CN108598314B - 一种绝缘止动结构、电芯绝缘保护结构及电池 - Google Patents

Abstract

本发明属于电池封装技术领域，尤其涉及一种绝缘止动结构、电芯绝缘保护结构及电池。绝缘止动结构包括第一绝缘止动架和第二绝缘止动架，所述第一绝缘止动架和第二绝缘止动架相互贴合后形成用于对电芯两侧的结构进行包裹的包覆空间；所述第一绝缘止动架和第二绝缘止动架的外侧具有与绝缘保护膜固连的区域。本发明提供的绝缘止动结构，通过第一绝缘止动架和第二绝缘止动架的贴合，完成对电芯两侧的包裹，具有操作简单、装配方便的优点，同时，绝缘保护膜设置在绝缘止动架的外侧，能够防止绝缘保护膜因装配绝缘止动架时出现的褶皱或被戳伤的问题，提高了绝缘止动结构的绝缘、止动性能。

Description

一种绝缘止动结构、电芯绝缘保护结构及电池

技术领域

本发明属于电池封装技术领域，尤其涉及一种绝缘止动结构、电芯绝缘保护结构及电池。

背景技术

电池实际应用除了小型3C产品，主要作为动力电源或储能后备电源。电芯的绝缘保护膜、绝缘止动架和顶盖下塑件是普遍应用于后两类大型电池的一种简易安全保护和固定装置。

目前电芯绝缘保护结构根据电池极耳和极柱位置不同可分为以下几种形式，一种是针对正、负极极耳在同一侧的电池，绝缘保护膜将电芯四周和底部共五个面包裹，再热熔于顶盖下塑件；第二种针对正、负极极耳在两侧且正、负极极柱在同端的电池，有的采用第一种形式，更多的是两侧采用绝缘止动架或绝缘胶带保护，有的再用绝缘保护膜包裹四周；第三种针对正极极耳和极柱在同一侧、负极极耳和极柱在另一侧的电池，电芯绝缘保护膜将电芯四个面包裹，最后装入金属外壳中。以上所述不热熔则无法保证具有完全绝缘保护作用，热熔固定则均需在包裹绝缘保护膜后进行，还需绝缘胶带粘贴固定相对位置，这些装配方法需诸多工装夹持且操作不便、工序繁琐。

同时，市场上现有的方案两侧采用U形绝缘保护槽作为绝缘措施，缺点一是装配时容易戳伤隔膜或使隔膜褶皱，二是振动时也容易戳伤极耳，止动效果有限，三是外面不用绝缘保护膜包裹则有绝缘隐患，采用绝缘保护膜热熔则操作不便。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种绝缘止动结构，能够解决现有技术中存在的装配不方便、存在绝缘隐患的问题。

本发明的另一个目的在于提供一种电芯绝缘保护结构，其包括如以上所述的绝缘止动结构。

本发明的又一个目的在于提供一种电池，其采用如以上所述的电芯绝缘止动结构。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种绝缘止动结构，其包括第一绝缘止动架和第二绝缘止动架，所述第一绝缘止动架和第二绝缘止动架相互贴合后形成用于对电芯两侧的结构进行包裹的包覆空间；

