CN108539063A - 一种电池盖板电极组件以及电池 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种电池盖板电极组件以及电池，解决了现有技术中电极组件固定时采用铆接固定需要铆接模具而带来的成本高的问题；本发明的实施例所提供的一种电池盖板电极组件，包括电极极柱，叠加固定在所述电极极柱中上的压板，包括上压板和在竖直方向上叠加在所述上压板下方的下压板，其中，所述电极极柱与所述下压板通过焊接固化连接，以实现所述电极极柱与所述压板的固定，从而实现了电极组件的固定，省去了铆接模具，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉电池技术领域，具体涉及一种电池盖板电极组件以及电池。
背景技术
动力电池是新能源汽车以及储能电站的发展方向，动力电池一般由盖板、正负极压板、正负极极柱、上下绝缘垫组成。而正极组件、负极组件在实现固定时，均需要通过铆接固定，将电极组件中的各组件固定在一起，而铆接固定需要使用铆接模具，增加了生产成本。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池盖板电极组件，解决了现有技术中电池盖板电极组件的各组件固定采用铆接，成本高的问题。
本发明一实施例提供的一种电池盖板电极组件，包括：盖板，包括第一表面、与所述第一表面在竖直方向上相对应的第二表面，以及贯穿所述第一表面和所述第二表面的电极通孔；
贯穿所述电极通孔的电极极柱，包括第一部件以及在竖直方向上叠加在所述第一部件上的第二部件；以及，
叠加固定在所述电极极柱上的压板，包括上压板和在竖直方向上叠加在所述上压板下方的下压板，所述下压板包括第三表面以及与所述第三表面在竖直方向上相对应的第四表面；
其中，所述第二部件与所述下压板通过焊接固化连接，以实现所述电极极柱与所述压板的固定连接。
优选的，所述第二部件是实心结构，所述下压板与所述第二部件通过穿透焊接固化连接。
优选的，所述第二部件进一步包括第一上表面，与所述第一上表面在竖直方向上相对应的第一下表面，以及贯穿所述第一上表面和所述第一下表面的极柱通孔；
其中所述下压板装配在所述极柱通孔内，在所述下压板与所述极柱通孔装配连接的边缘通过焊接固化连接。
进一步的，所述第二部件还包括至少一个止转装置；
所述下压板包括设在所述第四表面上且在竖直方向上向下凸起的凸起部件；
其中，所述凸起部件与所述止转装置进行装配连接，在所述凸起部件与所述止转装置装配连接的边缘通过焊接固化连接。
优选的，所述止转装置为设置在所述极柱通孔的内表面上且向所述极柱通孔外表面延伸的第一凹槽；
其中，所述凸起部件与所述止转装置进行装配连接，在所述凸起部件与所述止转装置装配连接的边缘通过焊接固化连接，包括：所述凸起部件装配所述第一凹槽内，在所述凸起部件与所述第一凹槽装配连接的边缘通过焊接固化连接。
优选的，所述止转装置为设置在所述极柱通孔的内表面上且向所述极柱通孔孔心方向延伸的凸缘；
所述凸起部件设有第二凹槽；
其中通孔孔心为通孔形状的中心，本发明一实施中，通孔的横截面为圆形时，通孔孔心则为圆形通孔的圆心，在本发明其他实施例中，通孔的横截面为正方形时，通孔孔心则为正方形的对角线交点处，即正方形的中心。
其中，所述凸起部件与所述止转装置进行装配连接，在所述凸起部件与所述止转装置装配连接的边缘通过焊接固化连接，包括：所述凸缘装配在所述第二凹槽内，在所述第二凹槽与所述凸缘装配连接的边缘通过焊接固化连接。
优选的，所述第一部件为中空结构。
其中，所述电池盖板电极组件进一步包括：
套设于所述电极极柱外侧的密封垫圈；和/或，
第一绝缘垫，包括设置在所述第一表面与所述第四表面之间间隙中的第三部分以及套设于所述上压板外侧的第四部分。
优选的，当所述电池盖板电极组件用于电池的负极时，所述电极极柱的材质采用纯铜。
优选的当所述电池盖板电极组件用于电池的负极，所述压板的材质采用铜铝复合材料。
