一种圆柱电池、电池组及用电装置的制作方法

1.本实用新型属于电池的技术领域，具体涉及一种圆柱电池、电池组及用电装置。


背景技术：

2.锂离子电池具有体积小、容量大、使用寿命长、自放电率低、无记忆效应、绿色环保等的优点，可以使用在手机、平板型终端、笔记本型个人计算机、数码相机等的电子设备中，并且，电动工具和电动汽车等所使用的锂离子电池一般称之为动力电池。为了降低动力电池的生产成本，提高动力电池的倍率性能，市面上还推出了全极耳电池。
3.然而，在全极耳电池的制作过程中，一方面，极耳揉平后会严重阻碍电解液浸润裸电芯的内部，且在极耳揉平工艺中容易损伤裸电芯边缘的极片，从而导致活性物质脱落使电芯内部容易产生短路的风险。另一方面，极耳揉平后与集流盘采用激光焊接，接触面不平整容易导致爆点，产生金属焊渣，也会有导致电芯内部短路的风险。所以，目前的现有技术难于克服上述缺陷。有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供了一种圆柱电池，其装配灵活性强，能够省去极耳揉平工艺，使得电池内部组件在装配的过程中不会出现极耳揉平所导致的活性物质掉进电池内部而造成短路的情况。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种圆柱电池，包括：
7.壳体；
8.电芯，容置于所述壳体；
9.盖帽，设置于所述壳体的端部；
10.还包括集流件，所述集流件包括本体部和至少一个翻折部；
11.所述电芯的端部设置有至少一个极耳单元，所述极耳单元连接于所述翻折部；
12.所述翻折部翻转连接于所述本体部，所述本体部连接于所述盖帽。
13.其中，所述极耳单元可以为单个极耳，也可以为多个极耳堆叠而成的极耳组，所述本体部和所述翻折部可以为一体成型的结构，所述翻折部既能够沿自身翻折，也能够以所述本体部为支点实现180
°
以上的周向转动，所述翻折部能够带动所述极耳单元进行翻转折叠。
14.作为本实用新型的所述圆柱电池的一种改进，所述翻折部沿所述本体部的宽度方向的中心线弯折，所述极耳单元沿所述翻折部的表面弯折。
15.作为本实用新型的所述圆柱电池的一种改进，所述集流件具有多个所述翻折部，多个所述翻折部沿所述本体部的宽度方向的中心线的两侧对称或非对称设置，多个所述翻折部互不重叠，从而隔开了各个所述翻折部避免了各个所述翻折部之间相接触。
16.作为本实用新型的所述圆柱电池的一种改进，所述翻折部朝向所述极耳单元的一
侧为弧形结构，具体可以为抛物柱面形结构，以便于所述翻折部能够适应带有弯曲弧度的极耳单元，保障所述翻折部和所述极耳单元的接触面最大以及增强了两者的连接稳定性。
17.作为本实用新型的所述圆柱电池的一种改进，所述翻折部沿其自身与所述本体部的连接处翻转折叠，所述翻折部与所述本体部的连接处具有翻折痕；或所述翻折部通过衔接部连接于所述本体部，所述翻折部沿其自身与所述衔接部的连接处翻转折叠，所述翻折部与所述衔接部的连接处具有翻折痕。
18.作为本实用新型的所述圆柱电池的一种改进，所述盖帽设置有注液孔，所述注液孔、所述本体部和所述翻折部分别在所述盖帽上的正向投影互不重叠，从而保障了不会出现所述集流件阻碍注液的情况。
19.作为本实用新型的所述圆柱电池的一种改进，所述翻折部设置有阻挡部，所述阻挡部位于所述极耳单元远离所述电芯的一端与所述电芯之间，所述阻挡部用于阻挡所述极耳单元远离所述电芯的一端直接接触所述电芯而避免造成短路的现象。
20.作为本实用新型的所述圆柱电池的一种改进，所述本体部和/或所述翻折部设置有熔断部，所述熔断部可以通过在所述本体部或所述翻折部的表面减薄、挖孔、挖槽等的方式形成。
21.作为本实用新型的所述圆柱电池的一种改进，所述本体部包括相连接的第一本体部和第二本体部，所述第一本体部通过所述熔断部连接于所述第二本体部，所述第二本体部能够朝所述第一本体部弯折或折叠，所述翻折部翻转连接于所述第一本体部，所述第二本体部连接于所述盖帽，所述第二本体部可以通过电阻焊、摩擦焊、高频焊、氩弧焊、等离子焊、二氧化碳焊、闪光焊、电弧焊、电子束焊、埋弧焊、超声焊或激光焊的方式与所述盖帽连接。
22.作为本实用新型的所述圆柱电池的一种改进，所述第一本体部可以设置为t形结构。
23.作为本实用新型的所述圆柱电池的一种改进，所述本体部和所述翻折部的连接处设置有加强部，所述加强部用于提高所述本体部和所述翻折部的连接处的刚性和强度，所述连接处为弧形过渡，弧形过渡能够避免所述连接处出现应力折断的现象。
