圓柱形鋰離子電池用的彈性絕緣環(huán)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種圓柱形鋰離子電池用的彈性絕緣環(huán)，包括：由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一、第二和第三圈體，直徑和高度均依次遞增，且呈形成臺階式結(jié)構(gòu)；第二和第三圈體均為封閉式，第一圈體為非封閉式；還包括設(shè)置在第一圈體內(nèi)側(cè)面上的凸起組件；凸起組件包括位于第一圈體開口端一側(cè)的第一、第二和第三凸起，且第一和第二凸起的間距小于第二和第三凸起的間距。該結(jié)構(gòu)的彈性絕緣環(huán)可適用于多個直徑尺寸的電芯，并且還可根據(jù)電芯來調(diào)節(jié)圈體大小，避免了只適用一個電芯的情況所造成的浪費(fèi)。本實用新型還通過在彈性絕緣環(huán)的內(nèi)側(cè)表面上設(shè)置有用于緊固電芯的凸起組件，并對凸起組件進(jìn)行創(chuàng)造性排布，使得凸起組件能夠最穩(wěn)固地起到防震蕩效果。
【專利說明】
圓柱形鋰離子電池用的彈性絕緣環(huán)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種圓柱形鋰離子電池用的彈性絕緣環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池尤其是采用磷酸鐵鋰作為正極活性物質(zhì)的鋰離子電池具有比功率高、循環(huán)壽命長、安全性能好以及無污染等優(yōu)點(diǎn)，是決定目前電動汽車、混合電動汽車能否快速發(fā)展的關(guān)鍵產(chǎn)品。在一系列鋰離子電池產(chǎn)品中，圓柱形鋁合金外殼電池備受關(guān)注，其特殊的外形與材質(zhì)使產(chǎn)品的外形尺寸高度穩(wěn)定，大電流放電性能更加優(yōu)異、安全性能更高、外殼防腐蝕性能明顯改善。
[0003]鋰離子電池因具有能量密度高、使用壽命長、安全性能好、工藝簡便、安全無污染等優(yōu)勢在移動電話、便攜式計算機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)等領(lǐng)域部分代替了傳統(tǒng)電池。大容量電動鋰離子電池已在電動汽車中試用，并且已經(jīng)在人造衛(wèi)星、航空航天和儲能方面得到應(yīng)用。作為動力鋰離子電池，多處于移動、振動工作狀態(tài)，因而對電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提出了較高的要求。對于圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)，由隔膜、正、負(fù)極極片螺旋卷繞而成的卷心長度一般短于其外殼長度，裝配時，卷芯一般置于殼體長度中央，兩端長出部分的空間分別用于正負(fù)極極耳及其它結(jié)構(gòu)部件的組裝，但隨著電池長時間在移動、振動環(huán)境下應(yīng)用，電池內(nèi)部卷芯在殼體內(nèi)來回移動，擠壓電芯兩端的結(jié)構(gòu)部件，以致電芯兩端空間越來越大，電芯處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)，引起電池極耳扯斷、性能不能有效發(fā)揮、循環(huán)性能下降等問題，影響電池的的安全、穩(wěn)定使用。
[0004]傳統(tǒng)的鋰離子電池內(nèi)部兩端的連接處一般采用高溫膠帶或終止膠帶進(jìn)行絕緣保護(hù)，以防止電池兩端極柄與殼體、蓋板或極片接觸，這種方法雖然成本低廉，但絕緣效果差，可靠性低，且不容易散熱。現(xiàn)有的常規(guī)做法一般是在內(nèi)部電芯固定方面采用滾槽設(shè)計或緊裝配，但滾槽設(shè)計對很多電池難以實現(xiàn)，例如塑殼、鋁合金等，滾槽容易對殼體造成損傷。緊裝配會導(dǎo)致內(nèi)部氣室體積縮小或消失，當(dāng)電池劇烈振動時由于電芯沒有緩沖可能會造成不可逆的破壞，嚴(yán)重影響電池的電性能，安全可靠性較低。
