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电池集电体

阅读：146发布：2020-05-12

IPRDB可以提供电池集电体专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种电池集电体，其密封圈为旋转体，同时其底盖具有凸向所述密封圈的凸起结构，用于在所述密封圈因防爆沟断裂而下落时将其支撑，从而形成连通所述密封圈的断裂开口与所述底盖泄气孔的泄气通道。由于所述密封圈为旋转体，因而注塑加工时密封圈的质量分布更为均匀，可以有效避免现有技术的密封圈易发脆开裂的问题，延长了使用寿命并提高了可靠性。此外，由于密封圈的厚度相对降低，使得电池内部具有更大的活性物质填充空间，显著提高了所述电池的电容量。，下面是电池集电体专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电池集电体，包括具有防爆沟的密封圈，其中心孔中插装导体钉，所述导体钉的底端固定地电连接于底盖的中心位置，所述底盖靠近其边缘的位置设有泄气孔，其特征在于，所述密封圈为旋转体；所述底盖具有凸向所述密封圈的凸起结构，用于在所述密封圈因所述防爆沟断裂而下落时将其支撑，从而形成连通所述密封圈的断裂开口与所述泄气孔的泄气通道。

2.如权利要求1所述的电池集电体，其特征在于，所述凸起结构为围绕所述底盖中心的环形凸台，所述环形凸台具有向下凹陷的导气通道。

3.如权利要求1所述的电池集电体，其特征在于，所述凸起结构为围绕所述底盖中心的环形凸棱，所述环形凸棱具有向下凹陷的导气通道。

4.如权利要求2或者3所述的电池集电体，其特征在于，所述导气缺口的数目为三个，且三者均匀地分布。

5.如权利要求4所述的电池集电体，其特征在于，所述底盖进一步包括设于所述导气缺口外侧的点状凸起部。

6.如权利要求1所述的电池集电体，其特征在于，所述凸起结构为沿所述底盖径向设置的条形凸台或者条形凸棱。

7.如权利要求6所述的电池集电体，其特征在于，所述条形凸台或者条形凸棱的数目为三条，且三者均匀分布于所述底盖。

8.如权利要求1所述的电池集电体，其特征在于，所述凸起结构为点状凸起部。

9.如权利要求1至3或者6至8任一项所述的电池集电体，其特征在于，所述密封圈由尼龙材料制成。

10.如权利要求9所述的电池集电体，其特征在于，所述密封圈的底面设有向所述电池的内部方向凹进的环形导气通道。

说明书全文

技术领域

本发明涉及电池的密封与防爆领域，特别涉及一种电池的集电体结构。

背景技术

集电体是电池中的重要结构，其作用主要包括三个方面：一是收集并向外输送电池内部负极部分产生的电流；二是密封，即将电池壳体底端的开口封闭；三是安全防爆，防止电池因其内部气体压力过高而发生爆炸。
请参考图1、图2以及图3，图1为现有技术的电池集电体的结构示意图；图2为图1所示集电体中密封圈的结构示意图；图3为图2所示密封圈的仰视图。
集电体通常包括密封圈11，密封圈11设置于电池壳体(图中未示出)的底部，其环形侧壁111可以与电池壳体的内壁面紧密配合，以便将电池的底部密封。铜钉13插装于的电池内部，并穿过密封圈11的中心孔112(图1中未示出)，且两者之间保持液密封。铜钉13的底端固定连接底盖12，可以收集并向外输送电池内部活性材料所产生的电流。底盖12位于密封圈11的下部，与密封圈11之间具有适当的间隙，并以其边缘部分将密封圈11压合于所述电池壳体底端的内侧壁。
如上所述，集电体的一个重要作用是安全防爆。众所周知，电池使用过程中其内部的气体压力有可能异常增大，原因包括：电池内部的活性材料中存在杂质、电池短路或者电池受到充电等滥用等。一旦电池内部气体压力异常增大，即有可能导致电池爆炸。为了保证安全，必须采取措施将所述气体释放至外部。
现有技术的密封圈11包括主平面113，主平面113的中心位置设有中心柱体114，中心柱体114具有竖直地贯通密封圈11的中心孔112。主平面113的边缘设有环形侧壁111，且环形侧壁111位于主平面113的下方。
