CN101170170B - 一种电池用盖板组件和使用该盖板组件的电池 - Google Patents

Abstract

一种电池用盖板组件，包括极柱和具有通孔的盖板，极柱的一端穿过盖板的通孔，其中，该盖板组件还包括卡件，卡件卡在极柱穿过盖板通孔的一端，将极柱和盖板固定连接。还提供了使用该盖板组件的电池。在本发明提供的电池的组装过程中，可以先将极耳与极柱连接，然后将与极柱相连的极芯放入壳体，这样就不需要额外增加极耳的长度；而且将极柱放入壳体中以后，将具有通孔的盖板套在极柱上，使用卡件将二者固定连接，然后将盖板与壳体固定连接即可完成电池的组装过程，不需要弯折极耳，从而有效避免由极耳与电池壳体接触而引起的短路。

Description

一种电池用盖板组件和使用该盖板组件的电池

技术领域

本发明是关于一种电池用盖板组件和使用该盖板组件的电池。

背景技术

现有的电池，如包括镍镉二次电池和镍氢二次电池在内的碱性二次电池，一般包括电池盖板组件、电池壳体、极芯和碱性电解液，极芯包括极板及隔板，极板具有极耳，极耳与电池盖板组件相连，从而将极板的电流引到电池盖板组件上。

传统的直封圆柱形碱性二次电池采用柱型钢壳作为电池壳体，电池的组装过程一般包括将极板(包括正极板和负极板)和隔膜卷绕形成极芯，将极芯放入电池壳体中，注入电解液；将极板的极耳焊接在电池盖板组件上，然后封口。由于焊接极耳需要在电池壳体外面进行，因此要求极耳要伸出电池壳体外一定距离，才能保证焊接的进行。这就要求极耳必须有一定的长度，而在宽度和厚度一定的情况下，极耳的长度是与欧姆阻抗成正比的，极耳越长，欧姆阻抗越大。碱性二次电池在封口时，与极耳相连的盖板组件和电池壳体固定连接，因此极耳在极芯与盖板组件之间强行弯折成U形或S形，有可能造成极耳与钢壳之间接触而发生短路。

为了避免极耳与盖板的焊接问题，CN 2389421Y公开了一种高功率氢镍电池，该电池包括电池壳、密封圈、防爆球、正负极板、极耳、隔膜，正极耳和负极耳分别通过螺栓、螺母与电池正极端子和负极端子联接，电池盖上部设有供电池联接的螺栓。该电池虽然避免了极耳与盖板的焊接问题，但是在组装该电池的过程中，用螺栓和螺母联接正极耳和正极端子或负极耳和负极端子时，需要拧动螺母并保证螺栓不随之转动，因此正极耳和正极端子或负极耳和负极端子的联接过程必须在电池壳体外面进行，极耳要伸出钢壳外一定距离，因此，该电池仍然存在极耳过长且极耳可能与电池壳体接触而发生短路的缺点。

CN 2773913Y公开了一种电池盖板组件和使用该电池盖板组件的电池，该电池盖板组件包括具有通孔的金属盖板、极柱和卡板，所述卡板由绝缘材料制成，卡板上具有与极柱上定位块形状匹配的凹槽，凹槽底部具有通孔，所述极柱穿过卡板凹槽中的通孔和金属盖板的通孔后，紧固在金属盖板上。使用该电池盖板组件虽然可以在极柱安装过程中自动将极柱固定，防止极柱转动，但是由于需要将卡板的凹槽与极柱的定位块对应地安装，因此盖板组件组装完成后才能与电池的其它部件安装连接起来，将极耳与盖板组件的极柱相连时，极耳要伸出壳体外一定距离，因此，该电池仍然存在极耳过长且极耳可能与电池壳体接触而发生短路的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的电池极耳过长且极耳可能与电池壳体接触而发生短路的缺点，提供一种电池用盖板组件和使用该盖板组件的电池，使用该盖板组件的电池能够缩短极耳长度并且能够有效避免极耳与电池壳体接触而发生短路。

本发明提供了一种电池用盖板组件，该盖板组件包括极柱4和具有通孔11的盖板5，极柱4的一端穿过盖板5的通孔11，其中，该盖板组件还包括卡件6，卡件6卡在极柱穿过盖板通孔的一端，将极柱4和盖板5固定连接。