[0005]因此，行業(yè)內(nèi)一直希望找到合適的方法可以使電池兩端的極柄連接處保持良好的絕緣，能夠?qū)﹄娦具M(jìn)行可靠的固定，并在劇烈振動時能夠抗震且絕緣性安全。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的旨在提供一種圓柱形鋰離子電池用彈性絕緣環(huán)，可以有效地防止電芯在殼體內(nèi)部的移動，對鋰離子電芯的絕緣和防振動起到了較好的保護(hù)作用。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種圓柱形鋰離子電池用的彈性絕緣環(huán)，包括:由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一圈體、第二圈體和第三圈體；所述第一圈體、第二圈體和第三圈體的直徑和高度均依次遞增;且第一圈體、第二圈體和第三圈體形成臺階式結(jié)構(gòu)；
[0008]所述第二圈體和第三圈體均為封閉式圈體，所述第一圈體為非封閉式圈體;還包括設(shè)置在所述第一圈體內(nèi)側(cè)表面上用于緊固電芯的凸起組件；
[0009]所述凸起組件包括位于非封閉式的所述第一圈體的開口端一側(cè)的第一凸起、第二凸起和第三凸起，并且所述第一凸起和第二凸起之間的第一間距小于第二凸起和第三凸起之間的第二間距。
[0010]進(jìn)一步地，所述第一凸起和第二凸起之間的第一間距為第二凸起和第三凸起之間的第二間距的一半。
[0011]進(jìn)一步地，所述凸起組件還包括依次設(shè)置在所述第一圈體的內(nèi)側(cè)表面上的若干個其它凸起，且相鄰的若干個凸起之間的間距相同或不同。
[0012]進(jìn)一步地，所凸起組件具有11個凸起，包括:主凸起，與所述第一圈體的開口端相對設(shè)置;次凸起，沿所述第一圈體的開口端向兩側(cè)設(shè)置且位于所述開口端與所述主凸起之間，且每一側(cè)均設(shè)置4個次凸起，兩側(cè)的所述次凸起相對稱設(shè)置;從所述開口端的一側(cè)起至主凸起間的若干個凸起的排布為:
[0013]所述第一凸起和第二凸起之間的間距等于所述第四凸起和第五凸起之間的間距；所述第二凸起和所述第三凸起之間的間距、所述第三凸起與所述第四凸起之間的間距、第五凸起與主凸起之間的間距均相等。
[0014]進(jìn)一步地，凸起組件中每個凸起呈長方體結(jié)構(gòu)，且所述長方體中面向所述彈性絕緣環(huán)中心的表面呈弧形，且其弧度與待固定的電芯的弧度一致。
[0015]進(jìn)一步地，所述主凸起的高度為所述次凸起高度的2倍;臨近開口端的所述凸起與所述開口端的間距為所述第一間距的一半。
[0016]進(jìn)一步地，所述第二圈體和所述第三圈體的內(nèi)側(cè)表面上也均分布有凸起組件，且所述第二圈體和所述第三圈體的凸起組件的排布與所述第一圈體內(nèi)側(cè)表面上的凸起組件的排布相同。
[0017]進(jìn)一步地，所述第一圈體、第二圈體和第三圈體之間的連接為可拆卸結(jié)構(gòu)。
[0018]進(jìn)一步地，各凸起組件的面向彈性絕緣環(huán)中心的表面上均設(shè)置有防滑層結(jié)構(gòu);優(yōu)選地，所述防滑層結(jié)構(gòu)為顆粒狀凸起。
[0019]進(jìn)一步地，所述彈性絕緣環(huán)和所述凸起組件的材質(zhì)為PP塑料、PE塑料或PP和PE混合塑料材料。
[0020]本實用新型的有益效果如下:
[0021]1、本實用新型所提供的彈性絕緣環(huán)具有多個直徑和高度依次遞增的圈體組成，且相鄰的圈體之間具有臺階式結(jié)構(gòu)，在組裝時可以適用于多個直徑尺寸的電芯，并且還可以根據(jù)電芯的直徑來調(diào)節(jié)圈體的大小，避免了一種彈性絕緣環(huán)只適用一個電芯的情況所造成的浪費(fèi)。
[0022]2、本實用新型還通過在彈性絕緣環(huán)的內(nèi)側(cè)表面上設(shè)置有用于緊固電芯的多個凸起組件，本實用新型通過對凸起組件進(jìn)行創(chuàng)造性地排布，使得凸起組件能夠最穩(wěn)固地起到防震蕩效果。采用本實用新型所提供的彈性絕緣環(huán)，在鋰離子電池的使用過程中提供了比較穩(wěn)定的環(huán)境、延長了電池的使用壽命、保障了電池的安全性、充分發(fā)揮了電池的各項性會K。
