圆柱电池

2016年12月7日，《一种圆柱电池电容器》获得第十八届中国专利优秀奖。

一种圆柱电池电容器专利目的

《一种圆柱电池电容器》的目的是克服2012年12月前技术中的不足之处，提供一种高密封性的圆柱电池电容器。

一种圆柱电池电容器技术方案

《一种圆柱电池电容器》包括顶端设有开口，底部封闭的圆柱型壳体，以及位于圆柱型壳体内部的极组，其中，极组包括正极片、负极片、与正极片连接的正极耳、以及与负极片连接的负极耳，圆柱电池电容器还包括位于圆柱型壳体顶部的密封组件以及位于圆柱型壳体底部的绝缘底膜，密封组件的周边与圆柱型壳体及负极耳焊接，且密封组件的底部与正极耳铆接。

《一种圆柱电池电容器》通过在电池电容器顶端设置密封组件并将密封组件的周边与圆柱型壳体及负极耳焊接，密封组件的底部与正极耳铆接实现对圆柱电池电容器的密封，以提高密封性。其中，将密封组件采用焊接技术与圆柱型壳体及负极耳连接，使连接更固定；而将密封组件的底部与正极耳采用铆接的方式连接，避免了超声波焊接的虚焊及过焊问题。

为了进一步提高密封性，发明人经过长期研究，对密封组件的结构进行了创新。该发明的密封组件包括依次设置的上压环、十字形极柱、密封胶、圆形盖板、绝缘垫片以及极耳压环，密封胶与圆形盖板的内孔及上下表面为注塑一体结构，十字形极柱的上端穿过密封胶和上压环上与十字形极柱的上端相匹配的内孔，且十字形极柱的上端与上压环进行铆接密封，十字形极柱的下端穿过正极耳和极耳压环上与十字形极柱的下端相匹配的内孔，且十字形极柱的下端与极耳压环进行铆接，圆形盖板边缘为圆弧形凸台，圆弧形凸台周边包扣于圆柱形壳体的周边并与圆柱形壳体的周边焊接。

密封组件最主要的创新点之一是：首先，利用密封胶与盖板注塑为一体，并留有与十字形极柱上端相匹配的内孔；然后，设置十字形极柱，将十字形极柱上端贯穿上压环以及密封胶的内孔，十字形极柱下端贯穿极耳压环，并将十字形极柱的上端与上压环铆接，十字形极柱的下端与极耳压环铆接；同时，由于上压环、十字形极柱与密封胶是依次设置，通过铆接可将上压环、十字形极柱与密封胶贴附连接。通过以上技术方案制成的密封组件与电池电容器的圆柱形壳体再采用激光焊接，实现了圆柱电池电容器全密封并提高了密封性。

密封组件另一个创新点是：在圆形盖板边缘设置圆弧形凸台，圆弧形凸台周边包扣于圆柱形壳体的周边并与圆柱形壳体的周边焊接，以提高密封组件与壳体之间连接的牢固度，而将密封胶与盖板注塑为一体有利于提高密封件的组装效率。

密封组件再一个创新点是：实现密封效果所使用的密封胶及铆接工艺耗用成本低，且密封胶硬度低而不易脱落，也不会产生密封间隙以致电解液泄露。

进一步地，圆形盖板的内孔下端有凸面。当密封胶与圆形盖板注塑成一体时，凸面嵌在密封胶内部，增加盖板和密封胶的结合力，避免密封胶产生位移，并可填补密封面的间隙，防止电解液泄露。

进一步地，上压环外径小于密封胶外径，上压环的内孔外围设有凹槽，凹槽与十字形极柱上端受铆接冲压形成的形状吻合。将上压环外径设置小于密封胶外径以达到利用密封胶实现上压环与圆形盖板完全密封的目的，同时还可增大上压环与密封胶的接触面积，避免密封胶因受铆接的冲压力而使局部压强过大产生裂痕；在上压环的内孔外围设置与十字形极柱上端受铆接冲压形成形状吻合的凹槽，当进行铆接时，极柱上端因受冲击力形成冠状，冠状结构卡扣在吻合的凹槽内，使密封更加牢固。

为了进一步提高密封性，十字形极柱中还包括一个极柱圆形板，极柱圆形板上有一个小于密封胶外径的极柱圆形台阶，极柱圆形台阶上设有极柱圆形凸台，极柱圆形台阶与绝缘垫片吻合以固定绝缘垫片。当进行铆接时，极柱圆形凸台由于受铆接冲压力的作用嵌入密封胶的内部，增加与密封胶的结合力。

具体地，正极耳的端部为圆弧形，且呈S形减振结构与极柱连接。

更进一步地，十字形极柱为纯铝十字形极柱或纯镍十字形极柱，极耳压环为纯铝极耳压环或纯镍极耳压环，这是因为纯金属材质韧性高，受铆接的冲压力而不发生断裂；鉴于可溶性聚四氟乙烯耐老化、耐腐蚀、耐高温的性能，密封胶优选为可溶性聚四氟乙烯材料，绝缘垫片、绝缘底膜优选为可溶性聚四氟乙烯材料或聚四氟乙烯材料。

一种圆柱电池电容器有益效果

（1）在电池电容器内部设置密封组件，并将密封组件的周边与圆柱型壳体及负极耳焊接，密封组件的底部与正极耳铆接实现对圆柱电池电容器的密封，提高了密封性。

（2）密封组件的底部与正极耳采用铆接的方式连接，避免了超声波焊接带来的虚焊及过焊。

（3）《一种圆柱电池电容器》用密封胶密封盖板与极柱，并利用铆接方式将十字形极柱与上压环、圆形盖板、正极耳、极耳压环密封，从而实现全密封，提高了密封性。

（4）该发明实现全密封效果所使用到的密封胶及铆接工艺耗用成本低。

（5）该发明采用的密封胶硬度低而不易脱落，也不会产生密封间隙以致电解液泄露。

（6）将密封胶与盖板注塑为一体有利于提高密封件的组装效率。

（7）在圆形盖板边缘设置圆弧形凸台，圆弧形凸台周边包扣于圆柱形壳体的周边并与圆柱形壳体的周边焊接，提高了密封组件与壳体之间的牢固度。

（8）以下技术方案进一步提高了密封件的密封性：圆形盖板的内孔下端设有凸面；上压环外径小于密封胶外径，上压环的内孔外围设有与十字形极柱的上端连接吻合的凹槽；极柱圆形板上设有一个小于密封胶外径的极柱圆形台阶，极柱圆形台阶上设有极柱圆形凸台，极柱圆形台阶与绝缘垫片吻合以固定绝缘垫片。

（9）正极耳采用呈S形与极柱连接，降低振动的影响。

（10）十字形极柱、极耳压环由纯铝或纯镍材质制成，提高了材质的韧性，避免十字形极柱、极耳压环受铆接的冲压力而发生断裂，密封胶采用耐老化、耐高温性好的可溶性聚四氟乙烯材料，绝缘垫片和绝缘底膜采用可溶性聚四氟乙烯材料或聚四氟乙烯材料，可以提高电池电容器的寿命。

（11）该发明圆柱电池电容器可满足车载系统、智能气表、智能水表等领域对密封性的要求。

《一种圆柱电池电容器》涉及二次电源技术领域，具体涉及一种圆柱电池电容器。