圓柱電池

2016年12月7日，《一種圓柱電池電容器》獲得第十八屆中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。

一種圓柱電池電容器專利目的

《一種圓柱電池電容器》的目的是克服2012年12月前技術(shù)中的不足之處，提供一種高密封性的圓柱電池電容器。

一種圓柱電池電容器技術(shù)方案

《一種圓柱電池電容器》包括頂端設(shè)有開(kāi)口，底部封閉的圓柱型殼體，以及位于圓柱型殼體內(nèi)部的極組，其中，極組包括正極片、負(fù)極片、與正極片連接的正極耳、以及與負(fù)極片連接的負(fù)極耳，圓柱電池電容器還包括位于圓柱型殼體頂部的密封組件以及位于圓柱型殼體底部的絕緣底膜，密封組件的周邊與圓柱型殼體及負(fù)極耳焊接，且密封組件的底部與正極耳鉚接。

《一種圓柱電池電容器》通過(guò)在電池電容器頂端設(shè)置密封組件并將密封組件的周邊與圓柱型殼體及負(fù)極耳焊接，密封組件的底部與正極耳鉚接實(shí)現(xiàn)對(duì)圓柱電池電容器的密封，以提高密封性。其中，將密封組件采用焊接技術(shù)與圓柱型殼體及負(fù)極耳連接，使連接更固定；而將密封組件的底部與正極耳采用鉚接的方式連接，避免了超聲波焊接的虛焊及過(guò)焊問(wèn)題。

為了進(jìn)一步提高密封性，發(fā)明人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，對(duì)密封組件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新。該發(fā)明的密封組件包括依次設(shè)置的上壓環(huán)、十字形極柱、密封膠、圓形蓋板、絕緣墊片以及極耳壓環(huán)，密封膠與圓形蓋板的內(nèi)孔及上下表面為注塑一體結(jié)構(gòu)，十字形極柱的上端穿過(guò)密封膠和上壓環(huán)上與十字形極柱的上端相匹配的內(nèi)孔，且十字形極柱的上端與上壓環(huán)進(jìn)行鉚接密封，十字形極柱的下端穿過(guò)正極耳和極耳壓環(huán)上與十字形極柱的下端相匹配的內(nèi)孔，且十字形極柱的下端與極耳壓環(huán)進(jìn)行鉚接，圓形蓋板邊緣為圓弧形凸臺(tái)，圓弧形凸臺(tái)周邊包扣于圓柱形殼體的周邊并與圓柱形殼體的周邊焊接。

密封組件最主要的創(chuàng)新點(diǎn)之一是：首先，利用密封膠與蓋板注塑為一體，并留有與十字形極柱上端相匹配的內(nèi)孔；然后，設(shè)置十字形極柱，將十字形極柱上端貫穿上壓環(huán)以及密封膠的內(nèi)孔，十字形極柱下端貫穿極耳壓環(huán)，并將十字形極柱的上端與上壓環(huán)鉚接，十字形極柱的下端與極耳壓環(huán)鉚接；同時(shí)，由于上壓環(huán)、十字形極柱與密封膠是依次設(shè)置，通過(guò)鉚接可將上壓環(huán)、十字形極柱與密封膠貼附連接。通過(guò)以上技術(shù)方案制成的密封組件與電池電容器的圓柱形殼體再采用激光焊接，實(shí)現(xiàn)了圓柱電池電容器全密封并提高了密封性。

密封組件另一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)是：在圓形蓋板邊緣設(shè)置圓弧形凸臺(tái)，圓弧形凸臺(tái)周邊包扣于圓柱形殼體的周邊并與圓柱形殼體的周邊焊接，以提高密封組件與殼體之間連接的牢固度，而將密封膠與蓋板注塑為一體有利于提高密封件的組裝效率。

密封組件再一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)密封效果所使用的密封膠及鉚接工藝耗用成本低，且密封膠硬度低而不易脫落，也不會(huì)產(chǎn)生密封間隙以致電解液泄露。

進(jìn)一步地，圓形蓋板的內(nèi)孔下端有凸面。當(dāng)密封膠與圓形蓋板注塑成一體時(shí)，凸面嵌在密封膠內(nèi)部，增加蓋板和密封膠的結(jié)合力，避免密封膠產(chǎn)生位移，并可填補(bǔ)密封面的間隙，防止電解液泄露。