所述第一绝缘止动架和第二绝缘止动架的外侧具有与绝缘保护膜固连的区域。

优选的，所述第一绝缘止动架包括第一侧面、第二侧面和底面，所述第一侧面和第二侧面的两个长边相连，所述底面相邻的两个边分别与第一侧面和第二侧面底部的短边连接；

第二侧面和底面位于第一侧面的同一侧，且三者相互垂直设置；

所述第二绝缘止动架为板状结构，所述板状结构能够与第二侧面和底面的远离第一侧面的边贴合使第一绝缘止动架和第二绝缘止动架之间形成包覆空间。

优选的，所述第一侧面包括向包覆空间一侧凹陷的凹陷部，所述凹陷部位于包覆空间一侧的表面为内表面；

所述凹陷部内表面的形状与电池壳体的连接片的形状相匹配，且内表面的边缘处设置有凸起部。

优选的，所述绝缘止动结构进一步包括顶盖下塑件，所述第一绝缘止动架、第二绝缘止动架通过卡接的方式与顶盖下塑件配合。

优选的，所述顶盖下塑件上设置有一对对称分布的固定孔，

所述第一侧面的上端具有第一定位凸起，所述第二绝缘止动架上端设置有第二定位凸起，所述第一定位凸起和第二定位凸起分别卡接在一个固定孔内。

优选的，所述第一绝缘止动架、第二绝缘止动架的外表面设置有用于与绝缘保护膜热熔连接的凹陷区域。

优选的，所述第一绝缘止动架、第二绝缘止动架上均设置有止动架通孔。

一种电芯绝缘保护结构，其包括绝缘保护膜，以及如以上所述的绝缘止动结构；

所述绝缘保护膜为片状结构，且包括第一端和第二端；

所述绝缘保护膜第一端的两侧分别固设有一个第一绝缘止动架，所述绝缘保护膜的第二端的两侧分别固设有一个第二绝缘止动架；

绝缘保护膜弯折后，第一绝缘止动架和第二绝缘止动架相贴合，且第一绝缘止动架、第二绝缘止动架和绝缘保护膜形成顶端具有开口的盒状结构。

优选的，所述绝缘保护膜第一端和第二端上均设置保护膜通孔，保护膜通孔和止动架上的止动架通孔呈一一对应分布。

一种电池，其包括电芯、顶盖、外壳，以及如以上所述的电芯绝缘保护结构；

所述电芯绝缘保护结构包覆在电芯外侧，并位于电芯和外壳之间。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明提供的绝缘止动结构，通过第一绝缘止动架和第二绝缘止动架的贴合，完成对电芯两侧的包裹，具有操作简单、装配方便的优点，同时，绝缘保护膜设置在绝缘止动架的外侧，能够防止绝缘保护膜因装配绝缘止动架时出现褶皱或被戳伤的问题，提高了绝缘止动结构的绝缘、止动性能。

附图说明

图1为本发明具体实施方式提供的电池爆炸立体示意图；

图2为本发明具体实施方式提供的电芯绝缘保护结构与电芯装配立体示意图；

图3为本发明具体实施方式提供的电芯大侧面平视示意图；

图4为本发明具体实施方式提供的电芯立体示意图；

图5为本发明具体实施方式提供的顶盖下塑件的立体示意图；

图6为本发明具体实施方式提供的第一绝缘止动架的立体示意图；

图7为本发明具体实施方式提供的第一绝缘止动架的后视示意图；

图8为本发明具体实施方式提供的第二绝缘止动架的立体示意图；

图9为本发明具体实施方式提供的绝缘保护膜和绝缘止动架装配成型过程的透视示意图；

图10为本发明具体实施方式提供的绝缘保护膜与绝缘止动架装配成型后的俯视图；

图11为本发明具体实施方式提供的绝缘保护膜与绝缘止动架装配成型后翻转向上的示意图。

【附图标记说明】

1：绝缘保护膜；2：第一绝缘止动架；3：第二绝缘止动架；4：外壳；5：极耳；6：连接片；7：顶盖下塑件；8：顶盖；9：圆柱；10：芯包；

11：第一端；12：第二端；13：保护膜通孔；

21：第一侧面；22：第二侧面；23：底面；24：凹陷部；25：凸起部；26：第一定位凸起；27：第一凹陷区域；28：第一止动架通孔；

31：第二定位凸起；32：第二凹陷区域；33：第二止动架通孔；

71：固定孔；72：板状主体；73：主体凸台。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

如图1至图11所示，本实施方式提供了一种绝缘止动结构，其包括第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3，第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3相互贴合后形成用于对电芯两侧的结构进行包裹的包覆空间。

第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3的外侧具有与绝缘保护膜固连的区域。

需要说明的是：上述第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3中的第一、第二，是为了对设置在不同位置的绝缘止动架进行区分，第一、第二没有限定作用。电芯两侧结构指的是极耳5、连接片6、芯包10的两侧。

参照图6、图7，第一绝缘止动架2包括第一侧面21、第二侧面22和底面23，第一侧面21和第二侧面22的两个长边相连，底面23相邻的两个边分别与第一侧面21和第二侧面22底部的短边连接，第二侧面22和底面23位于第一侧面21的同一侧，且三者相互垂直设置。

参照图7，第二绝缘止动架3为板状结构，板状结构能够与第二侧面22和底面23的远离第一侧面21的边贴合，并使第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3之间形成包覆空间。第二绝缘止动架3与第二侧面22、底面23的贴合位置可以是第二侧面21、底面23的端部平面，或者是第二侧面22、底面23内表面的上部区域。

第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3之间形成的包覆空间，可以用于极耳5、连接片6等结构的包覆、止动、与外壳4之间绝缘，甚至是用于对电芯(两侧不具有极耳、连接片的电芯)两侧的包覆、止动与外壳4之间的绝缘。

