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CN105958078B - 电池集电体 - Google Patents

电池集电体 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电池集电体，连接部包括位于外侧的应力缓冲部和位于内侧的环形主体，环形主体上一体注塑成型有多个朝向负极底盖延伸的支撑部，支撑部径向分布于应力缓冲部的内侧与中心柱体之间，且该支撑部的上部设置有朝向并顶住负极底盖的凸起结构，其优点是在密封圈的基础上一体注塑成型有集电体支撑机构，降低材料成本，减少嵌片工序，简化工艺流程，塑料成型的密封圈与负极底盖配合，对各零件的同心度要求较低，从而降低了生产和管理成本，且电池的整体质量更轻，运输成本随之降低。由于省去了辅助支撑片，整个集电体的厚度减少，电池内部空间增加，活性物质增多，加强了电池的电性能。

Description

电池集电体
技术领域
本发明涉及一种电池密封和防爆结构，尤其是涉及一种电池集电体。
背景技术
集电体是电池中的重要结构，尤其对电池的安全性能起到保证作用。其主要作用为：1、安全阀作用，防止电池内部气体压力过高而发生爆炸；2、密封作用，即将电池壳体底端的开口封闭；3、集流作用，收集并向外部输送电池内部负极产生的电流。
如公布日为2013年4月3日、专利号为201210562378.1的中国授权发明专利公开了“一种电池集电体”，包括密封圈、负极底盖和导体钉，密封圈包括插装导体钉的中心柱体、与电池外壳内壁紧密贴合的外周部和位于中心柱体与外周部之间的连接部，导体钉的底端固定地电连接于负极底盖，负极底盖上设置有泄气孔，连接部包括环形主体，环形主体上设置有防爆结构，防爆结构设置在环形主体与中心柱体连接处根部，其特征在于密封圈与负极底盖围成的空间内设置有辅助支撑片，辅助支撑片上设置有朝向并顶住环形主体的凸出结构，使环形主体、中心柱体和辅助支撑片三者围成一个泄气腔，位于凸出结构内侧的辅助支撑片上设置有与泄气腔连通的出气孔，出气孔与泄气孔相连通。其优点是加强了电池集电体的刚性，减少密封圈的变形自由度，防止因密封圈的过度变形导致防爆沟形状及防爆压力的失真。上述电池集电体存在如下缺点：1、一定厚度的辅助支撑片，使得集电体的体积增加，在电池整体体积恒定的条件下，减少了电池内部空间，活性物质减少，对电池电性能不利。2、增加辅助支撑片，增加一道嵌片工序，工艺复杂度增加，原料和生产管理成本增加。3、辅助支撑片由金属材料制成，单个电池重量增加，运输成本增加。4、对辅助支撑片、负极底盖和密封圈三者的原材料和生产过程同心度要求极高，否则容易导致密封圈被辅助支撑片割伤或者封口不良。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在省去辅助支撑片的基础上，依然能减少密封圈的变形自由度，具有良好防漏防爆性能的电池集电体。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：电池集电极，包括密封圈、负极底盖和导体钉，密封圈包括插装导体钉的中心柱体、与电池外壳内壁紧密贴合的外周部和位于中心柱体与外周部之间的连接部，防爆结构设置在连接部与中心柱体连接处根部，其特征在于所述的连接部包括位于外侧的应力缓冲部和位于内侧的环形主体，所述的环形主体上一体注塑成型有多个朝向负极底盖延伸的支撑部，所述的支撑部径向分布于应力缓冲部的内侧与中心柱体之间，且该支撑部的上部设置有朝向并顶住负极底盖的凸起结构。
本发明进一步的优选方案为：所述的应力缓冲部由连接部外围部分向负极底盖折弯形成，在连接部外侧形成一个环形凸起且对应地在连接部的内侧形成一个环形凹陷，负极底盖嵌入应力缓冲部与外周部之间的沟槽内。
本发明进一步的优选方案为：所述的支撑部径向分布于应力缓冲部的环形凸起内侧与中心柱体之间。
本发明进一步的优选方案为：所述的电池隔膜纸的端部插入所述的环形凹陷内，所述的环形主体上设置有朝向电池内部的用于定位隔膜纸的定位环。
本发明进一步的优选方案为：所述的中心柱体的内端设置有第一台阶。
本发明进一步的优选方案为：所述的负极底盖的上平面与周侧部之间设置有第二台阶，外周部上设置有出气孔。
与现有技术相比，本发明的优点是在密封圈的基础上一体注塑成型有集电体支撑机构，降低材料成本，减少嵌片工序，简化工艺流程，塑料成型的密封圈与负极底盖配合，对各零件的同心度要求较低，从而降低了生产和管理成本，且电池的整体质量更轻，运输成本随之降低。由于省去了辅助支撑片，整个集电体的厚度减少，电池内部空间增加，活性物质增多，加强了电池的电性能。
