全极耳圆柱电池

技术领域

本发明涉及锂电池的技术领域，具体涉及一种全极耳圆柱电池。

背景技术

现有结构的全极耳电池在生产过程中，需要对卷芯两端的集流体箔材(极耳)进行揉平，然后在卷芯两侧安装集流盘，并对集流盘进行焊接。

但是在集流体箔材的揉平过程中容易产生金属碎屑，而金属碎屑一旦堆积的话将导致电池短路失效；并且，集流体经揉平后会紧密贴合在一起，影响电解液的渗入；此外，因为电芯在卷绕时的对齐度难免会出现偏差，使得集流体箔材揉平的时候有可能会使隔膜翻折，导致在对连接片和集流体箔端面进行激光焊接时，隔膜容易被烧穿继而造成短路。

由于上述原因，现有结构的全极耳电池在实际生产过程中常常会出现一些弊端，进而影响到电池的良品率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种全极耳圆柱电池，该结构的全极耳圆柱电池在生产过程中由于无需对卷芯两端的极耳进行揉平，进而有利于提高良品率。

根据本发明第一方面实施例的全极耳圆柱电池，包括卷芯和集流盘，其中，卷芯设有极片，极片从卷芯的端面引出有极耳；集流盘包括盖体，盖体在面向卷芯的表面设有至少一圈环形槽；环形槽设有导向槽面，每一环形槽均与至少一个极耳对应设置，沿着卷芯的径向方向，导向槽面从环形槽的槽口朝远离卷芯的方向倾斜设置，极耳背离卷芯的一端弯曲且形成表面与对应导向槽面贴合的弯曲部。

根据本发明实施例的全极耳圆柱电池，至少具有如下有益效果：

本发明实施例通过在集流盘上设置具有倾斜导向槽面的环形槽，从而可以在将集流盘套接于卷芯端部的过程中，利用环形槽上的导向槽面对极耳进行导向，使得极耳在进入到环形槽内时，能沿着导向槽面的走向而自然发生弯曲，并与导向槽面保持贴合，进而使得极耳顶部弯曲形成弯曲部，且极耳的弯曲部与导向槽面贴合，以使得极耳能够与集流盘保持良好接触，并具有较大的接触面积，因而与揉平做法相比，本发明同样能够增大集流盘与极耳的接触面积以提供更大的焊接面积，同时还能够避免揉平所导致的极耳弯折掉屑、相邻极耳贴合、隔膜边沿翻折等不良现象，进而降低全极耳圆柱电池发生内部短路等风险，以提高电池的良品率。

根据本发明的一些实施例，沿着盖体边沿到盖体中心位置的方向，导向槽面朝远离卷芯的方向倾斜。

根据本发明的一些实施例，环形槽设有侧槽面，侧槽面和导向槽面相交成一定角度，弯曲部背离槽口的一端与侧槽面抵接。

根据本发明的一些实施例，极耳的长度大于导向槽面到卷芯端面的最大距离。

根据本发明的一些实施例，盖体的边沿设有第一裙边并通过第一裙边套接在卷芯的端部。

根据本发明的一些实施例，位于盖体边沿的环形槽的导向槽面与第一裙边的内侧面之间圆滑过渡连接。

根据本发明的一些实施例，第一裙边的外侧面设置有绝缘层。

根据本发明的一些实施例，盖体上设有多个分注液孔，分注液孔对应环形槽设置，且分注液孔的尺寸小于极耳的宽度，以免极耳穿出分注液孔。

根据本发明的一些实施例，盖体的中心位置设有注液孔，注液孔的边沿设有第二裙边，第二裙边与第一裙边同向，且第二裙边与卷芯的端面之间设有空隙。

根据本发明的一些实施例，集流盘为圆盘结构，环形槽为圆形凹槽结构，环形槽设有多圈，且以注液孔的中心为圆心呈同心圆排布。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一实施例的全极耳圆柱电池的装配示意图；