作为本发明的另一面，本发明一实施例还提供了一种电池，包括电池盖板组件，其中所述电池盖板组件包括正极组件以及负极组件，其中，所述正极组件包括所述盖板以及正极压板，所述盖板与所述正极压板通过焊接固化连接；所述负极组件采用前述所述的电池盖板电极组件的结构。
进一步，所述电池盖板组件还包括：第二绝缘垫，所述第二绝缘垫的一端与所述正极组件连接，另一端设置在所述盖板与所述负极组件之间。
本发明的实施例所提供的一种电池盖板电极组件，通过对电池盖板电极组件中的压板以及电极极柱的结构的改变，从而可以实现将电极极柱与电极压板焊接固定在一起，从而实现了电极组件的固定，省去了铆接模具，降低了成本。
附图说明
图1所示为本发明一实施例提供的一种电池盖板电极组件的结构示意图。
图2所示为本发明一实施例提供的盖板电极组件中的电极极柱的结构示意图。
图3所示为本发明一实施例提供的电池盖板电极组件中的电极极柱的结构示意图。
图4所示为本发明一实施例提供的电池盖板电极组件中的电极极柱的结构示意图。
图5所示为本发明一实施例提供的一种电池盖板电极组件的结构示意图。
图6所示为本发明一实施例提供的电池盖板电极组件中的压板的结构示意图。
图7所示为本发明一实施例提供的电池盖板电极组件中的压板的结构示意图。
图8所示为本发明一实施例提供的一种电池盖板组件的结构示意图。
图9(a)至图9(f)所示分别为本发明一实施例提供的一种电池盖板组件中的电极极柱中的极柱通孔的横截面的形状示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，设置在第一特征面竖直方向上的与第一特征面相对应的第二特征面中，竖直方向指的是垂直于第一特征面的方向，用于指示第一特征面和第二特征面的方位或者位置关系为附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的位置必须有特定的方位，以特定的方位构造，因此不能理解为对本发明的限制。
图1所示为本发明一实施例提供的一种电池盖板电极组件的结构示意图，该电极组件包括盖板1，其中盖板1包括在第一表面11，在竖直方向上与第一表面11相对应的第二表面12以及贯穿第一表面11和第二表面12的电极通孔；贯穿电极通孔的电极极柱2，其中电极极柱2包括第一部件22以及在竖直方向上叠加在第一部件22上的第二部件21，如图2所示；叠加固定在电极极柱2上的压板3，其中压板3固定在电极极柱2上的第二部件21上，其中压板3包括上压板32以及在竖直方向上叠加在上压板32下方的下压板31，如图6所示，其中下压板31包括第三表面311以及在竖直方向上与第三表面311相对应的第四表面312；其中，电极极柱2中的第二部件21和下压板31通过焊接的方式连接；本发明实施例通过将电极极柱2中的第二部件21和下压板31通过焊接的方式固定连接，从而将电极极柱2和压板3进行固定，进而将电极组件进行固定，整个电极组件的固定过程中没有使用铆接，省去了铆接需要的模具，降低了成本。
应当理解，压板3中的上压板32和下压板31之间的叠加，可以根据实际工艺要求进行设计，例如上压板32和下压板31可以是一体成型，也可以是分开两个独立的结构件通过一定的连接方式进行固定叠加在一起。
本发明一实施例中，电池盖板电极组件进一步包括套设于电极极柱2外侧的密封垫圈4，其中密封垫圈4将盖板电极组件中的电极极柱2与盖板1的连接处进行密封，本发明一实施例中，密封垫圈4的材质为氟橡胶中的一种，例如氟硅橡胶(FLS)，在本发明其他实施例中，密封垫圈4的材质还可以选择其他材料，例如三元乙丙橡胶(EPDM)。本发明其他实施例中，电池盖板电极组件进一步还包括第一绝缘垫5，其中第一绝缘垫包括第三部分51和第四部分52，其中第三部分51设置在第一表面11和第四表面312之间的间隙中，用于填充第一表面11与第四表面321之间的间隙，第四部分52套设于上压板32外侧，其中，第一绝缘垫5、密封垫圈4、压板3、电极极柱2和盖板1共同构成了电极组件的压紧件，提高了电池盖板电极组件的密封性。
