电池结构组件、电池及电动交通工具的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池结构组件、电池及电动交通工具。


背景技术：

2.随着电子技术的发展，锂离子电池具有的比功率高、循环寿命长、安全性能好以及无污染等优点使其得到广泛地应用。锂离子电池根据外形可分为圆柱电池、方壳电池和软包电池等，其中圆柱电池受到越来越多的关注，圆柱电池的应用也越来越广泛。
3.现有的圆柱电池一般包括壳体、盖板和电芯等，现有的圆柱电池的正极连接端子和负极连接端子分别设置于圆柱电池的相对两端，从而对电池的成组技术有一定限制，影响电池的排布和电池能量密度(由于正极连接端子和负极连接端子分别设置于圆柱电池的相对两端，在电池串并联成组时，必须先按照相应极性的需求摆放电池，不仅增加了电池摆放错误的风险，而且增加了结构零部件的数量，使布线设计较为复杂，增加了生产成本，降低了电池的能量密度)。而且，现有的圆柱电池集流盘与极柱电连接路径长，接触面积小，从而导热性能差。因此，现有的圆柱电池还需要在结构上进行改进，以解决电池成组的排布复杂性、生产成本等问题，同时改善电池的散热性能和密封性能。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种电池结构组件及电池，旨在解决或至少部分解决上述背景技术存在的不足，极柱与壳体通过铆接固定，相较于焊接的固定方式，不仅简化了固定操作，提高了生产效率，而且降低了生产成本。
5.本实用新型的一种实施例提供一种电池结构组件，包括壳体，所述电池结构组件还包括极柱，所述极柱的一端设有止挡部，所述止挡部位于所述壳体内，所述极柱贯穿所述壳体的端面并与所述壳体通过铆接固定。
6.在一种可实现的方式中，所述壳体的端面设有通孔，所述极柱包括主体部及分别位于所述主体部相对两端的第一端和第二端，所述主体部设置于所述通孔内，所述第一端和所述第二端由所述主体部分别以相反的方向向所述通孔外延伸凸出；所述止挡部设置于所述极柱的第一端，所述极柱的第二端伸出至所述壳体外，所述壳体、所述第一端和所述第二端三者铆接，所述壳体参与铆接的部分位于所述第一端和所述第二端之间。
7.在一种可实现的方式中，所述电池结构组件还包括压块，所述压块参与铆接，即所述压块、所述极柱与所述壳体三者铆接，所述压块参与铆接的部分位于所述极柱与所述壳体之间。
8.在一种可实现的方式中，所述压块设置于所述极柱的第一端和/或第二端。
9.在一种可实现的方式中，所述压块为环形结构，所述压块套设于所述极柱的第一端和/或第二端。
10.在一种可实现的方式中，所述极柱的第二端形成有凸缘，所述止挡部、所述凸缘与
所述壳体形成铆接；所述壳体参与铆接的部分位于所述止挡部和所述凸缘之间。
11.在一种可实现的方式中，所述压块设置于所述极柱上靠近所述凸缘的位置，所述压块位于所述凸缘与所述壳体之间；或者，所述压块设置于所述极柱上靠近所述止挡部的位置，所述压块位于所述止挡部与所述壳体之间。
12.在一种可实现的方式中，所述电池结构组件还包括绝缘密封圈，所述绝缘密封圈套设于所述极柱上，所述绝缘密封圈用于所述极柱与所述壳体之间的绝缘和密封。
13.在一种可实现的方式中，所述电池结构组件还包括第一集流盘，所述第一集流盘位于所述壳体内，所述第一集流盘与所述极柱电连接。
14.在一种可实现的方式中，所述第一集流盘包括盘体和电连接部，所述电连接部由所述盘体朝向所述极柱延伸凸出形成，所述电连接部与所述极柱电连接。
15.在一种可实现的方式中，所述极柱上设有中心孔，所述电连接部插入在所述中心孔内，所述电连接部与所述中心孔电连接。