本发明提供了一种电池，该电池包括盖板组件、壳体1、极芯2和电解液，极芯2和电解液位于壳体1中，极芯2包括极板和隔板，极板具有极耳3，盖板组件包括具有通孔11的盖板5和极柱4，极柱的一端穿过盖板的通孔，极柱的另一端与极耳3连接，盖板5与壳体1固定连接，其中，该盖板组件还包括卡件6，卡件6卡在极柱穿过盖板通孔的一端，将极柱4和盖板5固定连接。

由于本发明提供的电池用盖板组件包括卡件，极柱的一端穿过盖板的通孔后可以用卡件进行固定，因此，在本发明提供的电池的组装过程中，可以先将极耳与极柱连接，然后将与极柱相连的极芯放入壳体，这样就不需要额外增加极耳的长度；而且将极柱放入壳体中以后，将具有通孔的盖板套在极柱上，使用卡件将二者固定连接，然后将盖板与壳体固定连接即可完成电池的组装过程，不需要弯折极耳，从而有效避免由极耳与电池壳体接触而引起的短路。

附图说明

图1为本发明提供的电池用盖板组件的剖视图；

图2为本发明的极柱的剖视图；

图3为表示本发明的电池用盖板组件的卡件的示意图；

图4为本发明的盖板组件和极芯的结构分解示意图；

图5为本发明提供的电池的剖视图。

附图标记说明

1：壳体；2：极芯；3：极耳；4：极柱；5：盖板；6：卡件；

7：密封圈；8：绝缘圈；11：通孔；12：柱体结构；

13：筒体结构；14：凹槽；15：安全阀。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明提供的盖板组件和电池。

本发明提供的电池用盖板组件包括极柱4、具有通孔11的盖板5和卡件6，极柱4的一端穿过盖板5的通孔11，卡件6卡在极柱穿过盖板通孔的一端，将极柱4和盖板5固定连接。

卡件6的结构可以与常规的卡件的结构相同，例如，可以为环形或条形。卡件6优选为环形卡件，例如，如图3所示，卡件6为卡簧，卡簧一般为环形弹簧，由弹性材料由弹性钢制成，在使用时，将卡簧套在极柱上，弹性材料可以自动回缩，从而将卡簧卡在极柱上。卡件的尺寸大小只要能够使穿过盖板通孔的极柱一端不会从通孔滑落即可，例如，当卡件为条形时，条形卡件的长度大于盖板通孔的横截面上任意两点之间的最大距离；当卡件为环形时，卡在极柱上的环形卡件的外圈直径大于盖板通孔的横截面上任意两点之间的最大距离。

极柱4的结构可以与常规的极柱的结构相同，例如可以采用如CN2773913Y中公开的极柱。极柱的结构只要满足使极柱的一端能穿过盖板的通孔而另一端不能穿过盖板的通孔即可，即极柱一端的横截面尺寸小于等于盖板通孔的横截面尺寸，中间部位和/或另一端的横截面尺寸大于盖板通孔的横截面尺寸。卡件6卡在极柱穿过盖板通孔的一端即可将极柱4和盖板5固定连接。

为了便于极柱4与盖板5之间的连接并便于卡件卡在极柱穿过盖板通孔的一端，按照本发明的一个优选实施方式，如图2所示，极柱4的一端为柱体结构12，另一端为筒体结构13。按照该优选实施方式，柱体结构12穿过盖板5的通孔11，卡件6卡在柱体结构12上。

所述柱体结构12的横截面尺寸小于等于盖板5的通孔11的横截面尺寸，筒体结构13的横截面尺寸大于盖板5的通孔11的横截面尺寸，从而使柱体结构12能够通过盖板5的通孔11，而筒体结构13不能通过盖板5的通孔11。凹槽14的高度优选大于盖板5的厚度。所述柱体结构12可以为各种柱体形状，例如方柱体或圆柱体，为了制造和装配的方便，柱体结构12优选为圆柱体。所述筒体结构13可以为各种筒体形状，例如方筒或圆筒，为了制造和装配的方便，筒体结构13优选为圆筒。