图2为本发明一实施例的全极耳圆柱电池的半剖视图；

图3为本发明一实施例的全极耳圆柱电池的集流盘的半剖视图；

图4为本发明一实施例的全极耳圆柱电池的集流盘与连接片的结构示意图；

附图标记：

卷芯100；极片110；正极片111；负极片112；极耳120；正极耳121；负极耳122；隔膜130；集流盘200；盖体210；盖体内表面211；盖体外表面212；第一裙边220；环形槽230；槽口231；导向槽面232；导向槽面第一侧边2321；导向槽面第二侧边2322；侧槽面233；第二裙边240；环形凸起250；连接位置300；绝缘层400；注液孔500；分注液孔600；连接片700。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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发明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。

请参阅图1和图2，根据本发明一些实施例的全极耳圆柱电池，包括卷芯100和集流盘200，其中，卷芯100设在电芯外壳(图中未示出)的内部，卷芯100沿轴线方向设有极片110，极片110从卷芯100的端面引出有极耳120；集流盘200包括盖体210，盖体210在面向卷芯100的表面凹设有至少一圈环形槽230，环形槽230与至少一个极耳120对应设置；可以理解的是，在其中一些实施例中，环形槽230设置有槽口231、导向槽面232、侧槽面233，导向槽面232和侧槽面233成一定角度相交，每个环形槽230均与至少一个极耳120对应设置。沿着所述卷芯100的径向方向，所述导向槽面232朝远离所述卷芯100的方向倾斜，所述导向槽面232与至少一个所述极耳120的顶部贴合。

在圆柱电池结构中，为了提供尽可能高的导电率，极片110是被隔膜130层层卷绕而布设在卷芯100内的，因此极耳120也是依次间隔并且绕圈状层层布设在卷芯100端面的。根据圆柱电池卷芯100的形状以及极耳120的布设位置，在其中一些实施例中，将集流盘200设置为圆盘结构，将环形槽230设置为圆形凹槽结构，环形槽230设有多圈，并且以盖体210的中心为圆心呈同心圆排布，环形槽230的位置与极耳120的分布位置相对应。

具体地，盖体210的另一侧表面设有与环形槽230位置对应的环形凸起250。盖体210采用金属板材制成，可以通过冲压工艺成型得出环形槽230，并相应地在盖体210的相反表面形成环形凸起250，在此结构中，环形凸起250相当于设置在盖体210表面的加强筋，有利于加强集流盘200的结构强度。

以下将盖体210面向卷芯100的表面定义为盖体内表面211，将盖体210背向卷芯100的表面定义为盖体外表面212，如图2所示，根据圆柱电池的制造原理，盖体内表面211用于与极耳120抵接，盖体外表面212则面向激光焊接束，激光光束对准盖体外表面212上对应极耳120与盖体内表面211的接触位置，促使极耳120与盖体内表面211高温熔融而焊接在一起。

请参阅图2和图3，在其中一些实施例中，在盖体内表面211凹陷以形成环形槽230，环形槽230的位置与至少一个极耳120位置相对应，如此设置的效果是，环形槽230的槽口231对准极耳120。根据环形槽230的位置与朝向设计，极耳120在集流盘200安装初期会进入到环形槽230之内，随着集流盘200往卷芯100端面继续靠近，环形槽230的导向槽面232与极耳120顶端发生抵接并逐渐对极耳120形成挤压，极耳120作为一种箔材，其自身轻薄柔软并具有回弹性能，根据如此材质特性，极耳120的一端在被下压的过程中能够顺延导向槽面232的走向而弯曲，以形成弯曲部，弯曲部的表面与导向槽面232贴合，具体地说，弯曲部背离所述卷芯100的表面与导向槽面232发生贴合。

通过将导向槽面232设置成倾斜走向，具体为朝着远离卷芯100端面的方向倾斜，根据如此槽面走向设计，极耳120的一端会在导向槽面232的挤压作用下往一侧弯曲而形成弯曲部，而不至于被直接压平。

在其中一实施例中，请参阅图3，将导向槽面232靠近盖体210中心的侧边定义为导向槽面第一侧边2321，将导向槽面232靠近盖体210边沿的侧边定义为导向槽面第二侧边2322。沿着第一裙边220到盖体210中心位置的方向，导向槽面232朝远离卷芯100的方向倾斜。具体地，导向槽面232从盖体210边沿往盖体210中心方向进行向外倾斜，导向槽面232的两侧边呈现高低设置。导向槽面第二侧边2322与盖体内表面211平齐，导向槽面第一侧边2321与盖体内表面211形成一定距离，导向槽面第一侧边2321到盖体内表面211之间通过侧槽面233进行连接。

