CN101894927A - 电池盖板装置及其制造方法、锂离子动力电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池盖板装置及其制造方法、以及具有该电池盖板装置的锂离子动力电池，所述电池盖板装置具体包括：盖板；至少一个螺柱，所述螺柱包括螺纹部和与所述螺纹部垂直的弯折部；其中，所述弯折部与所述盖板固定连接。本发明提供的电池盖板装置能够从原理上避免螺柱随着螺母旋转导致的密封胶松动漏液问题。

Description

电池盖板装置及其制造方法、锂离子动力电池

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种电池盖板装置及其制造方法和锂离子动力电池。

背景技术

锂离子电池是20世纪开发成功的一种新型电池，因其具有比能量高、放电电压稳定、没有记忆效应、绿色环保等优点，近年来已广泛应用于军事和民用小型电器中，如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等，以代替传统电池。目前，容量大于3Ah的锂离子动力电池已在电动代步车、电动自行车、UPS电源和便携式电动工具中应用，还有望成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，而且在人造卫星、航空航天和储能方面具有广阔的前景。

通常，电池盖板装置与壳体配合对内部的电池芯形成整体密封，盖板装置一般包括：盖板、与所述盖板连接的正、负极端子和安全阀等。最初的动力电池为圆柱形，其盖板装置采取单铆钉结构，如图1所示，所述铆钉结构包含铆钉1及相应的胶垫2及密封胶(图中未示出)；其中，固定于盖板4上的铆钉1直接作为正(负)极端子，而铆钉1与电池壳体5内部的卷芯正(负)极极耳相连。由于电池芯在圆柱形的壳体内组合排列比较浪费空间，所以进一步改进为方形动力电池。

方形的锂离子动力电池的壳体为长方体形，其盖板装置采用双螺柱结构，该结构将螺柱作为电池的正、负极端子，螺柱结构的优势非常明显，多个电池串并联时，外部连接不必采用焊接的方式，只需用螺母固定金属连接片与螺柱即可实现，简便易行，能够避免点焊连接的虚焊问题。

图2为一种锂离子动力电池的结构示意图，其中，盖板6与电池壳体7密封连接，盖板装置包括：盖板6、螺柱8、螺母9和胶垫(图中未标号)，所述螺柱8通过螺母8和胶垫与盖板6固定连接。然而，在多个电池串并联连接的过程中，要将螺母安装于螺柱上，所述螺柱会随着组装拧螺母的动作形成转动的扭矩，使覆盖于胶垫和盖板6连接处10的密封胶松动，导致电池内部由此处漏液。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池盖板装置及其制造方法和一种锂离子动力电池，能够避免螺柱与盖板的连接处漏液的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种电池盖板装置包括：

盖板；

至少一个螺柱，所述螺柱包括螺纹部和与所述螺纹部垂直的弯折部；

其中，所述弯折部与所述盖板固定连接。

具有至少两个所述的弯折部，还包括至少两个铆钉，通过所述铆钉将各个弯折部和盖板铆接而实现所述固定连接。

所述弯折部和所述螺纹部的截面形成“L”字形。

所述盖板具有通孔，所述螺纹部穿过所述通孔，且位于盖板的一侧，所述弯折部位于盖板的另一侧。

所述螺纹部和弯折部位于盖板的同一侧。

还包括胶垫，夹在所述弯折部和盖板之间。

所述螺柱为所述电池盖板装置的电极。

还提供一种锂离子动力电池，包括：

壳体，

电池芯，位于所述壳体内部，

盖板装置，与所述壳体的开口连接，将所述电池芯密封在壳体内；

其中所述盖板装置包括：盖板和至少一个螺柱，所述螺柱包括螺纹部和与所述螺纹部垂直的弯折部，其中，所述弯折部与所述盖板固定连接。

此外，本发明还提供一种电池盖板装置的制造方法，包括以下步骤：

将金属圆柱的一端沿柱体圆心分切为至少两个分支部，并将所述分支部弯折90度以形成弯折部；

将所述弯折部与盖板固定连接；

将金属圆柱的另一端加工出螺纹以形成螺纹部。

本发明提供的另一种电池盖板装置的制造方法，包括以下步骤：

开模并在模具中采取金属浇注以形成金属圆柱，所述金属圆柱的一端为至少两个弯折部，所述弯折部与金属圆柱的另一端垂直；

将所述弯折部与盖板固定连接；

将金属圆柱的另一端加工出螺纹以形成螺纹部。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

所述电池盖板装置及其制造方法，采取了双(多)点固定连接螺柱和盖板的模式，而双点可以固定一条直线，多点则可以固定平面，都防止螺柱轴向的转动，具体可通过铆钉将螺柱固定在盖板上，而不是通过密封胶将螺柱与盖板直接连接，这样一来，当旋紧螺母的过程中，螺柱在螺母的作用下产生轴向转动的扭矩时，铆钉以螺柱与盖板的交点为中心形成延圆周运动的趋势，但是铆钉本身不会产生旋转的现象，这是因为螺柱经由所述弯折部与盖板固定连接，其在螺纹部的圆周上没有运动空间，铆钉和弯折部将转动的扭矩传递到整个盖板，使得螺柱的轴向转动受到限制，因而能够从原理上避免螺柱随着螺母旋转导致的密封胶松动漏液问题。