如图2所示，柱体结构12还可以具有凹槽14，凹槽14可以位于柱体结构的任何部位，优选位于柱体结构12靠近筒体结构13的一端。如图1所示，可以将盖板5的通孔11套在极柱4的凹槽14上，卡件6位于凹槽14中。

如图1或4所示，盖板组件还可以包括密封圈7，密封圈7可以位于盖板5与极柱4的筒体结构13之间。密封圈7可以由橡胶制成，如丁苯橡胶、三元乙丙橡胶。密封圈7的内圈尺寸大于等于极柱4的柱体结构12的横截面尺寸且小于极柱4的筒体结构13的横截面尺寸，密封圈7的外圈尺寸大于通孔11的横截面尺寸。密封圈7与盖板5的厚度之和稍大于凹槽14的高度。在盖板组件的组装过程中，如图1所示，可以依次将密封圈7、盖板5和卡件6套在极柱4的凹槽14上，然后，可以选择性地将卡件8、盖板5和极柱4焊接在一起。按照本发明的该优选实施方式，可以提高盖板组件的密封性能，进而提高使用该盖板组件的电池的密封性能。

盖板5的通孔11优选位于盖板5的中心。盖板5的横截面形状可以为各种形状，例如方形或圆形，优选为圆形。如图1或图4所示，盖板组件还可以包括安全阀15，安全阀15位于盖板5上。安全阀15结构和功能已为本领域技术人员所公知，电池的内压较小时，安全阀处于密封状态；当电池由于意外的原因导致电池的内压急剧增大时，安全阀将及时启动，排泄气体，及时降低电池内压。本发明对安全阀15的个数没有特别的限定，可以为一个或多个，当安全阀15为多个时，多个安全阀15均匀分布。在此所述的均匀分布是指多个安全阀15均匀分布在以盖板中心为圆心的圆上。

如图5所示，本发明提供的电池包括盖板组件、壳体1、极芯2和电解液，极芯2和电解液位于壳体1中，极芯2包括极板和隔板，极板具有极耳3，盖板组件包括具有通孔11的盖板5、极柱4和卡件6，盖板5与壳体1固定连接，极柱的一端穿过盖板的通孔，极柱的另一端与极耳3连接，卡件6卡在极柱穿过盖板通孔的一端，将极柱4和盖板5固定连接。

由于本发明提供的电池所使用的盖板组件包括卡件，极柱的一端穿过盖板的通孔后可以通过卡件进行固定，因此，在本发明提供的电池的组装过程中，可以先将极耳与极柱连接，然后将与极柱相连的极芯放入壳体，这样就不需要额外增加极耳的长度；而且将极柱放入壳体中以后，将具有通孔的盖板套在极柱上，使用卡件将二者固定连接，然后将盖板与壳体固定连接即可完成电池的组装过程，不需要弯折极耳，从而有效避免由极耳与电池壳体接触而引起的短路。

极耳3与极柱4的连接方式可以为常规的用于连接极耳与盖板组件的方法，优选为焊接。焊接已为本领域技术人员所公知，可以为电阻焊、激光焊或超声波焊。如图4或5所示，极柱4的一端为柱体结构12，另一端为筒体结构13，极耳可以连接在筒体结构13的筒壁上，当极耳为多个时，多个极耳可以连接在筒体结构13的筒壁的不同部位上。极耳3可以连接在筒壁的外侧，也可以连接在筒壁的内侧，为了连接方便，优选将极耳3连接在筒壁的外侧。

本发明提供的电池可以为现有的各种电池，例如，可以为碱性二次电池或锂离子二次电池，优选为碱性二次电池，更优选为高功率碱性二次电池。碱性二次电池或锂离子二次电池的极芯2的结构和制备方法已为本领域技术人员所公知。极芯2包括极板和隔板，极板包括正极板和负极板。极芯2的制备过程一般包括制备正极板和负极板，在正极板和负极板上焊接极耳3，在正极板和负极板之间放置隔板后卷绕。其中，制备正负极板的方法以及卷绕的方法已为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。

盖板组件在上文已做详细描述，在此不再赘述。电池可以在正极端和/或负极端使用所述盖板组件，优选在正极端和负极端均使用所述盖板组件。

壳体1可以为常规的电池壳体，例如可以为钢壳，壳体1的横截面形状优选为圆形。盖板5与壳体1的固定连接方式可以为常规的用于固定连接盖板和壳体的方法，如图5所示，壳体1的端部具有与盖板5相配合的卡槽，盖板5位于该卡槽中。

