圆柱电池和用电装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，更具体地，涉及一种圆柱电池和用电装置。


背景技术：

2.对于直径比较大的圆柱电池，圆柱电池的过流能力差，并且发热量高，影响了圆柱电池的电化学性能。
3.在一些相关技术中，通过在极片上增加极耳的方式以增加电流的过流能力，降低圆柱电池的发热量，例如采用全极耳或多极耳的方式。但是，在相关技术中多极耳圆柱电池的制造过程中，多极耳的焊接操作较为复杂，导致不良率高，严重影响了圆柱电池的成品质量。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种圆柱电池，所述圆柱电池的极耳与盖板的连接工艺简单，并且连接效果牢固，能有效降低不良率。
5.本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述圆柱电池的用电装置。
6.根据本实用新型实施例的圆柱电池，包括：电芯卷绕体，所述电芯卷绕体包括卷绕布置的第一极片、第二极片和隔膜，所述第一极片和所述第二极片的极性相反并通过所述隔膜隔开，所述第一极片上设有多个极耳，多个所述极耳位于所述电芯卷绕体轴线的同一侧且沿所述电芯卷绕体的径向排布，多个所述极耳包括最靠近所述电芯卷绕体轴线的第一极耳和至少一个位于所述第一极耳径向外侧的第二极耳；盖板，所述第一极耳与所述盖板相连，所述第二极耳与所述第一极耳相连。
7.根据本实用新型实施例的圆柱电池，通过第一极耳与盖板相连，第二极耳与第一极耳相连，一方面，能使圆柱电池的极耳与盖板的连接工艺更加简单，有利于提高连接效率；另一方面，有利于避免出现虚焊，使极耳与盖板连接效果牢固，进而有利于提高圆柱电池的过流能力，实现快速导电，有利于减小发热量，同时减小圆柱电池的成品不良率。
8.另外，根据本实用新型上述实施例的圆柱电池还可以具有如下附加的技术特征：
9.根据本实用新型的一些实施例，所述第二极耳为多个，多个所述第二极耳位于所述第一极耳的远离所述电芯卷绕体轴线的一侧，且沿所述电芯卷绕体的径向排布，其中任意相邻两个所述第二极耳相连。
10.根据本实用新型的一些实施例，多个所述极耳均为长方形片状结构，所述极耳具有与所述电芯卷绕体相连的第一端和与所述第一端相对的第二端，任意相邻两个所述极耳中，在所述极耳的长度方向上，靠近所述电芯卷绕体轴线的所述极耳的第二端超出远离所述电芯卷绕体轴线的所述极耳的所述第二端。
11.根据本实用新型的一些实施例，沿远离电芯卷绕体轴线方向，多个所述极耳的长度依次递减，多个所述极耳的长度为5～30mm。
12.根据本实用新型的一些实施例，沿远离电芯卷绕体轴线方向，多个所述极耳的宽度依次递减。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述第一极耳与所述盖板焊接，所述第二极耳与所述第一极耳焊接，所述第一极耳与所述盖板的焊点为4～16个。
14.根据本实用新型的一些实施例，多个所述极耳和所述盖板一次焊接相连；或者，所述第一极耳和所述盖板、任意相邻两个所述极耳之间单独焊接相连。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述第一极片包括集流体和涂布于所述集流体表面的涂层，所述涂层具有清洗区，在所述第一极片厚度方向上，所述清洗区贯穿所述涂层并暴露出所述集流体，所述极耳至少部分设置于所述清洗区并与所述集流体电连接。根据本实用新型实施例的用电装置包括根据本实用新型实施例的圆柱电池，所述圆柱电池用于为所述用电装置提供电能。
16.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