本发明一实施例中，电极极柱2中的第二部件21为实心结构，如图3所示，第二部件21和下压板31则是通过穿透焊的方式进行固定，从而实现电极极柱2和压板3之间的固定，为了能够满足第二部件21和下压板31通过穿透焊接固定，下压板31和上压板32如图7所示，此时电极组件如图5所示，本发明实施例提供的电极组件，使用穿透焊接的方式进行连接，电极极柱2的第二部件21为实心结构，从而使得压板2的结构简单，从而使得整体的电极组件的结构简单，易于加工。
本发明一实施例中，电极极柱2的第二部件21进一步包括竖直方向上的第一上表面、与第一上表面相对的第一下表面以及贯穿第一上表面和第一下表面的极柱通孔，如图2所示，在将下压板31和电极极柱2的第二部件21进行焊接固定的时候，下压板31首先装配在第二部件21的极柱通孔内，然后在下压板31与极柱通孔装配的边缘通过焊接的方式进行固定，从而实现下压板31与电极极柱2的第二部件21的固定连接，进而实现电极极柱2和压板3的固定连接，此时，压板3的结构如图6所示，焊接固定化后的电极组件的结构如图1所示，本发明实施例提供的电极组件，通过将电极极柱2的第二部件21和下压板31结构的改变，从而使得电极极柱2的第二部件21和下压板31的焊接工艺更加简单。
应当理解，极柱通孔的形状可以根据实际的工艺需求进行改变，可以是圆形，也可以是非圆形，例如四边形、三角形、还可以是圆形和非圆形共同组成的，如图9(e)所示，而下压板3中的第二部件21的结构也需要和极柱通孔的形状相匹配，即可实现在电极极柱和第二部件21装配的边缘通过焊接的方式进行固定。
在下压板31与极柱通孔装配的边缘通过焊接的方式进行固定的过程中，为了使得电极组件连接的稳定以及电极组件的密封性，一般将下压板31与极柱通孔装配连接的边缘全部进行焊接，这样增加了焊接的过程，并且在焊接的过程中下压板31容易转动。为此，本发明进一步的实施例中，极柱通孔的内表面上设置至少一个止转装置，此时，为了保证电极组件的密封性，下压板31的结构也随之改变，包括设在所述第四表面上且在竖直方向上向下凸起的凸起部件313，该凸起部件313以下压板31的第四表面312为基础面，沿着竖直方向上向下凸起形成，则当下压板31和电极极柱2中的第二部件21焊接固定的时候，首先将该凸起部件313装配在止转装置中，，然后在该凸起部件313与止转装置装配的边缘通过焊接的方式进行固定连接，从而实现下压板31与电极极柱2中的第二部件21的固定连接，进而实现电极极柱2和压板3的固定连接。本发明实施例提供的电极组件，电极极柱2的第二部件21设置由止转装置以及在下压板31上设置与止转装置相对应的凸起部件313，使得在将下压板31和电极极柱的第二部件21的焊接固定连接过程中，只需要在凸起部件313和止转装置装配的边缘进行焊接固定，既能够将下压板31定位在极柱通孔内，大大减少了焊接的过程，同时还能够防止下压板31在极柱通孔内的转动。
为了增加边缘焊接的强度，避免盖板电极组件在使用过程中的避免压板3受扭矩的作用而使焊接位置断裂，本发明一实施例中，止转装置为设置在所述极柱通孔的内表面上且向极柱通孔外表面延伸的第一凹槽23，其中，则当下压板31和电极极柱2中的第二部件21焊接固定的时候，只需要将凸起部件313装配在第一凹槽23中，在凸起部件313与第一凹槽23装配连接的边缘通过焊接固化连接，即可实现下压板31与电极极柱2中的第二部件21的固定连接，进而实现电极极柱2和压板3的固定连接。
应当理解，第一凹槽23的形状可以根据实际工艺进行选择，在本发明其他实施例中，第一凹槽23的形状还可以是梯形或者长方形，在焊接强度足够大时，第一凹槽23的形状还可以是圆形。