進(jìn)一步地，上壓環(huán)外徑小于密封膠外徑，上壓環(huán)的內(nèi)孔外圍設(shè)有凹槽，凹槽與十字形極柱上端受鉚接沖壓形成的形狀吻合。將上壓環(huán)外徑設(shè)置小于密封膠外徑以達(dá)到利用密封膠實(shí)現(xiàn)上壓環(huán)與圓形蓋板完全密封的目的，同時(shí)還可增大上壓環(huán)與密封膠的接觸面積，避免密封膠因受鉚接的沖壓力而使局部壓強(qiáng)過(guò)大產(chǎn)生裂痕；在上壓環(huán)的內(nèi)孔外圍設(shè)置與十字形極柱上端受鉚接沖壓形成形狀吻合的凹槽，當(dāng)進(jìn)行鉚接時(shí)，極柱上端因受沖擊力形成冠狀，冠狀結(jié)構(gòu)卡扣在吻合的凹槽內(nèi)，使密封更加牢固。

為了進(jìn)一步提高密封性，十字形極柱中還包括一個(gè)極柱圓形板，極柱圓形板上有一個(gè)小于密封膠外徑的極柱圓形臺(tái)階，極柱圓形臺(tái)階上設(shè)有極柱圓形凸臺(tái)，極柱圓形臺(tái)階與絕緣墊片吻合以固定絕緣墊片。當(dāng)進(jìn)行鉚接時(shí)，極柱圓形凸臺(tái)由于受鉚接沖壓力的作用嵌入密封膠的內(nèi)部，增加與密封膠的結(jié)合力。

具體地，正極耳的端部為圓弧形，且呈S形減振結(jié)構(gòu)與極柱連接。

更進(jìn)一步地，十字形極柱為純鋁十字形極柱或純鎳十字形極柱，極耳壓環(huán)為純鋁極耳壓環(huán)或純鎳極耳壓環(huán)，這是因?yàn)榧兘饘俨馁|(zhì)韌性高，受鉚接的沖壓力而不發(fā)生斷裂；鑒于可溶性聚四氟乙烯耐老化、耐腐蝕、耐高溫的性能，密封膠優(yōu)選為可溶性聚四氟乙烯材料，絕緣墊片、絕緣底膜優(yōu)選為可溶性聚四氟乙烯材料或聚四氟乙烯材料。

一種圓柱電池電容器有益效果

（1）在電池電容器內(nèi)部設(shè)置密封組件，并將密封組件的周邊與圓柱型殼體及負(fù)極耳焊接，密封組件的底部與正極耳鉚接實(shí)現(xiàn)對(duì)圓柱電池電容器的密封，提高了密封性。

（2）密封組件的底部與正極耳采用鉚接的方式連接，避免了超聲波焊接帶來(lái)的虛焊及過(guò)焊。

（3）《一種圓柱電池電容器》用密封膠密封蓋板與極柱，并利用鉚接方式將十字形極柱與上壓環(huán)、圓形蓋板、正極耳、極耳壓環(huán)密封，從而實(shí)現(xiàn)全密封，提高了密封性。

（4）該發(fā)明實(shí)現(xiàn)全密封效果所使用到的密封膠及鉚接工藝耗用成本低。

（5）該發(fā)明采用的密封膠硬度低而不易脫落，也不會(huì)產(chǎn)生密封間隙以致電解液泄露。

（6）將密封膠與蓋板注塑為一體有利于提高密封件的組裝效率。

（7）在圓形蓋板邊緣設(shè)置圓弧形凸臺(tái)，圓弧形凸臺(tái)周邊包扣于圓柱形殼體的周邊并與圓柱形殼體的周邊焊接，提高了密封組件與殼體之間的牢固度。

（8）以下技術(shù)方案進(jìn)一步提高了密封件的密封性：圓形蓋板的內(nèi)孔下端設(shè)有凸面；上壓環(huán)外徑小于密封膠外徑，上壓環(huán)的內(nèi)孔外圍設(shè)有與十字形極柱的上端連接吻合的凹槽；極柱圓形板上設(shè)有一個(gè)小于密封膠外徑的極柱圓形臺(tái)階，極柱圓形臺(tái)階上設(shè)有極柱圓形凸臺(tái)，極柱圓形臺(tái)階與絕緣墊片吻合以固定絕緣墊片。

（9）正極耳采用呈S形與極柱連接，降低振動(dòng)的影響。

（10）十字形極柱、極耳壓環(huán)由純鋁或純鎳材質(zhì)制成，提高了材質(zhì)的韌性，避免十字形極柱、極耳壓環(huán)受鉚接的沖壓力而發(fā)生斷裂，密封膠采用耐老化、耐高溫性好的可溶性聚四氟乙烯材料，絕緣墊片和絕緣底膜采用可溶性聚四氟乙烯材料或聚四氟乙烯材料，可以提高電池電容器的壽命。

（11）該發(fā)明圓柱電池電容器可滿足車(chē)載系統(tǒng)、智能氣表、智能水表等領(lǐng)域?qū)γ芊庑缘囊蟆?/p>

《一種圓柱電池電容器》涉及二次電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種圓柱電池電容器。