具有所述电池盖板装置的锂离子动力电池，能够避免作为电极的螺柱随着螺母旋转导致的密封胶松动漏液问题，可靠性较高。

附图说明

通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为一种锂离子动力电池的结构示意图；

图2为另一种锂离子动力电池的结构示意图；

图3为实施例一中电池盖板装置的立体结构图；

图4为图3中电池盖板装置的主视图；

图5为图3中电池盖板装置的俯视图；

图6为图4中螺柱结构的局部放大图；

图7为实施例一中另一电池盖板装置的俯视图；

图8为实施例二中电池盖板装置的局部放大图；

图9为实施例三中锂离子动力电池的结构示意图；

图10为实施例三中另一锂离子动力电池的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为突出本发明的特点，附图中没有给出与本发明的发明点必然直接相关的部分。

传统电池盖板装置的螺柱结构中，由于螺柱与盖板直接垂直连接，在拧螺母时螺柱会以所述垂直线为轴转动，使密封胶与螺柱之间的密封因为转动的扭矩作用而导致密封不牢，从而容易产生漏液现象。

本发明的技术方案采用多铆钉螺柱结构，通过多个铆钉将螺柱固定在盖板上，当螺柱产生轴向旋转的扭矩时，铆钉以螺柱与盖板的交点为中心形成延圆周运动的趋势，而铆钉本身不会产生旋转的现象，由于在所述圆周上没有运动空间，铆钉将转动的扭矩传递到整个盖板，使得螺柱的转动受到限制，因而能够从原理上避免螺柱旋转导致的密封胶松动漏液问题。

以下结合附图详细说明所述电池盖板装置及其制造方法的一种具体实施方式。

实施例一

图3为本实施例中所述电池盖板装置的立体结构图，图4为图3中电池盖板装置的主视图，图5为图3中电池盖板装置的俯视图，图6为图4中螺柱结构的局部放大图。

如图所示，所述电池盖板装置，包括：

盖板11，所述盖板11为圆角矩形；

盖板11上面的两个螺柱12，所述螺柱12包括螺纹部121和与所述螺纹部121垂直的弯折部122；

其中，所述弯折部122与所述盖板11固定连接。

本实施例中，电池盖板装置的螺柱12具有两个所述的弯折部122，它们分别和所述螺纹部组成“L”字形，另外，电池盖板装置还包括对应于一个螺柱的两个铆钉13，通过所述铆钉13将两个弯折部122和盖板11铆接而实现所述固定连接，于是螺柱12被固定在盖板上。而所述螺纹部121和弯折部122均位于盖板11的同一侧。

所述盖板11可以为导电材料也可以为绝缘材料，当盖板11为导电材料时，电池盖板装置还包括胶垫14，夹在所述弯折部122和盖板11之间，起到隔离绝缘和密封连接处的作用。

所述螺柱12采用导电的金属材料制成，可以作为所述电池盖板装置的电极端子，此时，还包括与所述螺柱12连接的螺母15。

本实施例中的电池盖板装置与电池壳体(图中未示出)固定连接，将电池芯密封在壳体内部，而两个螺柱12分别与电池芯的正、负极耳电性连接，作为电池的正负极端子，当需要多个电池形成动力电池组时，只需旋紧螺母15固定金属连接片(图中未示出)与螺柱12即可实现多个锂离子动力电池的串并联连接。

与传统的电池盖板装置相比，本实施例的电池盖板装置，通过两个铆钉13将螺柱12固定在盖板11上，而不是通过密封胶将螺柱12与盖板11直接连接，这样以来，当旋紧螺母15的过程中，螺柱12在螺母15的作用下产生轴向转动的扭矩时，铆钉13以螺柱12与盖板11的交点为中心形成延圆周运动的趋势，但是铆钉13本身不会产生旋转的现象，这是因为螺柱12经由所述弯折部122与盖板11连接，其在螺纹部121的圆周上没有运动空间，铆钉13和弯折部122将转动的扭矩传递到整个盖板11，使得螺柱12的转动受到限制，因而能够从原理上避免螺柱12随着螺母15旋转导致的密封胶松动漏液问题。