[0023]綜上，本實用新型通過設(shè)定上述結(jié)構(gòu)的彈性絕緣環(huán)，彈性絕緣環(huán)能夠穩(wěn)定地固定在電芯的兩個端部，實現(xiàn)對電芯的絕緣保護(hù)和穩(wěn)固，并且還能夠根據(jù)電芯的實際情況對彈性絕緣環(huán)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，通用性非常強(qiáng)。此外，還保證了集流盤與電芯本體的端部和電池其他部件之間的固定連接和絕緣保護(hù)，極大增強(qiáng)了穩(wěn)定性，電芯和集流盤均不易晃動或掉落，且絕緣效果好。
[0024]因此，本實用新型的彈性絕緣環(huán)不僅絕緣效果好，可靠性高，且容易散熱，適用電池類型多，例如塑殼、鋁合金電池等，當(dāng)電池劇烈振動時由于電芯具有緩沖空間，不會造成破壞，也不會影響電池的電性能，安全可靠性較高，還有利于電池的組裝制造。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型的彈性絕緣環(huán)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本實用新型的彈性絕緣環(huán)的主視圖。
【具體實施方式】
[0027]以下通過示例性的具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，也進(jìn)一步說明本實用新型的有益效果。但不應(yīng)將這些實施例解釋為對本實用新型保護(hù)范圍的限制。凡基于本實用新型上述內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均涵蓋在本實用新型旨在保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0028]如圖1和圖2所示，本實用新型提供了一種圓柱形鋰離子電池用的彈性絕緣環(huán)，包括:由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一圈體1、第二圈體2和第三圈體3。第一圈體1、第二圈體2和第三圈體3的直徑和高度依次遞增;且第一圈體1、第二圈體2和第三圈體3形成臺階式結(jié)構(gòu)。第二圈體2和第三圈體3均為封閉式圈體，第一圈體I為非封閉式圈體。該彈性絕緣環(huán)還包括設(shè)置在所述第一圈體I內(nèi)側(cè)表面上用于緊固電芯的凸起組件，該凸起組件包括位于非封閉式的第一圈體I的開口端7—側(cè)的第一凸起4、第二凸起5和第三凸起6，并且第一凸起4和第二凸起5之間的第一間距小于第二凸起5和第三凸起6之間的第二間距。
[0029]本實用新型中的彈性絕緣環(huán)為絕緣的，使用時與其配套的集流盤和電芯為導(dǎo)電的，可以有效地防止集流盤與蓋板搭在一起短路。本實用新型的彈性絕緣環(huán)除了固定集流盤外，還可以固定電芯本體(即可以卡住電芯本體)，防止其晃動，兩者合在一起，簡化工藝，組裝方便，節(jié)省人工物力。
[0030]其中，第一圈體I為非封閉式圈體，其缺口處為具有彈性的、易折疊的、具有一定高度差的第二圈體2和第三圈體3，這樣一方面可以適用于不同直徑的電芯本體，另一方面，若電芯本體直徑過小時只需要將缺口部分折疊即可，大大增強(qiáng)了其通用性。
[0031]根據(jù)本實用新型，第一凸起4和第二凸起5之間的第一間距為第二凸起5和第三凸起6之間的第二間距的一半。
[0032]根據(jù)本實用新型，除了設(shè)置第一、第二和第三凸起外，凸起組件還包括依次設(shè)置在第一圈體I的內(nèi)側(cè)面上的若干個其它凸起，且相鄰的若干個凸起之間的間距相同或不同。通過在第一圈體I的內(nèi)側(cè)表面的周側(cè)設(shè)置若干個凸起，可以更好地對電芯起到緊固作用。
