负极汇流盘1贴合在电芯5的下端面上并与电芯5的负极耳电连接，负极汇流盘1还与壳体2焊接实现电连接，端子极柱6设置在正极汇流盘10上并与正极汇流盘10电连接，壳体2上端面的顶盖上开设有第一穿设孔，端子极柱6能穿过第一穿设孔伸出壳体2的顶盖。
59.为了保证端子极柱6与正极汇流盘10之间连接的更加稳固，如图2所示，端子极柱6朝向正极汇流盘10的一侧上开设有连接槽611，正极汇流盘10朝向端子极柱6的一侧上设置有插接凸起101，插接凸起101插入连接槽611中，从而实现端子极柱6和正极汇流盘10之间的电连接，并且进一步提高了端子极柱6和正极汇流盘10之间连接的稳定性和可靠性。
60.为了保证端子极柱6与壳体2之间的绝缘特性，如图1～图3所示，电池还包括上塑胶件7、下塑胶件8以及第二密封圈9，其中，上塑胶件7放置在壳体2上端面的顶盖上，端子极柱6穿过壳体2顶盖的第一穿设孔和上塑胶件7后向外折弯翻边抵压在上塑胶件7上，从而使得端子极柱6牢固地将上塑胶件7和壳体2的顶盖包裹住，实现密封效果，下塑胶件8和第二密封圈9均套设在端子极柱6的外周上，下塑胶件8位于正极汇流盘10和壳体2顶盖的内壁之间，并且第二密封圈9夹设在端子极柱6、壳体2顶盖第一穿设孔的内周壁、下塑胶件8以及壳体2顶盖的内壁之间，上塑胶件7、第二密封圈9以及下塑胶件8三者相互配合完全将端子极柱6和壳体2分隔开，进一步确保了端子极柱6与壳体2之间的绝缘特性。此外，通过设置第二密封圈9，进一步提高了端子极柱6与壳体2之间的密封效果。
61.在本实施例中，第二密封圈9和下塑胶件8可以为一体成型件，不仅便于进行加工，也简化了零件的数量，更加便于组装整个电池。
62.需要说明的是，电池在生产制造过程中，端子极柱6与壳体2顶盖之间垂直方向的间距越大，两者之间的绝缘介质也就越大，能够进一步提升电池的安全性能，因此，在现有的电池中，为了增加端子极柱6与壳体2顶盖之间垂直方向上的绝缘介质，通常使得端子极柱6远远高出上塑胶件7的高度，大大降低了电池的平整度和美观度。
63.为了解决上述问题，如图3和图4所示，端子极柱6穿过壳体2顶盖的第一穿设孔和上塑胶件7后向外折弯翻边抵压在上塑胶件7上，并且端子极柱6的上顶面与上塑胶件7的上顶面相齐平，不仅使得电池的顶部更加平整美观，还增加了端子极柱6和壳体2垂直方向上的绝缘介质，提升了电池的安全性。
64.具体而言，如图4所示，上塑胶件7的上顶面上开设有容置槽71，并且容置槽71的底壁上开设有第二穿设孔711，端子极柱6能穿过第二穿设孔711向外折弯翻边并抵压在容置槽71的底壁上，以使端子极柱6的上顶面与上塑胶件7的上顶面相齐平。
65.现结合图4对端子极柱6的具体结构进行说明，如图4所示，端子极柱6包括极柱部61、极板部63以及密封翻边62，其中，极板部63与极柱部61相连接，并且极板部63位于第二密封圈9和下塑胶件8的下方，密封翻边62与极板部63相连接并与极板部63相对设置，密封
翻边62围设在极柱部61的外周上，并且密封翻边62相对极柱部61和极板部63向外折弯并抵压在容置槽71的底壁上。需要说明的是，在本实施例中，极柱部61、极板部63以及密封翻边62一体成型，简化了端子极柱6的制造工艺，进而降低了端子极柱6的制造成本。此外，需要说明的是，极柱部61朝向正极汇流盘10的一侧上开设有连接槽611。
66.优选地，如图4所示，密封翻边62外周壁上间隔开设有多个翻边缺口621，当密封翻边62相对极柱部61和极板部63向外折弯翻边时，翻边缺口621降低了密封翻边62外周壁在折弯过程中的拉伸变形力，避免密封翻边62的外周壁在折弯过程中因拉伸力过大产生裂痕，保证了密封翻边62在折弯过程中的可靠性。
67.进一步地，如图4所示，密封翻边62和极柱部61之间开设有环形避让槽64，以使密封翻边62与极柱部61间隔设置，更加有利于将密封翻边62相对极柱部61和极板部63进行向外折弯翻边操作。
68.在本实施例中，如图4所示，密封翻边62相对极柱部61和极板部63向外折弯的部位设置有环形加强筋622，进一步提高了密封翻边62折弯部位的结构强度，避免密封翻边62在折弯的过程中，折弯部发生断裂，提升了整个端子极柱6的结构强度。