如图5所示，该电池还可以包括绝缘圈9，将绝缘圈9位于盖板5和壳体1的卡槽之间，在电池装配过程中，先将绝缘圈9放入到壳体1的卡槽中，然后再放入盖板5，从而可以确保电池的密封性能并防止盖板与壳体接触发生短路。

本发明提供的电池的组装过程可以包括将正极极耳与正极极柱的一端连接，将负极极耳与负极极柱的一端连接，所述正极极耳位于极芯的一端，负极极耳位于极芯的另一端；将两端分别与正极极柱和负极极柱相连的极芯放入两端开口的壳体中，将具有通孔的盖板套在正极极柱的另一端，将卡件卡在极柱穿过通孔的一端上，将盖板和极柱固定连接；将盖板与壳体固定连接，从而将壳体的一端封闭；往壳体中注入电解液；然后再按照上述步骤，将壳体的另一端封闭。

Claims (6)

1.一种电池用盖板组件，该盖板组件包括极柱(4)和具有通孔(11)的盖板(5)，极柱(4)的一端穿过盖板(5)的通孔(11)，其特征在于，该盖板组件还包括卡件(6)，卡件(6)卡在极柱穿过盖板通孔的一端，将极柱(4)和盖板(5)固定连接；极柱(4)的一端为柱体结构(12)，另一端为筒体结构(13)，柱体结构(12)的横截面尺寸小于等于盖板(5)的通孔(11)的横截面尺寸，筒体结构(13)的横截面尺寸大于盖板(5)的通孔(11)的横截面尺寸；柱体结构(12)穿过盖板(5)的通孔(11)，卡件(6)卡在柱体结构(12)上；柱体结构(12)具有凹槽(14)，凹槽(14)位于柱体结构(12)靠近筒体结构(13)的一端，卡件(6)位于凹槽(14)中。

2.根据权利要求1所述的盖板组件，其中，盖板组件还包括密封圈(7)，密封圈(7)的内圈尺寸大于等于柱体结构(12)的横截面尺寸且小于筒体结构(13)的横截面尺寸，密封圈(7)的外圈尺寸大于通孔(11)的横截面尺寸；密封圈(7)位于盖板(5)与极柱(4)的筒体结构(13)之间。

3.根据权利要求1所述的盖板组件，其中，盖板组件还包括安全阀(15)，安全阀(15)位于盖板(5)上。

4.一种电池，该电池包括盖板组件、壳体(1)、极芯(2)和电解液，极芯(2)和电解液位于壳体(1)中，极芯(2)包括极板和隔板，极板具有极耳(3)，盖板组件包括具有通孔(11)的盖板(5)和极柱(4)，极柱的一端穿过盖板的通孔，极柱的另一端与极耳(3)连接，盖板(5)与壳体(1)固定连接，其特征在于，该盖板组件还包括卡件(6)，卡件(6)卡在极柱穿过盖板通孔的一端，将极柱(4)和盖板(5)固定连接；极柱(4)的一端为柱体结构(12)，另一端为筒体结构(13)，柱体结构(12)的横截面尺寸小于等于盖板(5)的通孔(11)的横截面尺寸，筒体结构(13)的横截面尺寸大于盖板(5)的通孔(11)的横截面尺寸；柱体结构(12)穿过盖板(5)的通孔(11)，卡件(6)卡在柱体结构(12)上；柱体结构(12)具有凹槽(14)，凹槽(14)位于柱体结构(12)靠近筒体结构(13)的一端，卡件(6)位于凹槽(14)中。

5.根据权利要求4所述的电池，其中，盖板组件还包括密封圈(7)，密封圈(7)的内圈尺寸大于等于柱体结构(12)的横截面尺寸且小于筒体结构(13)的横截面尺寸，密封圈(7)的外圈尺寸大于通孔(11)的横截面尺寸；密封圈(7)位于盖板(5)与极柱(4)的筒体结构(13)之间。

6.根据权利要求4所述的电池，其中，盖板组件还包括安全阀(15)，安全阀(15)位于盖板(5)上。

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