圆柱电池及其具有的电池壳体、旋压封口装置、用电设备的制作方法

本申请属于新能源电池设备，尤其涉及一种圆柱电池及其具有的电池壳体、旋压封口装置、用电设备。

背景技术：

1、随着新能源技术的逐步普及，锂电池技术随之不断发展，锂电池因其较大的蓄电能力、稳定的供电能力、较长的使用寿命等优异特性，因而其受到新能源行业的青睐。

2、目前，锂电池主要包括方形电池和圆柱电池两种，其中，圆柱电池具有容量高、循环寿命长、使用环境温度宽广等优点，因而在新能源产品上被广泛应用。

3、在相关技术中，圆柱电池包括裸电芯、圆柱壳主体、正极端盖结构和负极端盖结构，正极端盖结构和负极端盖结构分别安装至圆柱壳主体的两端，从而形成容纳内腔，裸电芯安装在容纳内腔内。并且，正极端盖结构与圆柱壳主体的一端部之间以及负极端盖结构与圆柱壳主体的另一端部之间均采用焊接方式连接固定并实现密封。如此，在焊接之前，正极端盖结构与圆柱壳主体的一端部之间以及负极端盖结构与圆柱壳主体的另一端部之间必须要求精确的装配公差，才能保证焊接完成后的焊接质量。尤其是最后进行封口的封口位置，如果端盖部件与圆柱壳主体的端部之间装配公差不符合精确度要求，就很难控制焊接质量，导致焊接质量差的问题，严重的情况将会导致圆柱电池报废。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种圆柱电池及其具有的电池壳体、旋压封口装置、用电设备，旨在解决现有技术中电池壳体的封口位置采用端盖结构焊接的方式进行封口，焊接之前端盖结构与封口位置之间存在装配公差，导致焊接质量较难控制的问题。

2、为实现上述目的，根据本申请的第一方面，本申请采用的技术方案是：一种圆柱电池的电池壳体，包括：

3、金属壳本体，形成有容纳空腔，容纳空腔用于容纳裸电芯，金属壳本体设有与容纳空腔连通的第一端口和第二端口；

4、正极端盖结构，安装于第一端口；

5、其中，在裸电芯安装入容纳空腔后，第二端口被旋压形成用于封口的封口平壁。

6、应用本申请设计提供的电池壳体装配成型圆柱电池，本申请设计提供的电池壳体仅包括金属壳本体和正极端盖结构，在正极端盖结构与金属壳本体的第一端口连接固定并实现密封设置之后，金属壳本体的第二端口通过旋压加工方式形成封口平壁，从而将第二端口完全封闭并且密封设置，也就是，金属壳本体的第二端口形成了一体成型方式的封口位置。相对于相关技术的圆柱电池的电池壳体而言，本申请设计提供的电池壳体减少了用于封闭封口位置的端盖部件，通过将金属壳本体的第二端口通过旋压加工方式成型为与金属壳本体一体成型的封口结构，使得电池壳体的封口位置不再受到端盖部件与端口之间的装配公差的限制而影响装配成型的圆柱电池的电池质量，并且封口位置不再需要进行焊接加工，圆柱电池不再因焊接质量而影响圆柱电池的产品质量。

7、在本申请的一些实施例中，金属壳本体的外侧壁与封口平壁之间的连接处圆弧过渡。圆弧过渡的连接处能够在工作人员搬运装配成型的圆柱电池时保护工作人员不被划伤。

8、在本申请的一些实施例中，金属壳本体为无缝金属管。无缝金属管具有优异的延展可塑性能，使得第二端口能够被旋压收拢。

9、在本申请的一些实施例中，正极端盖结构通过激光焊接方式焊接固定于第一端口。采用激光焊接方式进行焊接，能够尽量降低金属壳本体与正极端盖结构之间的热应力变形，有助于提高金属壳本体与正极端盖结构之间的焊接质量。

10、根据本申请的第二方面，提供了一种圆柱电池。具体的，该圆柱电池包括裸电芯和电池壳体，裸电芯安装于容纳空腔内，电池壳体为前述的电池壳体，裸电芯的正极耳与正极端盖结构电连接，裸电芯的负极耳与金属壳本体电连接。

11、本申请设计提供的圆柱电池采用的电池壳体仅包括金属壳本体和正极端盖结构，在正极端盖结构与金属壳本体的第一端口连接固定并实现密封设置之后，金属壳本体的第二端口通过旋压加工方式形成封口平壁，从而将第二端口完全封闭并且密封设置，也就是，金属壳本体的第二端口形成了一体成型方式的封口位置。相对于相关技术的圆柱电池而言，本申请设计提供的圆柱电池采用的电池壳体减少了用于封闭封口位置的端盖部件，通过将金属壳本体的第二端口通过旋压加工方式形成为一体成型方式的封口位置，使得电池壳体的封口位置不再受到端盖结构与端口之间的装配公差的限制而影响装配成型的圆柱电池的电池质量，并且封口位置不再需要进行焊接加工，圆柱电池不再因焊接质量而影响圆柱电池的产品质量。