如图5所示，本实施例中的电池盖板11为圆角矩形，螺柱12的两个弯折部122在同一条直线上，与螺纹部121组成“L”字形(见图6)，除此以外，一个螺柱可以具有两个以上的弯折部，例如图7所示的电池盖板装置的俯视图，螺柱12’具有四个弯折部122’和一个螺纹部121’，所述四个弯折部122’位于同一个平面内并组成“十”字形，螺纹部121’与四个弯折部所在的平面垂直，则通过四个铆钉13’分别将四个弯折部122’铆接于盖板11’上，从而将螺柱12’与盖板11’固定连接，同样的，四个铆钉13’和弯折部122’也可以将转动的扭矩传递到整个盖板11’，使得螺柱12’的转动受到限制，因而也能够避免螺柱12’随着螺母(图中未示出)旋转导致的密封胶松动漏液问题。

可选的，所述弯折部和相应的铆钉也可以为三个、五个或六个等。所述弯折部也可以为平板形状，例如垂直于螺纹部的方形板，通过设置在方形板四角的四个铆钉固定于盖板上。

以上实施例中，所述螺纹部和弯折部位于盖板的同一侧，除此以外，所述螺纹部和弯折部也可以分别位于盖板的两侧，具体在以下实施例中结合附图详细说明。

实施例二

图8为本实施例中电池盖板装置的局部放大图。

如图所示，与实施例一类似，电池盖板装置包括：盖板21和螺柱22，以及，所述螺柱22和盖板21之间的胶垫24；其中，所述螺柱22包括螺纹部221和与所述螺纹部221垂直的弯折部222，所述弯折部222与所述盖板21固定连接。

与实施例一的主要区别在于，所述盖板21具有通孔211，该通孔211与所述螺纹部221形成间隙配合，螺纹部221穿过所述通孔211，且位于盖板的一侧，所述弯折部222的长度大于通孔的直径，位于盖板21的另一侧。

所述电池盖板装置还包括对应于一个螺柱的两个铆钉23，通过所述铆钉23将两个弯折部222和盖板21铆接而实现所述固定连接，当电池盖板装置与壳体(图中未示出)密封连接后，所述弯折部222位于电池壳体的内部。

以下结合附图详细说明本发明技术方案提供的锂离子动力电池的实施例。

实施例三

图9所示为本实施例中锂离子动力电池的结构示意图，所述锂离子动力电池具体包括：

壳体30，所述壳体30为长方体形，由导电材料制成，所述导电材料优选为金属材料；

电池芯33，位于所述壳体30内部，所述电池芯33可以由多个采用卷绕工艺制成的卷芯331并联组成；

盖板装置34，与所述壳体30的开口固定连接，将所述电池芯33密封在壳体30内。

其中所述盖板装置34包括：盖板31和两个螺柱32，所述螺柱32包括螺纹部321和与所述螺纹部321垂直的弯折部(图中未示出)，其中，所述弯折部通过铆钉35与所述盖板31固定连接。

如图9所示，电池芯33的各个卷芯331的正极极耳并联构成电池芯33的第一极耳332，各个卷芯331的负极极耳并联构成电池芯33的第二极耳333，所述第一极耳332和第二极耳333分别位于电池芯33的两端；所述第一极耳332与一个螺柱电性连接，所述第二极耳333与壳体30焊接并通过导电的壳体30与另一个螺柱电性连接，所述两个螺柱分别作为该动力电池的正极端子和负极端子。

除此以外，在本发明的其他实施例中，第一极耳和第二极耳位于电池芯的同一端，所述第一极耳直接与一个螺柱连接，所述第二极耳直接与另一个螺柱连接，不需通过壳体来电性连接，壳体可以为导电材料也可以为绝缘材料。

以上实施例中，电池盖板装置的两个螺柱分别与电池芯的正、负极耳电性连接，作为电池的正、负极端子，除此以外，本发明的其他实施例中，所述电池盖板装置可以仅包括一个螺柱和相应的两个铆钉，如图10所示，该锂离子动力电池包括：圆柱形壳体30’，连接于壳体30’的底面的两个电池盖板装置34’，盖板上的防爆孔38’以及电池芯(图中未示出)。其中，所述盖板装置34包括：盖板31’和1个螺柱32’，所述螺柱32’包括螺纹部321’和与所述螺纹部321’垂直的弯折部(图中未示出)，其中，所述弯折部通过铆钉35’与所述盖板31’固定连接。