16.在一种可实现的方式中，所述电连接部的侧壁与所述中心孔的内壁相接触以实现所述电连接部与所述中心孔的电连接。
17.在一种可实现的方式中，所述电池结构组件还包括密封片，所述密封片与所述极柱密封连接，所述密封片密封所述极柱上的中心孔。
18.在一种可实现的方式中，所述极柱为正极柱或负极柱。
19.本实用新型的另一种实施例还提供一种电池，包括以上所述的电池结构组件。
20.在一种可实现的方式中，所述电池还包括第一集流盘、第二集流盘、电芯和盖板，所述第一集流盘、所述第二集流盘和所述电芯均设置于所述壳体内，所述壳体的底端设有开口，所述盖板设置在所述开口处；所述第一集流盘的两侧分别与所述电芯的顶端和所述极柱电连接，所述第二集流盘的两侧分别与所述电芯的底端和所述盖板电连接。在一种可实现的方式中，所述第一集流盘的两侧分别与所述电芯的顶端和所述极柱相接触以实现电连接，所述第二集流盘的两侧分别与所述电芯的底端和所述壳体相接触以实现电连接。
21.在一种可实现的方式中，所述第一集流盘可以为正极集流盘或负极集流盘；所述第二集流盘也可以为正极集流盘或负极集流盘。当所述第一集流盘为正极集流盘时，所述第二集流盘为负极集流盘；相反当所述第一集流盘为负极集流盘时，所述第二集流盘为正极集流盘。
22.本实用新型的另一种实施例还提供一种电动交通工具，包括以上所述的电池。
23.本实用新型提供的电池结构组件，极柱与壳体通过铆接固定，相较于焊接的固定方式，不仅简化了固定操作，提高了生产效率，而且降低了生产成本。
附图说明
24.图1为本实用新型第一实施例中电池结构组件的截面示意图。
25.图2为图1中第一集流盘的立体结构示意图。
26.图3为本实用新型第二实施例中电池结构组件的截面示意图。
27.图4为本实用新型第三实施例中电池结构组件的截面示意图。
28.图5为本实用新型第四实施例中电池结构组件的截面示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
30.本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)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。
31.本实用新型的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本实用新型请求保护的范围。
32.如图1所示，本实用新型第一实施例提供的电池结构组件，包括壳体1，和极柱3，极柱3为倒t形结构，极柱3的一端设有止挡部31，止挡部31由极柱3的侧壁沿径向向外凸出形成，止挡部31位于壳体1内，极柱3贯穿壳体1的端面并与壳体1通过铆接固定。
33.具体地，本实施例中极柱3与壳体1通过铆接固定，相较于焊接固定的方法，不仅简化了操作，提高了生产效率，而且降低了生产成本。
34.如图1所示，作为一种实施方式，电池结构组件还包括压块4，压块4参与铆接，即压块4、极柱3与壳体1三者铆接，压块4设置于极柱3上，压块4参与铆接的部分位于极柱3与壳体1之间。在铆接时，极柱3和压块4相嵌合。
35.作为一种实施方式，压块4可以为铝块。当然，在其它实施例中，压块4还可以为其它材料制成。
36.如图1所示，作为一种实施方式，壳体1的端面设有通孔11，极柱3包括主体部及分别位于主体部相对两端的第一端和第二端，主体部设置于通孔11内，第一端和第二端由主体部分别以相反的方向向通孔11外延伸凸出(在本实施例中，第一端由主体部向下延伸凸出，第二端由主体部向上延伸凸出)。止挡部31设置于极柱3的第一端，极柱3的第二端伸出至壳体1外，壳体1、第一端和第二端三者铆接，壳体1参与铆接的部分位于第一端和第二端之间。