69.由于负极汇流盘1与壳体2通过焊接实现电连接，负极汇流盘1与壳体2一般都是由钢材制备而成，需要通过焊接的方式实现壳体2与负极汇流盘1之间的电连接，但钢材焊接后表面会形成焊印，焊印与钢材基材存在材质的差异，其自身的化学电势不同，在电解液存在的情况下或者在潮湿的环境中，容易发生电偶腐蚀。在电池存储和运输过程中，若存在潮湿环境，形成了电偶腐蚀的先决条件，焊印必定会发生腐蚀，焊印一旦发生腐蚀，将会对电池的整体安全和使用寿命造成潜在的风险。
70.为了解决上述问题，如图5所示，本实施例提供的电池在壳体2的下端面封口前，负极汇流盘1在壳体2的内部与壳体2焊接连接，能够将负极汇流盘1与壳体2的焊印与电池外部的环境进行隔绝，从而避免焊印在潮湿环境中发生腐蚀，保证了电池的安全性和使用寿命。
71.具体而言，如图5所示，电池还包括封口件3，壳体2的封口端依次凹设有相连接的第一滚槽21以及第二滚槽22，其中，第一滚槽21朝向壳体2的内部弯折，第二滚槽22朝向壳体2的外部弯折，第一滚槽21与负极汇流盘1焊接连接，封口件3容置在第二滚槽22中，以封堵壳体2的开口并将第一滚槽21与负极汇流盘1的焊印封堵在壳体2的内部，保证将负极汇流盘1与壳体2的焊印与电池外部的环境隔绝开。通过将壳体2的封口端进行滚槽设置，并且将封口件3容置在第二滚槽22中，不仅能够实现对封口件3的稳固固定，也大大提高了壳体2封口端的密封效果。
72.在本实施例中，封口件3为防爆片，通过设置防爆片来封堵壳体2的开口，当壳体2内部的压强过大时，能够冲破防爆片，从而对壳体2内部起到泄压的作用，避免电池出现爆炸的危险。
73.优选地，如图5所示，电池还包括第一密封圈4，第一密封圈4包覆在封口件3的外周上，并且第一密封圈4夹设在封口件3和第二滚槽22之间，进一步提高了壳体2封口端的密封效果。
74.结合图5对第一滚槽21和第二滚槽22的具体结构进行说明，如图5所示，第一滚槽21包括依次连接的第一滚槽边211、第一折弯槽壁213以及第二滚槽边212，第二滚槽边212
与第一滚槽边211相对设置，第二滚槽22包括依次连接的第三滚槽边221、第二折弯槽壁223以及第四滚槽边222，第三滚槽边221与第二滚槽边212相连接，第三滚槽边221与第一滚槽边211相对设置，第四滚槽边222与第三滚槽边221相对设置，封口件3容置在第三滚槽边221和第四滚槽边222之间，从而使得封口件3能够覆盖在第三滚槽边221的下侧，实现对第一滚槽21的封堵。
75.在本实施例中，如图5所示，第二滚槽边212上设置有焊接台阶2121，负极汇流盘1搭接焊接连接在焊接台阶2121上。通过在第二滚槽边212上设置焊接台阶2121，使得负极汇流盘1在与壳体2焊接的时候就可以清晰的看到待焊接的焊缝或焊接搭接处，降低了焊接偏焊的问题，也避免了发生虚焊和焊穿的问题，提升了过程良率，保证了电池快充性能的一致性。此外，该焊接台阶2121也可作为焊接时对负极汇流盘1的按压区域，便于进行焊接操作。
76.优选地，如图5所示，焊接台阶2121的深度h大于等于负极汇流盘1焊接后形成的焊印的高度，使得焊接台阶2121的深度h可以容纳负极汇流盘1和焊接后形成的焊印高度，使得负极汇流盘1的焊接处更加平整。
77.进一步地，如图5所示，第一密封圈4朝向壳体2的中心方向延伸有防护舌41，防护舌41位于封口件3和焊接台阶2121之间，并且防护舌41与负极汇流盘1焊接后形成的焊印间隔设置，使得防护舌41能够防护在焊印的一侧，当对电池进行封口的过程中，可以降低第一密封圈4对焊接处的应力施加，保护焊接处不开裂，保证焊接的稳定性和可靠性。
78.需要说明的是，负极汇流盘1与焊接台阶2121焊接形成的焊印设计为不穿透焊接台阶2121的焊接位置，避免出现焊穿的问题，提升了过程良率。
79.现结合图6和图7对负极汇流盘1的具体结构进行说明，如图6和图7所示，负极汇流盘1包括极耳连接件11以及壳体连接件12，其中，极耳连接件11与电芯5电连接，壳体连接件12与极耳连接件11相连接，并且壳体连接件12搭接焊接连接在焊接台阶2121上。