17.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1是根据本实用新型实施例的圆柱电池的结构示意图；
19.图2是根据本实用新型实施例的圆柱电池的极耳与盖板焊接的剖视图。
20.附图标记：
21.圆柱电池100；
22.电芯卷绕体10；极耳11；第一极耳12；第二极耳13；盖板21；壳体22。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
25.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征，“多个”的含义是两个或两个以上，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，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。
26.下面参考附图描述根据本实用新型实施例的圆柱电池100。
27.参照图1-图2所示，根据本实用新型实施例的圆柱电池100可以包括：电芯卷绕体10和盖板21。
28.具体而言，电芯卷绕体10可以包括卷绕设置的第一极片、隔膜和第二极片。其中，第一极片和第二极片的极性相反，例如第一极片可以为正极极片，第二极片为负极极片。也可以是第一极片为负极极片，第二极片为正极极片。隔膜设置于第一极片和第二极片之间，用于防止第一极片与第二极片直接接触而造成短路。第一极片上可以设有多个极耳11，电芯卷绕体10可以由圆柱电池100的极片卷绕而成。通过设置多个极耳11有利于降低圆柱电池100的内阻，增加圆柱电池100的过流能力，有利于实现圆柱电池100的大倍率放电，缓解相关技术中单个极耳情况下圆柱电池的剧烈反应。
29.为了使极耳11与盖板21的连接操作更加便捷，多个极耳11可以位于电芯卷绕体10轴线的同一侧，并且，多个极耳11沿电芯卷绕体10的径向排布。这里，径向指的是垂直于电芯卷绕体10的卷绕轴线的方向。换言之，多个极耳11在电芯卷绕体10轴线的同一侧沿同一条直线排布。
30.多个极耳11可以包括第一极耳12和至少一个第二极耳13，其中，第一极耳12最靠近电芯卷绕体10轴线，第二极耳13位于第一极耳12径向外侧，即第二极耳13相较于第一极耳12远离电芯卷绕体10轴线。第二极耳13的数量可以根据实际需求灵活设置，第二极耳13可以为一个，也可以为多个。
31.在一些相关技术中的圆柱电池的制造过程中，多极耳的焊接操作较为复杂，不良率高，严重影响了圆柱电池的成品质量。
32.而在本技术中，如图2所示，通过第一极耳12与盖板21相连，第二极耳13与第一极耳12相连，由此可以实现圆柱电池100的多个极耳11与盖板21连接的效果，连接操作简单，并且连接效果可靠，有利于降低圆柱电池100的内阻，进而实现大倍率放电。
33.具体地，如图2所示，通过第一极耳12直接与盖板21相连，而第二极耳13与盖板21间接相连，一方面，有利于增大第一极耳12与盖板21的接触面积，进而有利于提高极耳11的过流能力，实现快速导电；另一方面，由于第一极耳12靠近电芯卷绕体10的轴线，有利于使第一极耳12与盖板21的连接操作更加便捷，有利于提高第一极耳12与盖板21的连接效率。
34.并且，第二极耳13与第一极耳12相连，通过第二极耳13与盖板21直接或间接连接，有利于实现圆柱电池100的高倍率放电。需要说明的是，在第二极耳13的数量为多个的一些实施例中，第二极耳13可以与第一极耳12直接相连，也可以与第一极耳12间接相连。例如，多个第二极耳13可以直接与第一极耳12相连，第一极耳12与盖板21相连。
35.再例如，多个第二极耳13依次相连，即任意相邻两个第二极耳13相连，通过最靠近第一极耳12的第二极耳13与第一极耳12相连，第一极耳12与盖板21相连。换言之，多个极耳11依次相连，且最靠近电芯卷绕体10轴线的极耳11与盖板21相连。由此有利于使多个极耳11的连接效果更加稳固且可靠，避免受制于第一极耳12上与第二极耳13连接区域的大小，同时第二极耳13依次相连的操作也更为方便，有利于避免出现虚焊。