37.如图1所示，作为一种实施方式，压块4设置于极柱3的第二端(即压块4填补在极柱3的上端)。当然，在其它实施例中，压块4也可以设置于极柱3的第一端，或者同时设置于极柱3的第一端和第二端。
38.如图1所示，作为一种实施方式，压块4为环形结构，压块4套设于极柱3的第二端。当然，在其它实施例中，压块4也可以套设于极柱3的第一端，或者同时套设于极柱3的第一端和第二端。
39.如图1所示，作为一种实施方式，极柱3的第二端形成有凸缘32，凸缘32由极柱3的侧壁沿径向向外凸出形成，凸缘32位于壳体1外，止挡部31、凸缘32与壳体1形成铆接；壳体1参与铆接的部分位于止挡部31和凸缘32之间。压块4套设于极柱3上靠近凸缘32的位置，压块4位于凸缘32与壳体1之间。在铆接时，压块4与凸缘32相嵌合。当然，在其它实施例中，压块4也可以套设于极柱3上靠近止挡部31的位置，此时压块4位于止挡部31与壳体1之间。
40.具体地，止挡部31为极柱3本身自带的结构(即止挡部31在极柱3和壳体1铆接前就存在)，凸缘32为在极柱3和壳体1铆接时形成。具体地，如图1所示，在本实施例中，当极柱3和壳体1在铆接时，先将倒t形结构的极柱3从下至上插入至壳体1上的通孔11内，然后对极
柱3的上端进行机械加压(如旋铆等)压平形成凸缘32；在对极柱3进行加压压平形成凸缘32的过程中，会对极柱3形成镦粗效果(即极柱3的长度缩短，直径增大)，使得极柱3和壳体1相固定，从而实现极柱3和壳体1的铆接。其中，止挡部31和凸缘32均起到限位作用，止挡部31和凸缘32相配合将壳体1压紧，以防止极柱3从壳体1上的通孔11内脱落。同时，在极柱3和壳体1铆接时，极柱3在形成凸缘32的过程中，绝缘密封圈51被压缩，使止挡部31与壳体1之间的间隙完全被绝缘密封圈51填充，从而提高电池的密封性能。
41.如图1及图2所示，作为一种实施方式，电池结构组件还包括第一集流盘6，第一集流盘6设置于壳体1内，第一集流盘6与极柱3相接触以实现第一集流盘6与极柱3的电连接。
42.如图1及图2所示，作为一种实施方式，第一集流盘6包括盘体61和电连接部62，电连接部62由盘体61朝向极柱3延伸凸出，盘体61与电芯8的端面相接触，电连接部62与极柱3相接触以实现电连接部62与极柱3的电连接。
43.如图1及图2所示，作为一种实施方式，极柱3上设有中心孔33，电连接部62插入在中心孔33内，电连接部62与中心孔33电连接以实现电连接部62与极柱3的电连接。
44.如图1及图2所示，作为一种实施方式，电连接部62的侧壁与中心孔33的内壁相接触以实现电连接部62与中心孔33的电连接。
45.具体地，在本实施例中，电连接部62的横截面为圆形结构，电连接部62为沿着靠近极柱3的方向呈直径渐缩的中空圆台形结构。通过在第一集流盘6上设置电连接部62，从而增大第一集流盘6与极柱3的接触面积，使电芯8内部产生的热量能够快速地从极柱3导出，从而改善大倍率充放电时因电芯8发热量大导致的热失控。当然，如图3所示，在其它实施例中，第一集流盘6也可以为扁平状的圆盘形结构。
46.如图1所示，作为一种实施方式，电池结构组件还包括绝缘密封圈51，绝缘密封圈51套设于极柱3上，绝缘密封圈51用于极柱3与壳体1之间的绝缘和密封。
47.如图1所示，作为一种实施方式，绝缘密封圈51设置于通孔11内，绝缘密封圈51位于极柱3的外侧壁与通孔11的内壁之间。