附图说明
图1为发明安装于电池中的结构图；
图2为本发明的集电体的立体图；
图3为本发明的集电体的俯视图；
图4为图3的B-B剖视图；
图5为图3的F-F剖视图；
图6为本发明的密封圈的立体图；
图7为本发明的密封圈的俯视图；
图8为图7的C-C剖视图；
图9为图7的E-E剖视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
电池集电极，包括密封圈1、负极底盖2和导体钉3，密封圈1包括插装导体钉3的中心柱体5、与电池外壳6内壁紧密贴合的外周部7和位于中心柱体5与外周部7之间的连接部8，防爆结构9设置在连接部8与中心柱体5连接处根部，连接部8包括位于外侧的应力缓冲部10和位于内侧的环形主体11，环形主体11上一体注塑成型有多个朝向负极底盖2延伸的支撑部12，支撑部12径向分布于应力缓冲部10的内侧与中心柱体5之间，且该支撑部12的上部设置有朝向并顶住负极底盖2的凸起结构13。环形主体11、具有中心孔51的中心柱体5和负极底盖2形成一个泄气腔20，该泄气腔20与负极底盖2的出气孔21连通。
支撑部12厚度设置在合适的范围内，可根据情况设置3-6个，两个支撑部12之间为泄气腔20，两个支撑部之间设有防爆结构9。支撑部可以对中心柱体5起到支撑加固作用，增大中心孔51对导电钉的作用力，减少中心孔51爬碱现象，也就是说，在相同支撑力的作用下，可以减小中心柱体5的厚度，增加电池内容积，为放电性能高的电池提供有利条件。
应力缓冲部10由连接部8外围部分向负极底盖2折弯形成，在连接部8外侧形成一个环形凸起14且对应地在连接部8的内侧形成一个环形凹陷15，负极底盖2嵌入应力缓冲部10与外周部7之间的沟槽16内。在集电体组装过程中，导电钉3插入到中心柱体5的中心孔51内，负极底盖2嵌入到沟槽16内，整体作用力向下，环形主体11收到微小纵向应力，支撑部12的增加，加强了密封圈1的整体刚性，减少连接部8纵向位移，应力削弱，防爆结构9受到保护。
在电池封口过程中，电池正极钢制外壳、集电体向内径收缩，应力缓冲部10吸收大部分作用力后将微小作用力传递至环形主体11，因支撑部12的增加，环形主体11有效厚度增加，各点应力减少，而且支撑部12、中心柱体5、应力缓冲部10共同组成的H型结构使得整体刚性增强，支撑部承担更多转移应力，环形主体11平面应力大大削弱，使防爆结构9受到保护，避免应机械力过大导致破裂。
在电池内压增大或发热情况下，由于支撑部12与负极底盖2内侧顶住，密封圈环形主体11纵向变形自由度小，而且刚性的增强也使密封圈整体不易变形。防止防爆层受损，形状及防爆压力的失真，甚至防爆层破裂。
支撑部12径向分布于应力缓冲部10的环形凸起14内侧与中心柱体5之间。
电池隔膜纸17的端部插入环形凹陷15内，环形主体11上设置有朝向电池内部的用于定位隔膜纸17的定位环18。定位环18的作用是防止隔膜纸移出环形凹陷15，起到定位的作用。
中心柱体5的内端设置有第一台阶19。可分散导电钉插入中心柱体的应力，防止开裂，改变注塑料流经，改善中心柱体气泡现象，对整体注塑的致密度有很大改善作用，确保中心孔对铜钉的作用力。
负极底盖2的上平面22与周侧部23之间设置有第二台阶24，周侧部23上设置有出气孔21。第二台阶24的设置不仅增大负极底盖2刚性且避免出气孔21周边因冲压形成的毛刺高于负极底盖的上平面22，防止电池与用电器的接触不良。

Claims (1)

1.电池集电体，包括密封圈、负极底盖和导体钉，密封圈包括插装导体钉的中心柱体、与电池外壳内壁紧密贴合的外周部和位于中心柱体与外周部之间的连接部，防爆结构设置在连接部与中心柱体连接处根部，其特征在于所述的连接部包括位于外侧的应力缓冲部和位于内侧的环形主体，所述的环形主体上一体注塑成型有多个朝向负极底盖延伸的支撑部，所述的支撑部径向分布于应力缓冲部的内侧与中心柱体之间，且该支撑部的上部设置有朝向并顶住负极底盖的凸起结构；所述的应力缓冲部由连接部外围部分向负极底盖折弯形成，在连接部外侧形成一个环形凸起且对应地在连接部的内侧形成一个环形凹陷，负极底盖嵌入应力缓冲部与外周部之间的沟槽内；
所述的支撑部径向分布于应力缓冲部的环形凸起内侧与中心柱体之间；电池隔膜纸的端部插入所述的环形凹陷内，所述的环形主体上设置有朝向电池内部的用于定位隔膜纸的定位环；所述的中心柱体的内端设置有第一台阶；所述的负极底盖的上平面与周侧部之间设置有第二台阶，外周部上设置有出气孔。
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