[0033]具體地，如圖2所示，凸起組件具有11個凸起，包括:主凸起8和次凸起，其中主凸起8與第一圈體I的開口端相對設(shè)置，也就是設(shè)置在其對面。次凸起沿第一圈體I的開口端向兩側(cè)分別排布，且位于開口端7與主凸起8之間，且在每一側(cè)均設(shè)置了 4個次凸起，兩側(cè)的次凸起相對稱排布。從開口端7的一側(cè)起至主凸起8之間若干個凸起的排布為:第一凸起4和第二凸起5之間的間距等于第四凸起9和第五凸起10之間的間距;第二凸起5和第三凸起6之間的間距、第三凸起6與第四凸起9之間的間距、第五凸起10與主凸起8之間的間距均相等。上述的彈性絕緣環(huán)的結(jié)構(gòu)通過對凸起組件進(jìn)行創(chuàng)造性地排布，彈性絕緣環(huán)能夠最穩(wěn)定地固定在電芯的兩個端部，使得凸起組件起到最好的防震蕩效果，由于提供了比較穩(wěn)定的環(huán)境，從而保障了電池的安全性，延長了電池的使用壽命。
[0034]優(yōu)選地，凸起組件中每個凸起均呈長方體結(jié)構(gòu)，且長方體中面向彈性絕緣環(huán)中心的表面呈弧形，且其弧度與待固定的電芯的弧度一致。通過設(shè)置弧形結(jié)構(gòu)，增加了凸起與電芯的摩擦面積，進(jìn)一步加強(qiáng)了電芯在殼體內(nèi)部的穩(wěn)定性。
[0035]根據(jù)本實用新型，主凸起8的高度為次凸起高度的2倍，臨近開口端7的凸起與開口端7的間距為第一間距的一半。由于開口端沒有凸起，通過在其對面設(shè)置較高的主凸起，并在開口端臨近的兩側(cè)設(shè)置次凸起，進(jìn)一步提高了彈性絕緣環(huán)維穩(wěn)性能。
[0036]為了進(jìn)一步加固對電芯的固定作用，增加彈性絕緣環(huán)與電芯的摩擦力，優(yōu)選在第二圈體2和第三圈體3的內(nèi)側(cè)表面上也分布有凸起組件，且第二圈體2和第三圈體3的凸起組件的排布與第一圈體I內(nèi)側(cè)表面上的凸起組件的排布相同。通過在第二圈體2和第三圈體3的內(nèi)側(cè)表面上均設(shè)置凸起組件，均有利于電芯的穩(wěn)固，并且可以通過對凸起組件的高度進(jìn)行調(diào)整，使得彈性絕緣環(huán)可以適應(yīng)更多直徑尺寸的電芯。
[0037]優(yōu)選地，第一圈體1、第二圈體2和第三圈體3之間的連接為可拆卸結(jié)構(gòu)。在其他實施例中，也可以為一體成型結(jié)構(gòu)。將三個圈體設(shè)置為可拆卸結(jié)構(gòu)，可以在使用時根據(jù)電芯直徑的大小進(jìn)行調(diào)整，比如可以拆卸掉其中一個圈體，或者改變?nèi)w的相對位置關(guān)系。
[0038]優(yōu)選地，各凸起組件的面向彈性絕緣環(huán)中心的表面上均設(shè)置有防滑層結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，防滑層結(jié)構(gòu)可以為顆粒狀凸起。在其他實施例中，也可以是條狀凸起，或者密布的線狀凸起，或者卡快結(jié)構(gòu)。
[0039]本實用新型中所采用的彈性絕緣環(huán)和凸起組件的材質(zhì)可以為PP塑料、PE塑料或PP和PE混合塑料材料。也可以是其他的彈性物質(zhì)，比如還可以是具有彈性的小彈簧，通過設(shè)置多個小彈簧以及對彈簧的位置進(jìn)行排布，從而實現(xiàn)對電芯的固定。采用本實用新型的彈性絕緣環(huán)可以對在振動使用環(huán)境下電池內(nèi)部的電芯及結(jié)構(gòu)部件起到緩沖作用，防止其相互擠壓、碰撞。
[0040]在鋰離子電池內(nèi)部部件組裝時，先將電芯放入電池殼體長度中心處，然后在電芯的兩端分別放入彈性絕緣環(huán)，將極耳及其他結(jié)構(gòu)部件在彈性絕緣環(huán)內(nèi)圈中穿出后，按照常規(guī)電池裝配的方法進(jìn)行極耳整理、極耳焊接、極帶焊接及其他部件組裝等后續(xù)操作，組裝后，電池端部部件均在彈性絕緣環(huán)內(nèi)；為了便于組裝及保證彈性絕緣環(huán)作用有效發(fā)揮，通常電芯及其兩端的彈性絕緣環(huán)高度總和應(yīng)等于電池殼長度。
【主權(quán)項】