可以理解的是，本实施例中，沿着所述盖体210边沿到所述盖体210中心位置的方向，所述导向槽面232朝远离所述卷芯100的方向倾斜，如此倾斜方向的设置，是为了引导极耳120朝着盖体210中心位置进行斜向下弯，因为如果将环形槽230的导向槽面232设置为朝盖体210边沿往外倾斜的话，那么被导向槽面232挤压的极耳120就会相应地朝着盖体210边沿位置进行斜向下弯，如此一来，位于卷芯100外边沿的极耳120的顶端就很可能会因此朝外弯曲而超出于卷芯100的外侧面，在集流盘200的安装过程中，这些往外突出的极耳120顶端容易与电芯外壳或者第一裙边220(下文中将详细说明)发生刮擦，并且极耳120顶端在第一裙边220压合后也很可能会相互抵接甚至相互贴合，存在明显的内部短路风险。因此，为了保证卷芯100外边沿的极耳120能够正常导电，本发明将环形槽230的导向槽面232倾斜方向作出限定，驱使极耳120统一朝着盖体210中心位置进行斜向下弯，使得极耳120顶端往盖体210中心位置靠拢，以降低外侧极耳120的短路风险。

可以理解的是，导向槽面232的结构可采用倾斜直面或者弧形斜面，利用连贯的斜面在挤压过程中对极耳120端部起导向作用，同时倾斜走向可促使极耳120进入环形槽230之后与导向槽面232充分接触。

可以理解的是，极耳120的长度大于导向槽面232到卷芯100端面的最大距离，根据如此尺寸设置，两个相邻的极耳120均会被环形槽230的槽面挤压而发生适度下弯，并且根据与槽口231的对应位置而发生不同程度的弯曲。

请参阅图2，在上述实施例的基础上，盖体210的边沿设有第一裙边220并通过第一裙边220套接在卷芯100的端部，第一裙边220一来能够用于集流盘200的套接安装，二来能够提供高度使得盖体210适当架起，使得盖体210表面与卷芯100端面之间形成间隙，导向槽面232与该间隙相结合，形成了带一定高度缓冲的倾斜挤压面。通过设置第一裙边220，导向槽面232并不至于太过靠近卷芯100端面，极耳120也就不至于因为容纳空间过小而直接压向卷芯100端面。因此斜向导向槽面232与第一裙边220相结合，能够安全有效地将极耳120斜向下弯。而斜向下弯的结构不仅能够增大极耳120与集流盘200的接触面积，达到与揉平做法相接近的焊接面效果，更重要的是，相比于揉平做法，极耳120的顶部进行斜向下弯以形成弯曲部，可以规避极耳120弯折掉屑、相邻极耳120层叠贴合、隔膜130边沿翻折的弊端，显著提升极耳120的表面质量，降低电池内部短路的风险。

而无论导向槽面232采用倾斜直面还是弧形斜面的形式，位于盖体210边沿的导向槽面232与第一裙边220内侧面之间都应当采用圆滑过渡。卷芯100的边沿位置通常会布设有一圈极耳120，相应地，盖体210的边沿位置应当设置有环形槽230与极耳120进行抵接，而又为了使得圆柱电池的结构更为紧凑，进一步压缩卷芯100的直径，第一裙边220建议与导向槽面第二侧边2322直接连接，此连接位置300建议采用圆滑过渡。设置圆滑过渡的原因在于，前述描述提到，第一裙边220能够将盖体210适当架起，导向槽面232与该架空区域相结合形成了带一定高度缓冲的倾斜挤压面，当中，位于盖体210边沿的导向槽面232与第一裙边220内侧面所形成的区域也属于倾斜挤压面，连接位置300与导向槽面232共同对极耳120进行挤压并驱使其下弯，也就是说，上述连接位置300也与极耳120发生抵接，为了减少极耳120的折断掉屑风险，上述连接位置300进行圆滑过渡，具体呈现为弧面结构。

在其中一些实施例中，第一裙边220通过套接在最外圈极耳120的外表面而实现安装，第一裙边220的端部与卷芯100的端部抵接。第一裙边220具备一定的高度，以此将盖体210架离卷芯100端面从而形成高度缓冲，防止因为导向槽面232与卷芯100端面距离过近而导致极耳120直接压向卷芯100端面，造成掉屑或者相邻极耳120层叠贴合等不良现象。