24.作为本实用新型的所述圆柱电池的一种改进，所述极耳单元超声焊接于所述翻折部，所述极耳单元的数量与所述翻折部的数量相等。
25.作为本实用新型的所述圆柱电池的一种改进，所述本体部具有至少一个弯折部，所述本体部可以呈“c”形、“j”形或“z”形。
26.本实用新型的目的之二在于：提供一种电池组，所述电池组包括如上所述圆柱电池，多个所述圆柱电池并联和/或串联连接。
27.本实用新型的目的之三在于：提供一种用电装置，所述用电装置包括如上所述圆柱电池。
28.本实用新型的有益效果在于：本实用新型包括壳体、电芯、盖帽和集流件，电芯容置于壳体内，盖帽设置于壳体的端部，集流件包括本体部和至少一个翻折部，电芯的端部设置有至少一个极耳单元，极耳单元连接于翻折部，翻折部翻转连接于本体部，本体部连接于盖帽，其中，翻折部转动灵活，使得电芯的极耳单元可跟随集流件的翻折部进行翻转折叠，从而省去了极耳揉平的工艺，避免了极耳揉平导致极片的活性物质脱落到电芯内部进而造
成短路的风险，相比于现有的需要揉平极耳的电池来说，本实用新型的电池结构既能够使电池内部组件的装配过程不会出现杂质污染，也更有利于电解液充分地浸润电芯的内部，并且，盖帽和壳体能够良好地密封电芯和集流件，还有效地提高了电池的品质和安全性能。
附图说明
29.下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
30.图1为本实用新型实施方式一的电芯、集流件和盖帽的装配示意图。
31.图2为本实用新型实施方式一的电芯和集流件的装配示意图之一。
32.图3为本实用新型实施方式一的电芯和集流件的装配示意图之二。
33.图4为本实用新型实施方式一的立体结构图。
34.图5为本实用新型实施方式一的集流件的立体结构图之一。
35.图6为本实用新型实施方式一的集流件的立体结构图之二。
36.图7为本实用新型实施方式二的集流件的立体结构图。
37.图8为本实用新型实施方式二的电芯、集流件和盖帽的结构示意图。
38.图9为本实用新型实施方式三的集流件的立体结构图。
39.图10为本实用新型实施方式四的集流件的立体结构图。
40.图11为本实用新型实施方式四的集流件的另一视角的立体结构图。
41.图12为本实用新型实施方式四的集流件的背面的结构示意图。
42.图13为本实用新型实施方式四的电芯、集流件和盖帽的装配示意图。
43.图14为图13中的a部分的放大图。
44.图15为本实用新型实施方式五的集流件的立体结构图。
45.其中，附图标记说明如下：
46.1-壳体；
47.2-电芯；20-极耳单元；
48.3-盖帽；30-注液孔；
49.4-集流件；41-本体部；411-第一本体部；412-第二本体部；42-翻折部；43-加强部；44-阻挡部；45-熔断部；
50.t1-本体部的宽度方向；t2-本体部的长度方向。
具体实施方式
51.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系，其不能理解为指示或暗示相对重要性。
52.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本
实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
53.在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
54.目前，圆柱型电池的极耳揉平工艺操作复杂，且容易损伤裸电芯边缘的极片，其中，极耳揉平工艺容易导致极片的活性物质脱落到电芯内部，使得所脱落的具有导电能力的颗粒状物质刮损击穿隔膜或掉落在正负极片之间，进而使得电芯内部的正负极片直接接触致使电芯内部产生短路的风险。
55.并且，在现有的圆柱电池的组装工艺中，极耳揉平面与集流盘的焊接通常采用激光焊接，激光焊接的接触面往往不平整而容易导致爆点，产生金属焊渣，也有致使电芯内部产生短路的风险。
56.同时，极耳揉平后会严重阻碍电解液浸润裸电芯的内部，从而对电池的品质和安全性能造成损害。
57.因此，本实用新型通过优化电池结构，有效地省去了极耳揉平的工艺。
58.以下结合附图1～15和多个实施方式对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
