一种新型钢壳圆柱结构电池及其装配方法与流程

1.本发明涉及圆柱结构电池技术领域，具体涉及一种新型钢壳圆柱结构电池及其装配方法。


背景技术：

2.圆柱电池有极柱正极、负极、电芯、外壳等几个部分，通常正极或负极为极柱铆接结构，内部需要损失一定空间，现有技术中常见的圆柱形电池的结构如图7所示，其负极的结构是采用负极壳底51配合密封塞52将负极汇流排54安装在内部电芯的底部，其中负极壳底51与外部的壳体进行焊接，采用密封钢片53对密封塞52进行固定，而正极的结构是采用正极极柱57从下而上的穿过正极止动架56、密封环61、绝缘体58和不锈钢环60，之后铆接成一个整体，其中正极止动架56和密封环61位于电池壳体内部，之后正极极柱57底部连接正极焊接钉59，正极焊接钉59底部焊接有正极汇流排55，正极汇流排55与电芯连接，最终形成正极结构，但是该圆柱电池的在壳体内部的结构占据电池一定的内部空间，造成电池的能量密度不够高。


技术实现要素：

3.为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种新型钢壳圆柱结构电池及其装配方法，取消正负极极柱和弱导、绝缘塑料件，使用基板、壳体与连接片进行连接，优化了电池结构，同时节省电池内部空间，从而提高电池的能量密度。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种新型钢壳圆柱结构电池，包括钢壳，钢壳内部设置有电芯，电芯底部连接有负极连接片，电芯顶部连接有正极组件；
6.其中正极组件包括正极连接片，正极连接片底部连接有正极连接块，正极连接片顶部设置有铝基板，铝基板的边缘设置有绝缘密封圈，铝基板的顶部连接有密封铝帽，正极连接块中部安装有密封胶塞，且密封胶塞位于密封铝帽内部。
7.作为本发明进一步的方案：正极组件与钢壳采用辊压密封连接。
8.作为本发明进一步的方案：铝基板中部开设有安装孔，供正极连接块穿入，且正极连接块中部开设有注液口，密封胶塞安装在注液口上。
9.作为本发明进一步的方案：密封铝帽与铝基板采用激光焊接的方式进行连接，铝基板与正极连接片采用穿透焊接进行连接。
10.作为本发明进一步的方案：铝基板加上绝缘密封圈与钢壳进行辊压密封。
11.作为本发明进一步的方案：铝基板一端开设有安装孔，安装孔一侧焊接防爆阀，另一侧贴有防爆阀保护膜。
12.作为本发明进一步的方案：一种新型钢壳圆柱结构电池的装配方法，应用于新型钢壳圆柱结构电池的生产装配，该方法包括以下步骤：
13.步骤一、将正极连接块通过正极连接片背面的装配孔穿入，并且与电芯的正极进
行焊接；
14.步骤二、将负极连接片与电芯的负极进行焊接；
15.步骤三、将焊接好负极连接片和正极连接片的电芯塞入钢壳中，其中负极连接片朝下，之后利用工装通过电芯中部的孔按压位于底部的负极连接片，使之与钢壳底部接触，之后进行电阻焊接；
16.步骤四、负极连接片焊接好之后，将防爆阀与铝基板进行焊接，之后贴上防爆阀保护膜，套上绝缘密封圈塞入钢壳的正极区域，控制铝基板的高度，将钢壳与铝基板进行辊压密封；
17.步骤五、利用铝基板焊接密封铝帽的下凹区域对内部的正极连接片进行穿透焊接，将铝基板与正极连接片焊接在一起；
18.步骤六、从注液口注入电解液，之后塞上密封胶塞，放置好密封铝帽，进行激光焊接，将密封铝帽焊接在铝基板上。
19.本发明的有益效果：
20.本发明通过取消正负极极柱和弱导、绝缘塑料件，使得钢壳尺寸可以进一步的延伸，提高了钢壳的内部空间，同时优化电池的结构，使用基板、壳体与连接片进行连接，节省电池内部空间，从而提高电池的能量密度。
附图说明
21.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
22.图1是本发明整体爆炸结构示意图；
23.图2是本发明正极组件爆炸结构示意图；
24.图3是本发明整体剖面结构示意图；
25.图4是图3中a区域放大结构示意图；
26.图5是本发明正极连接块与正极连接片连接结构示意图；
27.图6是本发明正极连接块与正极连接片连接剖面结构示意图；
28.图7是现有技术圆柱电池剖面结构示意图；
29.图8是现有技术圆柱电池内部电芯尺寸示意图；
30.图9是本发明内部电芯尺寸示意图。