48.具体地，在本实施例中，绝缘密封圈51为倒t形结构(当然，在其它实施例中，绝缘密封圈51也可以为o形等结构)，绝缘密封圈51的一部分位于通孔11内(即位于极柱3的外侧壁与通孔11的内壁之间)，另一部分夹设于止挡部31与壳体1的端面之间，从而使得绝缘密封圈51能够对极柱3与壳体1之间的密封起到良好的密封效果，同时能够隔绝极柱3和壳体1，以防止极柱3和壳体1导电。同时，在极柱3和壳体1铆接时，在对极柱3进行加压使极柱3镦粗的过程中，止挡部31会对绝缘密封圈51形成挤压作用，使得止挡部31与壳体1之间的绝缘密封圈51被压紧，从而进一步提高密封效果。
49.如图1所示，作为一种实施方式，电池结构组件还包括绝缘环52，绝缘环52设置于压块4与壳体1的端面之间，绝缘环52用于隔绝压块4和壳体1，以防止压块4和壳体1导电，同时绝缘环52还可以起到一定的密封作用。
50.具体地，在本实施例中，绝缘密封圈51为中心开口的小圆环结构，绝缘环52为中心开口的大圆环结构。
51.如图1所示，作为一种实施方式，电池结构组件还包括绝缘垫片53，绝缘垫片53设置于止挡部31与壳体1的端面之间。
52.具体地，在本实施例中，绝缘垫片53的一部分位于止挡部31与壳体1的端面之间，
另一部分位于第一集流盘6与壳体1的端面之间，从而防止极柱3和壳体1导电，以及防止第一集流盘6与壳体1导电。
53.如图1所示，作为一种实施方式，电池结构组件还包括密封片9(密封片9可以为防爆片)，密封片9与极柱3的顶面密封连接，密封片9密封极柱3上的中心孔33。
54.如图3所示，本实用新型第二实施例提供的电池结构组件与第一实施例大致相同，不同点在于极柱3和第一集流盘6的结构不同。具体地，在本实施例中，第一集流盘6为扁平状的圆盘形结构，极柱3为实心块(即极柱3上未设置中心孔33)，第一集流盘6与极柱3的底面相接触。
55.如图4所示，本实用新型第三实施例提供的电池结构组件与第一实施例大致相同，不同点在于极柱3上未设置压块4。
56.如图5所示，本实用新型第四实施例提供的电池结构组件与第一实施例大致相同，不同点在于极柱3和第一集流盘6的结构不同，且极柱3上未设置压块4。具体地，在本实施例中，第一集流盘6为扁平状的圆盘形结构，极柱3为实心块(即极柱3上未设置中心孔33)，第一集流盘6与极柱3的底面相接触。
57.如图1所示，本实用新型第一实施例还提供一种电池，尤其适用于圆柱电池，该电池包括以上所述的电池结构组件。
58.如图1所示，作为一种实施方式，电池还包括电芯8和第一集流盘6，电芯8和第一集流盘6均设置于壳体1内，第一集流盘6位于电芯8的顶端与极柱3之间，第一集流盘6的两侧分别与电芯8的顶端和极柱3电连接。
59.如图1所示，作为一种实施方式，第一集流盘6的两侧分别与电芯8的顶端和极柱3相接触以实现电连接。
60.如图1及图2所示，作为一种实施方式，第一集流盘6包括盘体61和电连接部62，电连接部62由盘体61朝向极柱3延伸凸出，盘体61与电芯8的端面相接触；极柱3上设有中心孔33，电连接部62插入在中心孔33内，电连接部62的侧壁与中心孔33的内壁相接触。
61.如图1所示，作为一种实施方式，电池还包括盖板2和第二集流盘7，壳体1为圆柱形槽体结构，壳体1的底端设有开口12，盖板2固定在开口12处，且盖板2与壳体1电性连接。第二集流盘7设置于壳体1内，第二集流盘7位于电芯8的底端与盖板2之间，第二集流盘7的两侧分别与电芯8的底端和盖板2电连接。
62.如图1所示，作为一种实施方式，第二集流盘7的两侧分别与电芯8的底端和盖板2相接触以实现电连接。