59.实施方式一
60.一种圆柱电池，如图1～4所示，包括：
61.壳体1，其用于作为圆柱电池的外壳，壳体1为圆柱形；
62.电芯2，其容置于壳体1，壳体1用于为电芯2提供容置的空间，电芯2的端部设置有至少一个极耳单元20，极耳单元20可以在电芯2的极片上通过模切的方式形成；
63.盖帽3，设置于壳体1的端部，盖帽3用于密封壳体1的端部，盖帽3的形状与壳体1的端部的形状对应匹配；
64.集流件4，集流件4包括本体部41和至少一个翻折部42，其中，极耳单元20连接于翻折部42，翻折部42翻转连接于本体部41，本体部41连接于盖帽3。
65.相比于现有的极耳揉平工艺，本实用新型的集流件4的翻折部42既能够沿自身翻折，也能够以本体部41为支点实现180
°
以上的周向转动，使得翻折部42能够带动极耳单元20进行翻转折叠，从而避免了极耳揉平损伤裸电芯边缘的极片的情况。同时，本体部41和翻折部42的连接强度高，本体部41和翻折部42均具有良好的集流导电能力，从而有效地提高了电池的安全性能和集流能力。
66.其中，参见图3，极耳单元20贴合于翻折部42，翻折部42沿本体部41的宽度方向t1的中心线弯折，极耳单元20沿翻折部42的表面弯折，极耳单元20能够沿本体部41的宽度方向t1的中心线回折形成回折段，从而使得极耳单元20的侧部可以折叠包围翻折部42，同时，这样的结构能有效地减小了极耳单元20的占用空间，并提高了壳体1的空间利用率。
67.优选地，翻折部42朝向极耳单元20的一侧为弧形结构，具体可以为抛物柱面形结构，以便于翻折部42能够适应带有弯曲弧度的极耳单元20，保障翻折部42和极耳单元20的
接触面最大以及增强了两者的连接稳定性。
68.其中，在本实施例的圆柱电池中，壳体1可以采用金属材料，壳体1可以通过电阻焊、摩擦焊、高频焊、氩弧焊、等离子焊、二氧化碳焊、闪光焊、电弧焊、电子束焊、埋弧焊、超声焊或激光焊的方式与盖帽3连接，电芯2包括正极片、隔膜和负极片，集流件4可以设置于电芯2和盖帽3之间，具体地，电芯2可以为正极片、隔膜和负极片依次卷绕而成的卷芯，电芯2设置有两个互不接触的极耳单元20，盖帽3和壳体1通过绝缘垫圈绝缘密封，电芯2的两个极耳单元20均为同一极性的极耳，并且，极耳单元20通过集流件4连接于盖帽3，电芯2中的与极耳单元20极性相反的极片连接于壳体1。
69.优选地，极耳单元20超声焊接于翻折部42，极耳单元20的数量与翻折部42的数量相等，由于翻折部42自身可以周向翻转，因此，超声焊接的焊接头和焊接座可以根据翻折部42和极耳单元20的位置灵活设置。
70.在圆柱电池装配的过程中，极耳单元20和翻折部42可以先朝电芯2的外侧翻转，使得超声焊接极耳单元20和翻折部42的焊接头避开电芯2的中央，防止焊接头的杂质进入电芯2的中央，待焊接完成后，再使翻折部42带动极耳单元20向电芯2的中央翻转从而压平极耳单元20的侧部，其中，超声焊接的过程中不会产生焊渣，有效地避免了激光焊接可能导致爆点的情况。
71.在本实施例的圆柱电池中，翻折部42沿其自身与本体部41的连接处翻转折叠，翻折部42与本体部41的连接处具有翻折痕。参见图5和图6，集流件4具有多个翻折部42，多个翻折部42沿本体部41的宽度方向t1的中心线的两侧对称设置，多个翻折部42互不重叠，使得各个翻折部42之间预留一定的间距。
72.由于本实施例的两个翻折部42对称设置，使得电芯2的两个极耳单元20对称分布于电芯2的端部中央的两侧。其中，翻折部42可以设置为l形的结构，本体部41具有至少一个弯折部，本体部41可以设置为“c”形、“j”形或“z”形的结构，并且，本体部41与极耳单元20之间具有一定的间距，从而防止了本体部41与两个极耳单元20出现短接的情况。
73.此外，在本实施例的圆柱电池中，参见图4，盖帽3设置有注液孔30，优选地，注液孔30、本体部41和翻折部42分别在盖帽3上的正向投影互不重叠，即注液孔30和翻折部42在盖帽3上的正向投影不重叠，本体部41和翻折部42在盖帽3上的正向投影不重叠，从而保障了不会出现集流件4阻碍电解液从注液孔30注入电芯2的情况。
74.实施方式二
75.与实施方式一不同的是，如图7～8所示，本体部41设置有熔断部45，其中，本体部41包括相连接的第一本体部411和第二本体部412，熔断部45设置于第一本体部411和第二本体部412的交接处。一方面，熔断部45可以是对第一本体部411和第二本体部412进行减薄削薄或挖空处理而得到的熔断缺口，熔断部45能够保障在电池出现短路时提高熔断的效率，另一方面，熔断部45也能够进一步提高第二本体部412朝向第一本体部411翻折的效率。