31.图中：1、钢壳；2、电芯；3、负极连接片；4、正极组件；41、绝缘密封圈；42、正极连接块；43、正极连接片；44、防爆阀；45、铝基板；46、防爆阀保护膜；47、密封胶塞；48、密封铝帽；421、注液口；51、负极壳底；52、密封塞；53、密封钢片；54、负极汇流排；55、正极汇流排；56、正极止动架；57、正极极柱；58、绝缘体；59、正极焊接钉；60、不锈钢环；61、密封环。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
33.现有技术中常见的圆柱形电池的结构如图7所示，其负极的结构是采用负极壳底
51配合密封塞52将负极汇流排54安装在内部电芯的底部，其中负极壳底51与外部的壳体进行焊接，采用密封钢片53对密封塞52进行固定，而正极的结构是采用正极极柱57从下而上的穿过正极止动架56、密封环61、绝缘体58和不锈钢环60，之后铆接成一个整体，其中正极止动架56和密封环61位于电池壳体内部，之后正极极柱57底部连接正极焊接钉59，正极焊接钉59底部焊接有正极汇流排55，正极汇流排55与电芯连接，最终形成正极结构，但是该圆柱电池的在壳体内部的结构占据电池一定的内部空间，造成电池的能量密度不够高。
34.如图1-图6所示，是一种新型钢壳圆柱结构电池，该电池包括钢壳1，在钢壳1的内部设置有电芯2，电芯2的底部连接有负极连接片3，电芯2顶部连接有正极组件4，其中正极组件4与钢壳1顶部进行辊压密封连接，通过简化电池内部结构，节约电池内部的空间，放置更大的电芯2，提高电池的能量密度。
35.进一步的如图2所示，上述的正极组件4包括正极连接片43，在正极连接片43底部连接有正极连接块42，避免正极连接片43过薄，之后的穿透焊接后焊渣掉落电池内部，正极连接片43顶部设置有铝基板45，铝基板45中部开设有安装孔，供正极连接块42穿入，在铝基板45的边缘设置有绝缘密封圈41，在铝基板45的顶部连接有密封铝帽48，其中密封铝帽48与铝基板45采用激光焊接的方式进行连接，铝基板45与正极连接片43采用穿透焊接进行焊接，进一步的正极连接块42中部开设有注液口421，在注液口421上安装有密封胶塞47，且密封胶塞47位于密封铝帽48内部，其中铝基板45加上绝缘密封圈41与钢壳1进行辊压密封，采用上述的正极组件4，无需进行铆接连接正极连接片43与钢壳1，使得钢壳1正极方向可以进一步的延伸，提高了钢壳1的内部空间，同时优化正极的结构，去除了现有技术中的绝缘体58和不锈钢环60等机构，进一步的扩大了电芯2的放置尺寸，提升了电池内部的能量密度。
36.更进一步的，铝基板45一端开设有安装孔，用于焊接防爆阀44，之后贴上防爆阀保护膜46，避免电池产生爆炸。
37.进一步的如图5和图6所示，正极连接片43底面中部呈上凹的台阶，并且在上凹的中部区域开设有装配孔，正极连接片43通过装配孔安装在正极连接块42上，并且正极连接块42上的注液口421与电芯2连通，用于加注电解液。
38.进一步的该新型钢壳圆柱结构电池的装配方法包括以下步骤：
39.步骤一、将正极连接块42通过正极连接片43背面的装配孔穿入，并且与电芯2的正极进行焊接；
40.步骤二、将负极连接片3与电芯2的负极进行焊接；
41.步骤三、将焊接好负极连接片3和正极连接片43的电芯2塞入钢壳1中，其中负极连接片3朝下，之后利用工装通过电芯2中部的孔按压位于底部的负极连接片3，使之与钢壳1底部接触，之后进行电阻焊接；
42.步骤四、负极连接片3焊接好之后，将防爆阀44与铝基板45进行焊接，之后贴上防爆阀保护膜46，套上绝缘密封圈41塞入钢壳1的正极区域，控制铝基板45的高度，将钢壳1与铝基板45进行辊压密封；
43.步骤五、利用铝基板45焊接密封铝帽48的下凹区域对内部的正极连接片43进行穿透焊接，将铝基板45与正极连接片43焊接在一起；
44.步骤六、从注液口421注入电解液，之后塞上密封胶塞47，放置好密封铝帽48，进行激光焊接，将密封铝帽48焊接在铝基板45上。
45.如图8和图9所示，本发明与现有技术中的圆柱形电池在同等高度的情况下，本发明的电芯2高度为92.05mm，现有技术中的电池电芯2高度为89.70mm，增加了2.35mm，进一步的提升了圆柱形电池的内部能量密度。
46.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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发明和简化描述，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、以及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，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