为达到防爆的目的，密封圈11通常包括至少一个设于其主平面113的薄弱部位115，其强度低于主平面113的其他部位。在电池内部气体压力异常增大达到电池爆炸压力之前，薄弱部位115即可断裂，电池内部的气体因而可以从裂口处释放，并经由底盖12上的泄气孔121排至电池外部。泄气孔121应当远离底盖12的中心位置设置，通常将其设置于底盖12的边缘附近，以避免在使用时用电设备的压紧弹簧的末端伸入泄气孔121中，影响正常使用。薄弱部位115通常是环绕密封圈11中心孔111的环形的防爆沟。
薄弱部位115断裂后，由于失去了支撑，密封圈11具体地说是其主平面113在电池内部气体推动下会向底盖12方向移动，并且紧密贴合于底盖12上，从而极易封堵底盖12上的泄气孔121，从而截断泄气通道，集电体因此将起不到安全防爆的作用，极易造成事故。
为了保证泄气孔121以及泄气通道的畅通，现有技术的做法是，在密封圈11朝向底盖12的表面设置若干不连续的凸起结构116，凸起结构116具体可以是弧形突起部，如图3所示。密封圈11的主平面113自薄弱部位115断开并下落时，所述凸起结构116及其之间的导气口117可以保证密封圈11与底盖12之间存在适当的间隙。凸起结构116之间应当具有连通其两侧的导气口117，否则电池内部的气体无法通过环形凸起结构116到达泄气孔121。这样即可保证泄气孔121以及泄气通道的畅通。
然而，现有的密封圈通常由径向注塑工艺加工而成，注塑加工时注塑材料自其中心向四周发散流动，上述存在于凸起结构116之间的导气口117，会局部改变模具中注塑材料的径向流向，导致形成的密封圈出现密度不均匀的现象。但密封圈11的质量分布却要求达到较高的均匀度，其原因在于密度不均匀将会导致密封圈出现易于开裂、易于发脆等问题，显著缩短其使用寿命，并很可能造成漏液，降低电池的可靠性。现有技术的集电体无法克服这一矛盾，其密封圈的使用寿命必然较短、可靠性必然较差。
因此，如何保持在泄气通道畅通的同时提高密封圈质量分布的均匀度，即如何在保证电池的安全防爆性能的同时延长密封圈的使用寿命并提高其可靠性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在保证电池的安全防爆性能的同时，延长密封圈的使用寿命和可靠性的电池集电体。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电池集电体，包括具有防爆沟的密封圈，其中心孔中插装导体钉，所述导体钉的底端固定地电连接于底盖的中心位置，所述底盖靠近其边缘的位置设有泄气孔，所述密封圈为旋转体；所述底盖具有凸向所述密封圈的凸起结构，用于在所述密封圈因所述防爆沟断裂而下落时将其支撑，从而形成连通所述密封圈的断裂开口与所述泄气孔的泄气通道。
优选地，所述凸起结构为围绕所述底盖中心的环形凸台，所述环形凸台具有向下凹陷的导气通道。
优选地，所述凸起结构为围绕所述底盖中心的环形凸棱，所述环形凸棱具有向下凹陷的导气通道。
优选地，所述导气缺口的数目为三个，且三者均匀分布。
优选地，所述底盖进一步包括设于所述导气缺口外侧的点状凸起部。
优选地，所述凸起结构为沿所述底盖径向设置的条形凸台或者条形凸棱。
优选地，所述条形凸台或者条形凸棱的数目为三条，且三者均匀分布于所述底盖。
优选地，所述凸起结构为点状凸起部。
优选地，所述密封圈由尼龙材料制成。
优选地，所述密封圈的底面设有向所述电池的内部方向凹进的环形导气通道。
相对上述背景技术，本发明所提供的电池集电体取消了密封圈底部的凸起结构，并进一步将所述密封圈设为旋转体。由于所述密封圈为旋转体，因而注塑加工时模具中的材料可以自中心部位沿径向向四周均匀发散流动，所述密封圈的质量分布可以更为均匀，这样就有效避免了现有技术的密封圈易发脆、易开裂的问题，显著延长了使用寿命并提高了可靠性。
本发明所提供的电池集电体同时在所述底盖上的适当位置设置了凸向所述密封圈的凸起结构，当电池内部气体压力异常增大并致使所述密封圈自其薄弱部位断裂并进而下落后，所述凸起结构可以将其支撑，以在所述密封圈和底盖之间形成一个泄气通道，所述密封圈的断裂部位与所述泄气孔之间因此可以保持畅通，使电池内部的高压气体顺利排出。
此外，取消了现有技术中密封圈底部的凸起结构，整个密封圈的厚度可以相对降低，使得电池内部具有更大的活性物质填充空间，显著提高了所述电池的电容量。