76.优选地，第一本体部411的长度小于或等于第二本体部412的长度，并且，翻折部42翻转连接于第一本体部411，第二本体部412连接于盖帽3，第一本体部411和第二本体部412可以为一体成型的结构。
77.本实施方式的其他结构均与实施方式一相同，这里不再赘述。
78.实施方式三
79.与实施方式一或实施方式二不同的是，如图9所示，本体部41和翻折部42的连接处设置有加强部43，加强部43可以为方形、柱形、梯形或条形结构，加强部43用于提高本体部41和翻折部42的连接处的刚性和强度，连接处可以设置为弧形过渡。
80.本实施方式的其他结构均与实施方式一或实施方式二相同，这里不再赘述。
81.实施方式四
82.与实施方式一至三不同的是，如图10～14所示，本实施方式的多个翻折部42沿本体部41的宽度方向t1的两侧非对称设置，电芯2的每个极耳单元20的位置与各个翻折部42的位置一一对应，并且，不同的翻折部42可以左右错开设置，多个翻折部42互不重叠，各个翻折部42之间可以预留一定的间距，通过使多个翻折部42的错开设置，能更便于超声焊接的焊接头和焊接座可以根据极耳单元20和翻折部42的位置进行灵活设置。
83.此外，本实施方式的翻折部42和第一本体部411可以形成“匚”的形状，第一本体部411可以呈t型，第一本体部411可以自第二本体部412沿各个翻折部42的侧部延伸，从而提高了集流件4的结构强度。同时，第一本体部411靠近电芯2的一侧可以设置绝缘结构。
84.优选地，翻折部42设置有熔断部45，熔断部45可以通过在翻折部42的表面减薄、挖孔或挖槽形成，以提高电池的安全性能。
85.本实施方式的其他结构均与实施方式一至三相同，这里不再赘述。
86.实施方式五
87.与实施方式一至四不同的是，如图15所示，在集流件4中，翻折部42设置有阻挡部44，各个翻折部42的阻挡部44互不重叠，并且，阻挡部44位于极耳单元20远离电芯2的一端与电芯2之间并朝向本体部41延伸，从而使得阻挡部44能够有效阻挡极耳单元20远离电芯2的一端直接接触电芯2而避免造成短路的现象。
88.本实施方式的其他结构均与实施方式一至四相同，这里不再赘述。
89.实施方式六
90.与实施方式一至五不同的是，本实施方式具有两个互不接触的极耳单元20，两个极耳单元20的其中一个极耳单元20可以为多个正极耳在正极片的卷绕后堆叠而成的正极耳组，另一个极耳单元20可以为多个负极耳在负极片的卷绕后堆叠而成的负极耳组，同时，翻折部42的数量可以为两个，两个翻折部42具有一定的间距，其中一个翻折部42连接于正极耳组，另一个翻折部42连接于负极耳组，而在集流件4的本体部41中，本体部41具有依次设置的第一导电区、绝缘区和第二导电区，第一导电区与其中一个翻折部42翻转连接，第二导电区与另一个翻折部42翻转连接，本体部41的绝缘区能够隔开第一导电区和第二导电区避免造成正负极短接，盖帽3具有避免第一导电区和第二导电区短接的绝缘件。
91.本实施方式的其他结构均与实施方式一至五相同，这里不再赘述。
92.实施方式七
93.与实施方式一至五不同的是，本实施方式的壳体1的相对两端均设置有盖帽3，电芯2的不同极性的极耳单元20分别从电芯2的相对两侧伸出，两个集流件4分别设置于电芯2的相对两侧，壳体1和盖帽3绝缘连接，从而使正极的极耳单元20通过其中一个集流件4连接于壳体1的其中一端的盖帽3，负极的极耳单元20通过另一个集流件4连接于壳体1的另一端的盖帽3。
94.本实施方式的其他结构均与实施方式一至五相同，这里不再赘述。
95.实施方式八
96.一种电池组，包括实施方式一至七的任一种圆柱电池，多个圆柱电池并联和/或串联连接。
97.实施方式九
98.一种用电装置，包括实施方式一至七的任一种圆柱电池，其中，这种用电装置可以是车辆、手机、便携式装置、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。其中，车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。
99.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。