1.一種圓柱形鋰離子電池用的彈性絕緣環(huán)，其特征在于，包括: 由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一圈體(I)、第二圈體(2)和第三圈體(3); 所述第一圈體(I)、第二圈體(2)和第三圈體(3)的直徑和高度均依次遞增;且所述第一圈體(1)、第二圈體(2)和第三圈體(3)形成臺階式結(jié)構(gòu)； 所述第二圈體(2)和第三圈體(3)均為封閉式圈體，所述第一圈體(I)為非封閉式圈體； 還包括設(shè)置在所述第一圈體(I)內(nèi)側(cè)面上用于緊固電芯的凸起組件； 所述凸起組件包括位于非封閉式的所述第一圈體(I)的開口端(7) —側(cè)的第一凸起(4)、第二凸起(5)和第三凸起(6)，并且所述第一凸起(4)和第二凸起(5)之間的第一間距小于第二凸起(5)和第三凸起(6)之間的第二間距。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性絕緣環(huán)，其特征在于， 所述第一凸起(4)和第二凸起(5)之間的第一間距為所述第二凸起(5)和第三凸起(6)之間的第二間距的一半。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的彈性絕緣環(huán)，其特征在于，所述凸起組件還包括依次設(shè)置在所述第一圈體(I)的內(nèi)側(cè)面上的若干個其它凸起，且相鄰的若干個凸起之間的間距相同或不同。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的彈性絕緣環(huán)，其特征在于，所凸起組件具有11個凸起，包括: 主凸起(8)，與所述第一圈體(I)的開口端相對設(shè)置； 次凸起，沿所述第一圈體(I)的開口端向兩側(cè)設(shè)置且位于所述開口端(7)與所述主凸起(8)之間，且每一側(cè)均設(shè)置4個次凸起，且兩側(cè)的所述次凸起相對稱設(shè)置； 從所述開口端(7)的一側(cè)起至主凸起(8)若干個凸起的排布為: 所述第一凸起(4)和第二凸起(5)之間的間距等于第四凸起(9)和第五凸起(10)之間的間距； 所述第二凸起(5)和所述第三凸起(6)之間的間距、所述第三凸起(6)與所述第四凸起(9)之間的間距、第五凸起(10)與主凸起(8)之間的間距均相等。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性絕緣環(huán)，其特征在于，所述凸起組件中每個凸起呈長方體結(jié)構(gòu)，且所述長方體中面向所述彈性絕緣環(huán)中心的表面呈弧形，且其弧度與待固定的電芯的弧度一致。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彈性絕緣環(huán)，其特征在于， 所述主凸起的高度為所述次凸起高度的2倍； 臨近所述開口端(7)的所述凸起與所述開口端(7)的間距為所述第一間距的一半。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的彈性絕緣環(huán)，其特征在于，所述第二圈體(2)和所述第三圈體(3)的內(nèi)側(cè)表面上也均分布有凸起組件，且所述第二圈體(2)和所述第三圈體(3)的凸起組件的排布與所述第一圈體(I)內(nèi)側(cè)表面上的凸起組件的排布相同。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性絕緣環(huán)，其特征在于，所述第一圈體(I)、第二圈體(2)和第三圈體(3)之間的連接為可拆卸結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性絕緣環(huán)，其特征在于，所述各凸起組件的面向彈性絕緣環(huán)中心的表面上均設(shè)置有顆粒狀凸起的防滑層結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H01M10/058GK205670567SQ201620372607
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】張文魁, 孫建平, 周曉政, 葉張軍, 倪九江, 張玉花
【申請人】浙江谷神能源科技股份有限公司