应当理解，第一凹槽23可以是一个，也可以是多个，可以是没有一定的位置管关系的多个，也可以是由一定位置关系的多个，例如两个互相对称的凹槽23，如图4所示，则凸起部件313装配在由电极通孔和第一凹槽23共同组成的空隙中时，该凸起部件313与两个对称设置的第一凹槽23装配的边缘通过焊接的方式进行固定连接，此时凸起部件313的形状为长条状，长度大小等于两个第一凹槽23以及通孔直径之和，凸起部件313容易制备，形状也美观。若第一凹槽23为2对互相对称设置的4个第一凹槽23时，凸起部件313则由两个长条交叉设置，两个长条的长度均等于两个第一凹槽23以及通孔直径之和；当第一凹槽23为两个第一凹槽23或多个第一凹槽互相不对称时，凸起部件313则由多个长条组成，每个长条的长度则为一个第一凹槽与极柱通孔的半径之和。
还应当理解，第一凹槽23可以贯穿电极极柱2的第二部件21，也可以不贯穿电极极柱2的第二部件21，而凸起部件313的尺寸与第一凹槽23、电极通孔共同组成的结构尺寸相适应，能够实现凸起部件313和第一凹槽23的装配的边缘通过焊接固定即可。
本发明一实施例中，止转装置为设置在极柱通孔的内表面上且向极柱通孔圆形方向延伸的凸缘，此时，为了保证电极组件的密封性，下压板31中的结构也随之改变，其中在凸起部件313上设有第二凹槽，则当下压板31和电极极柱2中的第二部件21焊接固定的时候，首先将该凸缘装配在第二凹槽中，然后在该凸缘与第二凹槽装配的边缘通过焊接的方式进行固定连接，从而实现下压板31与电极极柱2中的第二部件21的固定连接，进而实现电极极柱2和压板3的固定连接。本发明实施例提供的电极组件，电极极柱2的第二部件21设置有凸缘以及在凸起部件313上设置与凸缘相对应的第二凹槽，使得在将下压板31和电极极柱的第二部件21的焊接固定连接过程中，只需要在凸缘和第二凹槽装配的边缘进行焊接固定，既能够将下压板31定位在极柱通孔内，大大减少了焊接的过程，同时还能够防止下压板31在极柱通孔内的转动。应当理解，在凸缘和凸起部件中的第二凹槽进行装配时，凸缘的形状、个数以及和凸缘相对应的凸起部件的形状和第二凹槽的形状、个数配合情况，均和前述所述的第一凹槽的形状、个数以及和第一凹槽相对应的凸起部件的形状之间的配合情况相类似，在此不再做赘述。
当电极组件作为负极组件还是正极组件中时，目前负极极柱、正极极柱往往使用的实心结构的，这样在制备的电极极柱时，加工成本以及原材料的成本高，为此，本发明一实施例中，电极组件中的电极极柱2的第一部件22位中空结构，在制备电极极柱2时，使用的材料减少，而且制备方式也有更多的选择，例如可以选择模具成型的方式进行成型，相对车削加工，成本更低。
当电池盖板电极组件作为负极组件时，本发明一实施例中，电极极柱的材质为纯铜，本发明另一实施例中，压板的材质为铜铝复合材料。
应当理解，电极极柱、压板的材质选择可以根据实际的加工工艺来选择，本发明对此不作限定。
还应当理解，前述所述的下压板31与电极极柱2中的第二部件21通过焊接固定在一起，所采用的焊接方式则根据实际工艺要求进行选择，例如可以选择等离子焊接，也可以选择电弧焊，还可以选择激光焊，本发明对此不作限定。
本发明一实施例提供了一种电池盖板组件，如图8所示，包括正极组件102、负极组件101，其中负极组件101采用前述所述的电极组件结构，正极组件102包括盖板1以及正极压板1021，其中盖板1和正极压板1021通过焊接固化连接，正极引片直接焊接导通，其中盖板1、正极压板1021和正极引片整体作为正极。本发明实施例提供的电池盖板组件，正极组件没有使用正极极柱，盖板不需要为正极极柱设置通孔，从而提高了电池盖板组件的密封性。
本发明进一步实施例中，电池盖板组件还包括第二绝缘垫103，其中第二绝缘垫103的一端与正极组件102连接，另一端设置在盖板1余负极组件101之间。第一绝缘垫4和第二绝缘垫103共同将正极和负极进行绝缘，增加电池的安全性，同时第二绝缘垫103还可以分别和正极组件、负极组件构成压紧组件，提高正极组件、负极组件的密封性。