附图说明

图1为现有技术的电池集电体的结构示意图；
图2为图1所示集电体中密封圈的结构示意图；
图3为图2所示密封圈的仰视图；
图4为本发明所提供的密封圈一种具体实施方式的结构示意图；
图5为图4所示密封圈的仰视图；
图6为本发明所提供的底盖一种具体实施方式的结构示意图；
图7为图6所示底盖沿A-A面的剖视示意图；
图8为本发明所提供的集电体一种具体实施方式的结构示意图；
图9为本发明所提供的底盖另一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本发明核心是提供一种能够在保证电池的安全防爆性能的同时，延长密封圈的使用寿命和可靠性的电池集电体。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图4和图5，图4为本发明所提供的密封圈一种具体实施方式的结构示意图；图5为图4所示密封圈的仰视图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的密封圈21可以由尼龙材料制得，具体可以选用尼龙6、尼龙66或者尼龙610等。
密封圈21包括大体呈环形的主平面213，主平面213垂直于电池的纵轴。密封圈21还包括中心柱体214，中心柱体214具体可以是圆柱体，且具有纵向贯通的中心孔212。
为了避免所述电池因壳体内部气体压力过高而发生爆炸，主平面213上设置强度低于其他部位的薄弱部位，所述薄弱部位具体可以是围绕并靠近中心柱体214的环形防爆沟215。
主平面213的边缘设有大体与其垂直的环形侧壁211，且其位于主平面213的下方。环形侧壁211的外径应当与所述电池壳体底端内壁的内径相适应，以便两者紧密配合。
中心孔212中插装作为中心导体的导体钉，具体可以是铜钉23(示于图8中)或者其他具有适宜形状和材料的导体。铜钉23可以收集并向外输送电池内部活性材料所产生的电流，且其外径应等于或者略大于中心孔212的内径，以便两者紧密配合，为了确保两者之间的密封，还可以在两者的接触部位涂抹粘合剂。
铜钉23的底端固定连接于底盖22的中心位置，两者之间具体可以是焊接。底盖22位于密封圈21的下部，且其与密封圈21之间具有适当的间隙。底盖22以其边缘部分221将密封圈21的环形侧壁211压合于所述电池壳体底端的内壁。
众所周知，在一个平面内定义一条母线，然后将该母线绕某一旋转轴旋转一周即可得到一旋转面；该旋转面和垂直于所述旋转轴的平面所围成的立体图形，或者由封闭的旋转面所围成的立体图形即为旋转体。
本发明所提供的密封圈21的一个关键特征即在于，密封圈21为旋转体。如前所述，凸起结构116之间必须导气口117，因此现有技术的密封圈11并非所述旋转体。而本发明的上述具体实施方式中所提供的密封圈21取消了所述凸起结构116，以及凸起结构116之间的导气口117，因此可以将本发明所提供的密封圈22设为所述旋转体。
本发明所提供的密封圈21可以进一步包括设于其主平面213的底面，且内凹的环形导气通道216。环形导气通道216围绕中心孔212，且靠近密封圈21的环形侧壁211。由于底盖22的泄气孔221设置于靠近底盖22边缘的位置，导气通道216与泄气孔221之间可以保持连通，因此所述泄气通道连通导气通道216的任何部分即相当于连通了泄气孔221，这有利于所述电池内部高压气体的顺利排出。
请参考图6和图7，图6为本发明所提供的底盖一种具体实施方式的结构示意图；图7为图6所示底盖沿A-A面的剖视示意图。