与以上实施例的区别在于，图10所示的锂离子动力电池具有两个电池盖板装置34’，每个盖板装置34’仅具有一个螺柱32’和相应的两个铆钉35’，电池芯的两个极耳(图中未示出)分别通过金属片36’与螺柱32’电性连接。

以下详细说明本发明提供的电池盖板装置制造方法的实施方式。

实施例四

本实施例中所述电池盖板装置的制造方法包括以下步骤：

步骤S 1：提供金属圆柱，所述金属圆柱例如直径为5～15mm、长度为15～35mm的铆钉，该铆钉的材料为铝、镍、铜或其合金。

步骤S2：将金属圆柱的一端沿柱体圆心分切为至少两个分支部，并将所述分支部弯折90度以形成弯折部。例如将铆钉的下部分(长度约7mm～15mm)从柱体圆心处分切为二个分支部，再将分支部弯折，形成与金属圆柱的上部分垂直的L型，L型的一边长3～7mm，另一边长4～8mm；

步骤S3：在所述弯折部上套上涂满密封胶液的密封胶垫及绝缘胶垫，并将金属圆柱的另一端从盖板孔中装入盖板；

步骤S4：在金属圆柱的弯折部和盖板之间套上金属延伸柄，用来和电池芯的极耳连接；

步骤S5：利用两个铆钉分别将两个弯折部与盖板以及金属延伸柄铆接并在连接处补充密封胶液；

步骤S6：室温或加热使密封胶液凝固；

步骤S7：将金属圆柱的另一端加工出螺纹以形成螺纹部。

实施例五

本实施例中所述电池盖板装置的制造方法与以上实施例的区别在于，螺柱结构直接采取浇注成型，需要开模，适合大批量生产使用，而实施例四的方案不需要开模，属于冷加工成型，适合前期生产使用。

所述制造方法具体包括以下步骤：

步骤P1：开模并在模具中采取金属浇注以形成金属圆柱，所述金属圆柱的一端为至少两个弯折部，所述弯折部与金属圆柱的另一端垂直(见图6)；

步骤P2：在所述弯折部上套上涂满密封胶液的密封胶垫及绝缘胶垫，并将金属圆柱的另一端从盖板孔中装入盖板；

步骤P3：在金属圆柱的弯折部和盖板之间套上金属延伸柄，用来和电池芯的极耳连接；

步骤P4：利用两个铆钉分别将两个弯折部与盖板以及金属延伸柄铆接并在连接处补充密封胶液；

步骤P5：室温或加热使密封胶液凝固；

步骤P6：将金属圆柱的另一端加工出螺纹以形成螺纹部。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种电池盖板装置，其特征在于，包括：

盖板；

至少一个螺柱，所述螺柱包括螺纹部和与所述螺纹部垂直的弯折部；

其中，所述弯折部与所述盖板固定连接。

2.根据权利要求1所述的电池盖板装置，其特征在于，具有至少两个所述的弯折部，还包括至少两个铆钉，通过所述铆钉将各个弯折部和盖板铆接而实现所述固定连接。

3.根据权利要求2所述的电池盖板装置，其特征在于，所述弯折部和所述螺纹部的截面形成“L”字形。

4.根据权利要求1所述的电池盖板装置，其特征在于，所述盖板具有通孔，所述螺纹部穿过所述通孔，且位于盖板的一侧，所述弯折部位于盖板的另一侧。

5.根据权利要求1所述的电池盖板装置，其特征在于，所述螺纹部和弯折部位于盖板的同一侧。

6.根据权利要求1所述的电池盖板装置，其特征在于，还包括胶垫，夹在所述弯折部和盖板之间。

7.根据权利要求1所述的电池盖板装置，其特征在于，所述螺柱为所述电池盖板装置的电极。

8.一种锂离子动力电池，其特征在于，包括：

壳体；

电池芯，位于所述壳体内部；

盖板装置，与所述壳体的开口连接，将所述电池芯密封在壳体内；

其中所述盖板装置包括：盖板和至少一个螺柱，所述螺柱包括螺纹部和与所述螺纹部垂直的弯折部，其中，所述弯折部与所述盖板固定连接。

9.一种电池盖板装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

将金属圆柱的一端沿柱体圆心分切为至少两个分支部，并将所述分支部弯折90度以形成弯折部；

将所述弯折部与盖板固定连接；

将金属圆柱的另一端加工出螺纹以形成螺纹部。

10.一种电池盖板装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

开模并在模具中采取金属浇注以形成金属圆柱，所述金属圆柱的一端为至少两个弯折部，所述弯折部与金属圆柱的另一端垂直；

将所述弯折部与盖板固定连接；

将金属圆柱的另一端加工出螺纹以形成螺纹部。

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