36.根据本实用新型实施例的圆柱电池100，通过第一极耳12与盖板21相连，第二极耳13与第一极耳12相连，一方面，能使圆柱电池100的极耳11与盖板21的连接工艺更加简单，有利于提高连接效率；另一方面，有利于避免出现虚焊，使极耳11与盖板21连接效果牢固，
进而有利于提高圆柱电池100的过流能力，实现快速导电，有利于减小发热量，同时减小圆柱电池100的成品不良率。
37.需要说明的是，上述极耳11可以是正极极耳11，也可以是负极极耳11，这些都在本实用新型的保护范围之内。
38.在一些实施例中，如图2所示，第二极耳13可以为多个，通过设置多个第二极耳13有利于提高圆柱电池100的过流能力。多个第二极耳13可以位于第一极耳12的远离电芯卷绕体10轴线的一侧，并且多个第二极耳13沿电芯卷绕体10的径向排布，以使第一极耳12与多个第二极耳13呈共线排布。其中，任意相邻两个第二极耳13相连。
39.具体地，在圆柱电池100的制造过程中，任意相邻两个第二极耳13相连，并将最靠近第一极耳12的第二极耳13与第一极耳12相连，第一极耳12与盖板21相连，通过该种方式可以使多个极耳11之间的连接更加可靠，能避免出现虚焊，有利于确保连接的稳定性，进而有利于确保圆柱电池100工作的可靠性。并且可以使极耳11之间的连接操作更加便捷。
40.在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，极耳11可以具有与电芯卷绕体10相连的第一端和与第一端相对的第二端，例如多个极耳11均为长方形片状结构，长方形片状结构长度方向的两端分别为第一端和第二端，其中第一端与电芯卷绕体10相连，第二端可以用于与相邻极耳11连接或与相邻盖板21连接。
41.任意相邻两个极耳11中，在极耳11的长度方向上，靠近电芯卷绕体10轴线的极耳11的第二端可以超出远离电芯卷绕体10轴线的极耳11的第二端。即在长方形片状结构的长度方向上，越靠近电芯卷绕体10轴线的极耳11长度越长。由此，多个极耳11依次相连，有利于使第一极耳12与盖板21之间，以及多个极耳11之间的连接效果更加可靠，避免出现脱松等问题，有利于降低圆柱电池100的内阻，提高圆柱电池100的过流能力。
42.具体地，在第一极耳12与盖板21、第二极耳13与第一极耳12的连接过程中，任意相邻两个极耳11中，远离电芯卷绕体10轴线的极耳11的第二端不会遮挡靠近电芯卷绕体10轴线的极耳11的第二端，因此在连接相连两个极耳11时，两个极耳11的第二端都是可视的，避免因其中一个极耳11的第二端被遮挡导致连接位点误判，有利于确保连接的准确性，使极耳11的连接操作更加方便。
43.举例而言，由于第一极耳12的第二端超出最靠近第一极耳12的第二极耳13的第二端，第一极耳12和该第二极耳13的位置均可视，连接操作时可以准确选择合适的连接位点，使连接操作后，第一极耳12能准确地与盖板相连21，该第二极耳13能准确与第一极耳12连接，而非直接与盖板21相连。
44.在一些实施例中，如图2所示，多个极耳11可以均为长方形片状结构，可以使极耳11的形状规整，便于在生产过程中加工出所需长度的极耳11，能使加工极耳11的长度更加精确，并且有利于降低生产成本。同时，沿远离电芯卷绕体10轴线方向，多个极耳11的长度依次递减，例如，任意相邻两个极耳11中，靠近电芯卷绕体10轴线的极耳11长度大于远离电芯卷绕体10轴线的极耳11长度。