如上所述，现有技术中凸起结构116以及凸起结构116之间的导气口117的作用是保证所述泄气通道的畅通，避免发生爆炸事故。在上述本发明的具体实施例所提供的密封圈21将其取消的情况下，为了保证所述泄气通道仍然畅通，本发明所提供的底盖22在其朝向密封圈21的表面设置了凸起结构。所述凸起结构的作用，是当密封圈21的主平面213因环形防爆沟215断裂而下落时，支撑密封圈21的主平面213，以在密封圈21与底盖22之间保留适当的距离，从而保证环形防爆沟215断裂所产生的断裂口与底盖22的泄气孔221之间的泄气通道的畅通。
底盖22大体为与所述电池底端开口形状相适应的圆形，其边缘部分的外径应当与密封圈21环形侧壁211的内径相适应，以便将后者压合于所述电池壳体底端的内侧壁。底盖22包括至少一个泄气孔221，泄气孔221应当设置于靠近底盖22边缘的位置，否则以在使用的过程中用电设备压紧弹簧的末端可能会伸入泄气孔121中，影响正常使用。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的底盖22的凸起结构具体可以是图6及图7所示的环形凸台222。环形凸台222围绕底盖22的中心位置而设置，并凸向密封圈21，具体可以是冲压形成。
应当恰当地选择环形凸台222的位置，比如可以将其设于密封圈21中环形防爆沟215的正下方，以保证在密封圈21的主平面213因环形防爆沟215断裂而下落时，环形凸台222的顶部可以将其支撑。
密封圈21的环形防爆沟215设于靠近中心柱体214的位置，而底盖22的泄气孔221设于靠近其边缘的位置，因此环形防爆沟215断裂所产生的断裂口与泄气孔221分别位于环形凸台222的内、外两侧。为了保证两者之间具有畅通的泄气通道，应当设置沟通环形凸台222内、外两侧的气体流通通道。比如，可以在环形凸台222的顶部设置向下凹陷的导气缺口223。导气缺口223的数目可以是一个，但是，为了进一步保证所述泄气通道的畅通，可以设置多个导气缺口223。较佳地，可以将导气缺口223的数目设置为三个，且三者最好均匀分布于环形凸台222的顶部。
为了进一步保证导气缺口223不被堵塞，可以在其外侧适当的位置设置点状凸起部224。点状凸起部224同样可以冲压形成，其顶部可以是圆形平面，当然，也可以方形、三角形平面，甚至可以仅是一凸起的尖端。
需要指出的是，上述第一种具体实施方式中，所述凸起结构具体是环形凸台222，其顶部为水平的环形面，其径向纵剖面大体为梯形。然而，所述环形凸台222也可以由环形凸棱代替，即将所述凸起结构的顶部设为一条环形的棱，此时其径向纵剖面大体为三角形。所述环形凸棱通过其顶部的凸棱支撑密封圈21的主平面213。其他结构可以不变。
请参考图8，图8为本发明所提供的集电体一种具体实施方式的结构示意图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的集电体包括上述密封圈21、底盖22以及作为中心导体的铜钉23。三者的具体结构和连接关系前文已经进行了详细说明，此处不再赘述。
请参考图9，图9本发明所提供的底盖另一种具体实施方式的结构示意图。
相对于上述第一种具体实施方式，本发明所提供的底盖的第二种具体实施方式改变了所述凸起结构的具体形态。
在第二种具体实施方式中，所述凸起结构具体可以是沿底盖22的径向设置的条形凸台225。条形凸台225也可以是冲压形成，且具有沿底盖22径向延伸的顶面。条形凸台225的位置应当恰当地选择，以保证密封圈21的主平面213因环形防爆沟215断裂而下落时，条形凸台225的顶面可以将其支撑。