47.在本发明的描述中，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”等应做广义理解，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连接，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发明中的具体含义。
48.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种新型钢壳圆柱结构电池，其特征在于，包括钢壳(1)，钢壳(1)内部设置有电芯(2)，电芯(2)底部连接有负极连接片(3)，电芯(2)顶部连接有正极组件(4)；其中正极组件(4)包括正极连接片(43)，正极连接片(43)底部连接有正极连接块(42)，正极连接片(43)顶部设置有铝基板(45)，铝基板(45)的边缘设置有绝缘密封圈(41)，铝基板(45)的顶部连接有密封铝帽(48)，正极连接块(42)中部安装有密封胶塞(47)，且密封胶塞(47)位于密封铝帽(48)内部。2.根据权利要求1所述的一种新型钢壳圆柱结构电池，其特征在于，正极组件(4)与钢壳(1)采用辊压密封连接。3.根据权利要求1所述的一种新型钢壳圆柱结构电池，其特征在于，铝基板(45)中部开设有安装孔，供正极连接块(42)穿入，且正极连接块(42)中部开设有注液口(421)，密封胶塞(47)安装在注液口(421)上。4.根据权利要求1所述的一种新型钢壳圆柱结构电池，其特征在于，密封铝帽(48)与铝基板(45)采用激光焊接的方式进行连接，铝基板(45)与正极连接片(43)采用穿透焊接进行连接。5.根据权利要求2所述的一种新型钢壳圆柱结构电池，其特征在于，铝基板(45)加上绝缘密封圈(41)与钢壳(1)进行辊压密封。6.根据权利要求1所述的一种新型钢壳圆柱结构电池，其特征在于，铝基板(45)一端开设有安装孔，安装孔一侧焊接防爆阀(44)，另一侧贴有防爆阀保护膜(46)。7.一种新型钢壳圆柱结构电池的装配方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的新型钢壳圆柱结构电池的生产装配，该方法包括以下步骤：步骤一、将正极连接块(42)通过正极连接片(43)背面的装配孔穿入，并且与电芯(2)的正极进行焊接；步骤二、将负极连接片(3)与电芯(2)的负极进行焊接；步骤三、将焊接好负极连接片(3)和正极连接片(43)的电芯(2)塞入钢壳(1)中，其中负极连接片(3)朝下，之后利用工装通过电芯(2)中部的孔按压位于底部的负极连接片(3)，使之与钢壳(1)底部接触，之后进行电阻焊接；步骤四、负极连接片(3)焊接好之后，将防爆阀(44)与铝基板(45)进行焊接，之后贴上防爆阀保护膜(46)，套上绝缘密封圈(41)塞入钢壳(1)的正极区域，控制铝基板(45)的高度，将钢壳(1)与铝基板(45)进行辊压密封；步骤五、利用铝基板(45)焊接密封铝帽(48)的下凹区域对内部的正极连接片(43)进行穿透焊接，将铝基板(45)与正极连接片(43)焊接在一起；步骤六、从注液口(421)注入电解液，之后塞上密封胶塞(47)，放置好密封铝帽(48)，进行激光焊接，将密封铝帽(48)焊接在铝基板(45)上。

技术总结
本发明公开了一种新型钢壳圆柱结构电池及其装配方法，包括钢壳，钢壳内部设置有电芯，电芯底部连接有负极连接片，电芯顶部连接有正极组件；其中正极组件包括正极连接片，正极连接片底部连接有正极连接块，正极连接片顶部设置有铝基板，铝基板的边缘设置有绝缘密封圈，铝基板的顶部连接有密封铝帽，正极连接块中部安装有密封胶塞，且密封胶塞位于密封铝帽内部；采用上述结构提高了钢壳的内部空间，同时优化正极的结构，进一步的扩大了电芯的放置尺寸，提升了电池内部的能量密度。提升了电池内部的能量密度。提升了电池内部的能量密度。


技术研发人员：代俊伟 刘成士 张昌春 王安辉 贺利锋
受保护的技术使用者：马鞍山盛世科技有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/8/28