应当理解，第二绝缘垫103与正极组件102的连接方式以及第二绝缘垫103在盖板1、负极组件101之间的连接方式，均可以根据实际工艺进行调整，本发明对此不作限定。
本发明一实施例提供了一种电池，包括前述所述的电池盖板组件，电芯本体和外壳。电芯本体设置在外壳中，电芯本体通过内部的化学反应产生电能，包括用于形成电路回路的正极极耳和负极极耳。电池盖板组件密封设置于外壳的开口上。电芯本体的正极极耳通过电池盖板组件的正极组件102与外部用电装置实现电连接；电芯本体的负极极耳通过电池盖板组件的负极组件101与外部用电装置实现电连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池盖板电极组件，其特征在于，包括：
盖板，包括第一表面、与所述第一表面在竖直方向上相对应的第二表面，以及贯穿所述第一表面和所述第二表面的电极通孔；
贯穿所述电极通孔的电极极柱，包括第一部件以及在竖直方向上叠加在所述第一部件上的第二部件；以及，
叠加固定在所述电极极柱中上的压板，包括上压板和在竖直方向上叠加在所述上压板下方的下压板，所述下压板包括第三表面以及与所述第三表面在竖直方向上相对应的第四表面；
其中，所述第二部件与所述下压板通过焊接固化连接，以实现所述电极极柱与所述压板的固定连接。
2.根据权利要求1所述的电池盖板电极组件，其特征在于，所述第二部件是实心结构，所述下压板与所述第二部件通过穿透焊接固化连接。
3.根据权利要求1所述的电池盖板电极组件，其特征在于，所述第二部件进一步包括第一上表面，与所述第一上表面在竖直方向上相对应的第一下表面，以及贯穿所述第一上表面和所述第一下表面的极柱通孔；
其中所述下压板装配在所述极柱通孔内，在所述下压板与所述极柱通孔装配连接的边缘通过焊接固化连接。
4.根据权利要求3所述的电池盖板电极组件，其特征在于，所述第二部件还包括至少一个设在所述极柱通孔内表面上的止转装置；
所述下压板包括设在所述第四表面上且在竖直方向上向下凸起的凸起部件；
其中，所述凸起部件与所述止转装置进行装配连接，在所述凸起部件与所述止转装置装配连接的边缘通过焊接固化连接。
5.根据权利要求4所述的电池盖板电极组件，其特征在于，所述止转装置为设置在所述极柱通孔的内表面上且向所述极柱通孔外表面延伸的第一凹槽；
其中，所述凸起部件与所述止转装置进行装配连接，在所述凸起部件与所述止转装置装配连接的边缘通过焊接固化连接，包括：所述凸起部件装配在所述第一凹槽内，在所述凸起部件与所述第一凹槽装配连接的边缘通过焊接固化连接。
6.根据权利要求4所述的电池盖板电极组件，其特征在于，所述止转装置为设置在所述极柱通孔的内表面上且向所述极柱通孔孔心方向延伸的凸缘；
所述凸起部件设有第二凹槽；
其中，所述凸起部件与所述止转装置进行装配连接，在所述凸起部件与所述止转装置装配连接的边缘通过焊接固化连接，包括：所述凸缘装配在所述第二凹槽内，在所述第二凹槽与所述凸缘装配连接的边缘通过焊接固化连接。
7.根据1至6任一权利要求所述的电池盖板电极组件，其特征在于，所述第一部件为中空结构。
8.根据1至6任一权利要求所述的电池盖板电极组件，其特征在于，所述电池盖板电极组件进一步包括：
套设于所述电极极柱外侧的密封垫圈；和/或，
第一绝缘垫，包括设置在所述第一表面与所述第四表面之间间隙中的第三部分以及套设于所述上压板外侧的第四部分。
9.根据1至6任一权利要求所述的电池盖板电极组件，其特征在于，所述电池盖板电极组件适用于负极组件时，所述电极极柱的材质采用纯铜；和/或，
所述压板的材质采用铜铝复合材料。
10.一种电池，其特征在于，包括：
电池盖板组件，包括正极组件以及负极组件；
其中，所述正极组件包括所述盖板以及正极压板，所述盖板与所述正极压板通过焊接固化连接；
其中，所述负极组件采用如权利要求1至9所述的电池盖板电极组件的结构。
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