可以仅设置一条所述条形凸台225。为了进一步保证所述泄气通道的畅通，可以设置多个条形凸台225。较佳地，可以将条形凸台225的数目设置为三个，且三者最好均匀分布于底盖22，即三者两两均成120度夹角。
将所述凸起结构设为沿底盖22的径向设置的条形凸台225可以进一步保证所述泄气通道的畅通，其原因在于多个径向设置的条形凸台225之间必然存在泄气通道，因此就不必专门开设导气缺口，也就不必考虑导气缺口的堵塞问题。此外，密封圈21的主平面213因环形防爆沟215断裂而下落时，很难落于在底盖22的径向延伸的条形凸台225之外，因此提高了所述集电体的可靠性。
需要指出的是，上述第二种具体实施方式中，所述凸起结构具体是条形凸台225，其顶部为水平面，其横截面大体为梯形。然而，所述条形凸台225也可以由条形凸棱代替，即将所述凸起结构的顶部设为一条沿底盖22的径向延伸的棱，此时其横截面大体为三角形。所述条形凸棱通过其顶部的凸棱支撑密封圈21的主平面213。其他结构可以不变。
所述凸起结构具体还可以采用其他形式。比如，将其设为点状凸起部，即所述凸起结构为圆台或者棱台。具体地，所述凸起结构可以是围绕底盖22中心位置并且均匀分布的若干圆台。所述圆形凸台的位置应当保证密封圈21的主平面213因环形防爆沟215断裂而下落时，其顶面可以将其支撑。
上述圆台的顶面是自然是圆形，但是显然也可以将其设为方形或者其他形状，比如三角形，此时所述凸起结构为棱台。无论采用哪种具体的形状，其顶面都应具有足够的面积，以保证能够将密封圈21的主平面213支撑。
本发明所提供的电池集电体取消了密封圈底部的凸起结构，并进一步将所述密封圈设为旋转体。由于所述密封圈为旋转体，因而注塑加工时模具中的材料可以自中心部位沿径向向四周均匀发散流动，所述密封圈的质量分布可以更为均匀，这样就有效避免了现有技术的密封圈易发脆、易开裂的问题，显著延长了使用寿命并提高了可靠性。
本发明所提供的电池集电体同时在所述底盖上的适当位置设置了凸向所述密封圈的凸起结构，当电池内部气体压力异常增大并致使所述密封圈自其薄弱部位断裂并进而下落后，所述凸起结构可以将其支撑，以在所述密封圈和底盖之间形成一个泄气通道，所述密封圈的断裂部位与所述泄气孔之间因此可以保持畅通，使电池内部的高压气体顺利排出。
此外，取消了现有技术中密封圈底部的凸起结构，整个密封圈的厚度可以相对降低，使得电池内部具有更大的活性物质填充空间，显著提高了所述电池的电容量。
以上对本发明所提供的电池集电体进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
集电体-专利编号CN102971897A	2020-05-11	218
电池集电体-专利编号CN105958078B	2020-05-13	103
集电体-专利编号CN106992302A	2020-05-11	199
电池集电体-专利编号CN105958078A	2020-05-12	669
电池集电体-专利编号CN101425566B	2020-05-12	145
电池集电体-专利编号CN101425567B	2020-05-13	437
电池集电体-专利编号CN101425567A	2020-05-13	900
电池集电体-专利编号CN101425566A	2020-05-12	433
集电体-专利编号CN102971898B	2020-05-11	546
集电体-专利编号CN102971898A	2020-05-11	159

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