在其它一些实施方案中，第一裙边220的端部还可以设置成超出卷芯100的端部，第一裙边220套接在卷芯100的外侧而实现安装，利用如此构造，集流盘200能够直接与圆柱形的卷芯100进行同轴套接，达到更高的定位精度。据上述分析，第一裙边220套接在极耳120外侧或者卷芯100外侧的做法，都能够应用于本技术方案用作集流盘200的定位，因此本发明不对第一裙边220的安装位置作具体限定。

请参阅图3，补充说明的是，第一裙边220的外侧设有绝缘层400，绝缘层400用于与电芯外壳的内侧壁焊接，以此将集流盘200固定在电芯外壳上，绝缘层400能够避免集流盘200与电芯外壳直接接触而形成电路导通。

请参阅图2，在其中一些实施例中，槽口231到卷芯100端面的距离加上导向槽面232的倾斜长度等于极耳120的长度，根据如此长度设置，导向槽面232能够与极耳120完全贴合，并且侧槽面233能够与极耳120顶端抵接，以此对极耳120的顶端限位。如此一来，极耳120的顶端能被对应的侧槽面233限位，加上位于卷芯100边沿的极耳120的平直面被第一裙边220套接以限位，在卷芯100的径向方向上，极耳120整体与集流盘200相互抵接，两者的安装效果得到加固，弥补了极耳120斜向下弯对集流盘200所造成的定位不稳缺陷。

请参阅图2，在其中一些实施例中，盖体210的中心位置设有注液孔500，注液孔500的边沿设有第二裙边240，第二裙边240与第一裙边220同向。对于位于注液孔500边沿的环形槽230，第二裙边240与导向槽面第一侧边2321进行连接，第二裙边240相当于参与形成此处环形槽230的侧槽面233，能够对极耳120顶端进行限位，在此位置进行限位不仅能够强化集流盘200的安装稳固性，更重要的是，本实施例的极耳120是朝着卷芯100中心位置也就是朝着注液孔500中心进行斜向下弯的，因此第二裙边240还能够避免极耳120顶端伸入到注液孔500之内，以确保注液孔500的正常工作，进而避免影响到电解液的顺利流入。除此之外，第二裙边240到卷芯100的端面之间留有空隙，以此留出通道以便电解液进入卷芯100端部。在实际加工情况中，为了保持工件外形一致性以及尽可能节约原料成本，第二裙边240可设置得与侧槽面233等高。

请参阅图4，在其中一些实施例中，盖体210上设有多个分注液孔600，使电解液分布得更加均匀，分注液孔600对应环形槽230设置，分注液孔600应当避开激光焊接路径，防止焊接时激光光束穿过分注液孔600而损坏极耳120。并且分注液孔600的尺寸应当小于极耳120的宽度，防止在极耳120穿出注液孔500而造成安装不良。

在其中一些实施例中，极片110包括正极片111和负极片112，极耳120包括正极耳121和负极耳122，正极片111、负极片112分别从卷芯100的两端引出并相应连接有正极耳121、负极耳122，卷芯100的两端部均套设有集流盘200，两个集流盘200分别对外电性连接有连接片700，以形成电池正极和电池负极。

综上所述，本发明通过在盖体内表面211设置凹陷的环形槽230，环形槽230的槽口231对准极耳120，从而可以在将集流盘200套接于卷芯100端部的过程中，利用环形槽230上的导向槽面232对极耳120进行导向，使得极耳120在进入到环形槽230内时，能沿着导向槽面232的走向而自然发生弯曲，并与导向槽面232保持贴合，进而使得极耳120顶部弯曲形成弯曲部，且极耳的弯曲部与导向槽面232贴合，以使得极耳120能够与集流盘200保持良好接触，并具有较大的接触面积，因而与揉平做法相比，本发明同样能够增大集流盘200与极耳120的接触面积以提供更大的焊接面积，同时还能够避免揉平所导致的极耳120弯折掉屑、相邻极耳贴合、隔膜边沿翻折等不良现象，进而降低全极耳圆柱电池发生内部短路等风险，以提高电池的良品率。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。