12、在本申请的一些实施例中，裸电芯的负极耳通过激光焊接固定于容纳空腔的内壁。使得金属壳本体整体作为圆柱电池的负极，使得圆柱电池的负极与用电器的负极之间能够更加方便、快捷地完成电连接。

13、在本申请的一些实施例中，正极端盖结构包括壳盖、正极集流体组件和第一绝缘缓冲件，壳盖与金属壳本体的第一端口焊接固定，正极集流体组件的周向区域通过第一绝缘缓冲件卡合固定于壳盖，正极集流体组件与裸电芯的正极耳电连接，第一绝缘缓冲件朝向容纳空腔的一侧抵接于裸电芯。第一绝缘缓冲件将壳盖与正极集流体组件之间实现密封设置，并且，第一绝缘缓冲件对壳盖与正极集流体组件之间实现了绝缘。

14、在本申请的一些实施例中，圆柱电池还包括第二绝缘缓冲件，第二绝缘缓冲件安装于裸电芯与封口平壁之间，第二绝缘缓冲件的两侧分别抵接于封口平壁的内侧表面和裸电芯。第一绝缘缓冲件和第二绝缘缓冲件协作配合对裸电芯进行保护，使得裸电芯、负极耳与金属壳本体的内壁之间焊接固定的焊接位置均几乎不受旋压过程中挤压力的影响。

15、根据本申请的第三方面，提供了一种用电设备。具体的，该用电设备包括电池模组，该电池模组包括如前述的圆柱电池。

16、根据本申请的第四方面，提供了一种旋压封口装置。具体的，该旋压封口装置用于对前述的电池壳体的第二端口进行旋压封口，旋压封口装置包括：

17、旋转卡盘，用于夹持固定金属壳本体靠近第一端口的外侧壁，并且旋转卡盘带动金属壳本体同步转动；

18、旋压头，设有抵顶平面，抵顶平面用于抵顶第二端口的边缘以使第二端口逐渐收拢至封口闭合。

19、应该旋压封口装置对电池壳体的金属壳本体的第二端口进行旋压封口，使得金属壳本体的第二端口通过旋压加工方式形成为一体成型方式的封口位置，相对于目前的圆柱电池的电池壳体而言，通过该旋压封口装置进行旋压封口的电池壳体的整体性更好。

20、在本申请的一些实施例中，旋压头设有冷却管，冷却管内循环流动冷却液，降低这些热量对裸电芯以及负极耳的热影响。

21、在本申请的一些实施例中，旋压封口装置还包括加热结构，金属壳本体靠近第二端口的侧壁设有加热区域，加热结构用于对加热区域进行加热。进一步的，加热结构包括但不限于是磁感加热线圈，还可以是电加热线圈等，采用线圈加热第二端口能够尽量降低在加热第二端口过程中对裸电芯及负极耳产生的热应力影响。

22、在本申请的一些实施例中，加热区域的长度小于或等于第二端口的半径，使得封口平壁的表面平整、美观。

技术特征：

1.一种圆柱电池的电池壳体，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的圆柱电池的电池壳体，其特征在于：

3.根据权利要求1-2任一项所述的圆柱电池的电池壳体，其特征在于：

4.一种圆柱电池，其特征在于，包括裸电芯和电池壳体，所述裸电芯安装于所述容纳空腔内，所述电池壳体为权利要求1-3任一项所述的电池壳体，所述裸电芯的正极耳与所述正极端盖结构电连接，所述裸电芯的负极耳与所述金属壳本体电连接。

5.根据权利要求4所述的圆柱电池，其特征在于：

6.根据权利要求4或5所述的圆柱电池，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的圆柱电池，其特征在于：

8.一种用电设备，其特征在于，包括电池模组，所述电池模组包括如权利要求4-7任一项所述的圆柱电池。

9.一种旋压封口装置，其特征在于，用于对权利要求1-3任一项所述的电池壳体的第二端口进行旋压封口，所述旋压封口装置包括：

10.根据权利要求9所述的旋压封口装置，其特征在于：

11.根据权利要求10所述的旋压封口装置，其特征在于：

12.根据权利要求11所述的旋压封口装置，其特征在于：

13.根据权利要求11或12所述的旋压封口装置，其特征在于：

技术总结
本申请属于新能源电池设备技术领域，尤其涉及一种圆柱电池及其具有的电池壳体、旋压封口装置、用电设备。其中，圆柱电池的电池壳体包括：金属壳本体，形成有容纳空腔，容纳空腔用于容纳裸电芯，金属壳本体设有与容纳空腔连通的第一端口和第二端口；正极端盖结构，安装于第一端口；其中，第二端口在裸电芯安装入容纳空腔后被旋压形成用于封口的封口平壁。应用本申请的技术方案旨在解决现有技术中电池壳体的封口位置采用端盖结构焊接的方式进行封口，焊接之前端盖结构与封口位置之间存在装配公差，导致焊接质量较难控制的问题。

技术研发人员：张正,温裕乾,白清林,牛迪,郭鑫
受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日：20240226
技术公布日：2024/5/16