45.由此，一方面，无论所有极耳11沿电芯卷绕体10轴线方向平行延伸，还是相对于电芯卷绕体10轴线方向倾斜延伸，都能够确保在连接完成状态下，任意相邻两个极耳11中，靠近电芯卷绕体10轴线的极耳11第二端超出远离电芯卷绕体10轴线的极耳11第二端，进而能使任意极耳11都能准确找到合适的连接位点，更有利于确保连接的精准性；另一方面，由于
极耳11的长度依次递减，即使两个极耳11的间距较小，也能实现上述有益效果，进而能使电芯卷绕体10上极耳11的布置位置更加灵活。
46.并且在一些实施例中，如图2所示，极耳11的长度可以在5～30mm区间范围内。需要说明的是，极耳11的长度指的是长方形片状结构的长边尺寸。例如，可以为5mm、20mm、25mm、30mm等，这些都在本实用新型实施例的保护范围之内。
47.通过第一端和第二端的间距在上述范围内，一方面，能够使第一极耳12与盖板21的连接操作更加方便，同时第一极耳12露出电芯卷绕体10的部分足够长，保证有足够空间将多个第二极耳13与第一极耳12连接。
48.另一方面，在极耳11与盖板21连接完成后，需要将极耳11弯折，并将盖板21盖设于圆柱电池100的壳体22，若第一极耳12超出电芯卷绕体10的尺寸过长，弯折后的第一极耳12边沿会超出壳体22边沿，使盖板21无法盖设于壳体22，或者第一极耳12需多次折叠，不仅增大了装配难度，而且不利于结构紧凑和降低内阻。而通过第一端和第二端的间距不超过30mm，可以避免对盖板21盖设壳体22造成结构干涉，有利于实现盖板21与壳体22的密封效果，由此有利于使圆柱电池100的结构设计更加合理。
49.在本实用新型的一些实施例中，沿远离电芯卷绕体10轴线方向，多个极耳11的尺寸依次递减。例如，极耳11可以具有与电芯卷绕体10相连的第一端和与第一端相对的第二端，在垂直于第一端和第二端连线的方向上，多个极耳11的尺寸依次递减，即多个极耳11的宽度依次递减。这里，极耳11的宽度指的是垂直于第一端和第二端连线的方向上极耳11的尺寸。由此，最靠近电芯卷绕体10轴线方向的极耳11宽度最大，即第一极耳12的宽度最大，有利于确保第一极耳12与盖板21的稳定连接，有利于降低内阻、实现快速导电。并且有利于确保相邻极耳11连接的精准性。
50.一方面，任意相连的两个极耳11中，在极耳11宽度方向上，远离电芯卷绕体10轴线的极耳11的任意位置均可以作为与靠近电芯卷绕体10轴线的极耳11的连接位点，有利于使任意相邻两个极耳11能充分接触，连接效果更加稳定，进而有利于实现所有极耳11的稳定连接，实现圆柱电池100的高倍率放电。
51.另一方面，远离电芯卷绕体10轴线的极耳11不会完全遮挡靠近电芯卷绕体10轴线的极耳11，有利于使任意极耳11连接于与之相邻的极耳11，有利于确保连接的精准性。
52.需要说明的是，第一极耳12与盖板21、第一极耳12与第二极耳13的连接方式可以根据实际需求灵活设置。在本实用新型的一些实施例中，第一极耳12与盖板21焊接，第二极耳13与第一极耳12焊接。通过焊接进行连接，连接效果可靠，并且速度快，有利于提高连接效率。
53.在一些实施例中，第一极耳12与盖板21、第一极耳12与第二极耳13之间可以通过激光焊进行连接，激光焊所造成的变形小，有利于降低内阻。并且可以实现精准焊接，有利于实现批量化生产。
54.在第一极耳12与盖板21通过焊接的一些实施例中，第一极耳12与盖板21的焊点可以为4～16个。例如，第一极耳12与盖板21的焊点可以为4个、8个、10个、12个、16个，这些都在本实用新型的保护范围之内。
55.通过第一极耳12与盖板21的焊点在上述范围内，一方面，可以确保第一极耳12与盖板21之间焊接牢固，无虚焊，有利于确保极耳11的过流能力，进而有利于实现圆柱电池
100的大倍率放电，避免第一极耳12与盖板21之间出现脱松；另一方面，在能够实现第一极耳12与盖板21稳定连接效果的同时，能够避免焊点过多而增加内阻，有利于节约焊接材料，进而降低制造成本。