63.如图1所示，作为一种实施方式，电芯8的两端分别设有正极耳81和负极耳82，极柱3为正极柱，第一集流盘6为正极集流盘，第二集流盘7为负极集流盘，第一集流盘6的两侧分别与电芯8的正极耳81和极柱3相接触，第二集流盘7的两侧分别与电芯8的负极耳82和盖板2相接触。当然，在其它实施例中，也可以是：极柱3为负极柱，第一集流盘6为负极集流盘，第二集流盘7为正极集流盘，第一集流盘6的两侧分别与电芯8的负极耳82和极柱3相接触，第二集流盘7的两侧分别与电芯8的正极耳81和盖板2相接触。
64.具体地，当极柱3为正极柱时，壳体1可以为钢壳(当然也可以为其它材料)，此时极柱3作为电池的正极电连接端子，壳体1及盖板2作为电池的负极电连接端子；当极柱3为负极柱时，壳体1可以为铝壳，此时极柱3作为电池的负极电连接端子，壳体1及盖板2作为电池
的正极电连接端子。本实施例通过将极柱3和壳体1的端面分别作为正极电连接端子和负极电连接端子(或将极柱3作为负极电连接端子，壳体1的端面作为正极电连接端子)，从而将电池的正负极引出至电池的同一侧(例如，本实施例将电池的正负极均引出至电池的顶端)，相较于将正极电连接端子和负极电连接端子分别设置于电池的相对两端的设计，有利于电池的成组，能够方便电芯8的排布，减少电池成组时结构零部件的数量，简化bms的布线设计，降低成本，同时使电池的排列更加紧凑，提高电池的能量密度。
65.如图1所示，作为一种实施方式，电芯8的正极耳81和负极耳82均采用全极耳的设计，第一集流盘6与正极耳81以及第二集流盘7与负极耳82可以通过焊接固定。
66.作为一种实施方式，壳体1内还设有电解质溶液，以使电池能够通过电芯8的正极片和负极片以及电解质溶液的电化学反应进行充放电。电解质溶液可以由诸如ec、pc、dec、emc和emc的有机溶剂以及诸如lipf6或libf4的锂盐形成，电解质溶液可以呈液态、固态或凝胶态等。
67.本实用新型实施例提供的电池结构组件及电池的优点在于：
68.1、通过极柱3与壳体1铆接，不仅简化了操作，提高了生产效率，而且降低了生产成本；
69.2、通过将极柱3和壳体1的端面分别作为正极电连接端子和负极电连接端子(或将极柱3作为负极电连接端子，壳体1的端面作为正极电连接端子)，从而将电池的正负极引出至电池的同一侧，有利于电池的成组，能够方便电芯8的排布，减少电池成组时结构零部件的数量，简化bms的布线设计，降低成本，同时使电池的排列更加紧凑，提高电池的能量密度；
70.3、通过在第一集流盘6上设置电连接部62，从而增大第一集流盘6与极柱3的接触面积，使电芯8内部产生的热量能够快速地从极柱3导出，从而改善大倍率充放电时因电芯8发热量大导致的热失控；
71.4、绝缘密封圈51的密封性能好(在极柱3和壳体1铆接时，极柱3在被镦粗时会对绝缘密封圈51形成挤压作用，使得绝缘密封圈51被压紧，从而提高绝缘密封圈51的密封效果)，长久耐用，能够防止电池在长期使用中出现漏液的问题，增加电池的使用寿命；
72.5、通过设置压块4，可以防止极柱3在镦粗过程中，绝缘环52被压裂或压破，从而影响电池的密封性。在镦粗过程中，由于形成的凸缘32底部与绝缘环52之间的接触面积小，容易压破或压裂绝缘环52。而增加压块4后，由于压块4的表面积大于凸缘23的表面积，使其与绝缘环52的接触面积增大；此外，由于压块4具有一定的弹性，压块4能够进一步缓冲镦粗过程中对绝缘环52的压力。因此，通过设置压块4，增加了与绝缘环52的接触面积，且起到了缓冲的作用，大大减小了镦粗过程中绝缘环52受到的压力，从而提高电池的密封性能。
73.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。