80.优选地，如图7所示，壳体连接件12上设置有缓冲波纹121，该设置方式不仅保证了壳体连接件12的稳定性，也使得壳体连接件12具有一定的缓冲弹性。壳体连接件12与焊接台阶2121焊接后，进行电池密封过程中缓冲波纹121能够有效吸收密封时的压迫力，从而减少了壳体2对负极汇流盘1的压力，进而减轻了负极汇流盘1对电芯5的压力，提升了电池的安全性。
81.此外，需要说明的是，电池在生产制造过程中，尤其是电池进行封装时，电池封口处的第一滚槽21存在下压情况，虽然壳体连接件12具有一定的缓冲弹性，能够减少壳体2对负极汇流盘1的压力，但是壳体2仍会对负极汇流盘1造成一定的压迫感，进而使得负极汇流盘1挤压电芯5，再加上电芯5比较脆弱，负极汇流盘1容易对电芯5造成挤压损伤，从而降低了过程良率。
82.为了解决上述问题，如图6和图7所示，极耳连接件11的外周壁上间隔开设有多个电芯避让槽111，相邻两个电芯避让槽111之间夹设形成有极耳伸出端112，并且极耳伸出端112与电芯5之间形成有隔离空间，并且每个电芯避让槽111远离电芯5的一侧均正对设置有壳体连接件12。上述设置方式减少了极耳连接件11外周与电芯5的贴合面积，当对电池进行封装时，避免了第一滚槽21下压导致的极耳连接件11挤压损伤电芯5，提升了过程良率。
83.优选地，如图6所示，极耳伸出端112的边角上开设有倒角1121，进行去毛刺处理，不仅提高了整个极耳连接件11的美观度，还避免了极耳连接件11的尖锐处划伤操作人员。
84.在本实施例中，如图5所示，电芯5的外周壁上开设有环形凹槽51，以使极耳伸出端112与电芯5之间形成隔离空间，从而避免极耳连接件11挤压损伤电芯5。
85.需要说明的是，在本实施例中，电芯避让槽111开设有三个，相应地，壳体连接件12对应设置有三个，壳体连接件12和极耳伸出端112沿极耳连接件11的周向交错排布。在其他实施例中，电芯避让槽111和壳体连接件12的数量可以根据需求进行设置。
86.具体而言，极耳连接件11的外周壁朝远离电芯5的方向冲压弯折以形成壳体连接件12，以使壳体连接件12朝向电芯5的方向上形成电芯避让槽111。该设置方式便于对负极汇流盘1进行加工，使得负极汇流盘1一体成型，也提高了负极汇流盘1的结构强度。
87.优选地，如图6所示，极耳连接件11朝向封口件3的一侧形成有加强凸起113，加强凸起113朝靠近封口件3方向的高度低于壳体连接件12朝靠近封口件3方向的高度。通过设置加强凸起113，不仅提高了负极汇流盘1的结构强度，并且设计的加强凸起113可以作为负极汇流盘1进行激光焊接时焊接的边界使用。此外，加强凸起113朝靠近封口件3方向的高度低于壳体连接件12朝靠近封口件3方向的高度，该设置方式使得在安装封口件3对壳体2进行封口时，加强凸起113不会与封口件3相抵接，避免对封口件3造成抵压损伤，进而保证了封口件3爆破精度。
88.进一步地，加强凸起113呈弧状，并且加强凸起113设置有多个，多个加强凸起113围绕极耳连接件11的周向间隔排布。在本实施例中，加强凸起113设置有三个，在其他实施例中，可以根据需求进行设置，可以为两个、四个甚至更多个。
89.优选地，如图6所示，极耳连接件11的圆心处开设有避让孔114，多个加强凸起113围绕避让孔114的周向间隔排布，并且该避让孔114与电芯5中间的穿孔正对设置，便于焊接工具依次穿过避让孔114和电芯5中间的穿孔对电池顶部的端子极柱6和正极汇流盘10之间进行焊接连接。
90.本实施例还提供了一种电池模组，通过应用上述电池，避免了焊印在潮湿环境中发生腐蚀，保证了电池模组的安全性和使用寿命。
91.本实施例还提供了一种电池包，通过应用上述电池模组，避免了焊印在潮湿环境中发生腐蚀，保证了电池包的安全性和使用寿命。
92.实施例二
93.本实施例提供的电池与实施例一基本相同，本实施例提供的电池与实施例一的不同之处在于：负极汇流盘1与第一滚槽21的焊接位置不同。
94.如图8和图9所示，在本实施例中，第一折弯槽壁213与负极汇流盘1的壳体连接件12焊接连接。并且壳体连接件12与第一折弯槽壁213焊接形成的焊印设计为不穿透第一折弯槽壁213的焊接位置，增大了焊接时壳体2的厚度，提升了焊接的稳定性和可靠性。
95.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。