56.此外，第一极耳12与第二极耳13焊点可以根据实际情况灵活设置，例如可以为2个、4个、6个等，这些都能满足第二极耳13与第一极耳12的焊接需求。
57.需要说明的是，极耳11与盖板21的连接顺序可以根据实际情况灵活设置。
58.在一些实施例中，多个极耳11和盖板21可以一次焊接相连，即第一极耳12、第二极耳13与盖板21一次焊接相连，在确保导电性能的同时，可以提高焊接效率。换言之，每个焊点均同时用于任意相邻两极耳11之间的连接、以及极耳11与盖板21之间的连接，具体地，在制造过程中，先将多个极耳11与盖板21按照所需角度或者所需位置层叠摆放，然后通过激光焊同时实现多个极耳11与盖板21的焊接。
59.或者，在另一些实施例中，第一极耳12和盖板21、任意相邻两个极耳11之间可以单独焊接相连。例如，可以将第一极耳12与盖板21焊接相连之后，再将最靠近第一极耳12的第二极耳13与第一极耳12焊接相连，然后将多个第二极耳13依次两两焊接，由此可以确保第一极耳12与盖板21之间，以及任意相连两个极耳11之间的连接更加稳固且牢靠，进而使圆柱电池100的工作稳定性更高。
60.在一些相关技术中，圆柱电池的制造直接采用铝箔作为极耳，即在制造过程中留出极片侧边的整个区域，导致极片的利用率低，并且降低敷料量，减少体积能量密度。或者在加工极片的过程中，需要在极片上留出特定的区域以连接极耳，导致加工极片的效率低。
61.而在本技术方案中，第一极片包括集流体和涂布于集流体表面的涂层，涂层可以具有清洗区，并且在第一极片厚度方向上，清洗区可以贯穿涂层，并暴露出集流体，例如，清洗区可以通过对涂层进行清洗处理而使集流体暴露出来。极耳11的至少部分可以设置于清洗区并且与集流体电连接。
62.在生产过程中，可以通过涂布工艺将敷料涂布于整个集流体，以在极片表面形成完整涂层；再对完整涂层进行清洗处理，例如激光清洗，形成清洗区，清洗区的大小和位置可以根据所需设置极耳11的位置和尺寸灵活调节，而无需在涂布过程中留出留白区域不进行涂布，提高了敷料量；再将极耳11连接于极片与清洗区相对的区域，实现极耳11与电芯卷绕体10的连接。
63.由此，一方面，在集流体的涂布过程中，无需在集流体上留白涂布，有利于提高涂布的效率，有利于节约工时；另一方面，无需留出集流体侧边的整个区域作为极耳11，有利于提高集流体的利用率，进而提高敷料量，提高体积能量密度。
64.需要说明的是，极片可以是正极极片，对应的极耳11为正极极耳；极片也可以是负极极片，对应的极耳11为负极极耳，这些都在本实用新型的保护范围之内。
65.根据本实用新型实施例的用电装置可以包括根据本实用新型实施例的圆柱电池100，圆柱电池100可以用于为用电装置提供电能，以确保用电装置能正常工作，例如用电装置可以是电动自行车、电动摩托车、电动汽车等。
66.由于根据本实用新型实施例的圆柱电池100具有上述有益效果，根据本实用新型实施例的用电装置，通过第一极耳12与盖板21相连，第二极耳13与第一极耳12相连，一方面，能使圆柱电池100的极耳11与盖板21的连接工艺更加简单，有利于提高连接效率；另一
方面，有利于避免出现虚焊，使极耳11与盖板21连接效果牢固，进而有利于提高圆柱电池100的过流能力，实现快速导电，有利于减小发热量，同时减小圆柱电池100的成品不良率。根据本实用新型实施例的用电装置和圆柱电池100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
67.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
68.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
69.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。