在本实施方式还提供了一种电芯绝缘保护结构，包括绝缘保护膜1、以及如以上所述的绝缘止动结构。

参照图9、图10，绝缘保护膜1为片状结构，且包括第一端11和第二端12，绝缘保护膜1第一端11的两侧分别固设有一个第一绝缘止动架2，绝缘保护膜1的第二端12的两侧分别固设有一个第二绝缘止动架3。绝缘保护膜1弯折后，第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3相贴合，且第一绝缘止动架2、第二绝缘止动架3和绝缘保护膜1形成顶端具有开口的盒状结构。

盒状结构具体指的是：弯折后的绝缘止动架和绝缘保护膜1一体结构形成具有容纳空间的立体结构，电芯被包覆在容纳空间内，容纳空间的与电芯的形状相匹配，该立体结构放置在电池的外壳4内，且外部形状与外壳4的容纳空间相匹配。

在本实施方式中，通过将绝缘止动架和绝缘保护膜1做成一体式结构，并通过弯折的方式完成电芯的包裹，由于在对电芯包裹之前，首先在平面状态下，将绝缘止动架与片状的绝缘保护膜1进行固连，相对于现有的立体式的绝缘保护膜与顶盖下塑件立式热熔方式，具有操作简单的优点，装配方便的优点；并且，将绝缘止动架和绝缘保护膜1做成一体式结构后再弯折形成对电芯的包裹，此种情况下绝缘保护膜1不易产生褶皱、破损，具有较好的绝缘效果。

在本实施方式中，以针对两侧具有极耳5、连接片6的电芯的绝缘保护结构为例对绝缘保护膜1、第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3的具体结构和配合关系进行说明。具体的如以下所述：

第一绝缘止动架2的第一侧面21包括向包覆空间一侧凹陷的凹陷部24，凹陷部24位于包覆空间一侧的表面为内表面，凹陷部24内表面的形状与连接片6的形状相匹配，且内表面的边缘处设置有凸起部25。凹陷部24的内表面与连接片6紧贴，并且凸起部25和第二侧面22加紧连接片6，实现连接片6的止动，进而防止电芯的左右晃动。

第一绝缘止动架2的第二侧面22为平面结构，其垂直于极耳5的方向设置，用于保护极耳5和连接片6，防止极耳5、连接片6与外壳4短边的侧壁相接触。

第一绝缘止动架2的底面23为平面，起到避免极耳5、连接片6与外壳4底部接触，并且防止电芯向下运动。

第二绝缘止动架3为平板状结构，绝缘保护膜1弯折后，其与第一绝缘止动架2的第一侧面21相对设置，对极耳5、连接片6形成夹持作用，防止电芯的前后晃动。

参照图5，电芯绝缘保护结构还包括顶盖下塑件7，顶盖下塑件7上设置有一对对称分布的固定孔71。

具体的，顶盖下塑件7包括板状主体71，以及设置在板状主体72一端的主体凸台73，固定孔71对称的分布在主体凸台73的两侧，其中，板状主体72用于将连接片6与顶盖8、外壳4隔绝。在装配时，顶盖下塑件7先同连接片6一起固定在顶盖8上，顶盖下塑件7与顶盖8之间一般是通过铆接或套接的形式进行配合。

第一侧面21的上端具有第一定位凸起26，第二绝缘止动架3上端设置有第二定位凸起31，第一定位凸起26和第二定位凸起31分别卡接在一个固定孔71内。具体的，第一侧面21和第二绝缘止动架3的上端均设置有向一侧延伸的延展部，第一定位凸起26、第二定位凸起31分别设置在第一侧面21和第二绝缘止动架3的延展部上。

电芯绝缘保护结构包括两个对称设置的顶盖下塑件7，设置在绝缘保护膜1两侧的第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3分别与其中一个顶盖下塑件7配合。

绝缘止动架与顶盖下塑件7之间通过卡接的形式进行连接，现有技术中绝缘止动架与顶盖下塑件7之间并不具备此类结合形式，通过两者之间的卡接，可以便于绝缘止动架的安装，提高了绝缘止动架的稳定性，防止绝缘止动架晃动，进而提高了电芯的止动效果。

第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3通过热熔的方式与绝缘保护膜1固定连接。

具体的，第一绝缘止动架2、第二绝缘止动架3与绝缘保护膜1连接的一侧的表面上均设置有用于热熔连接绝缘保护膜的凹陷区域。进一步具体的，第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3的上部和下部均设置有一个凹陷区域。此区域用于热熔绝缘保护膜。具体的，设置在，第一绝缘止动架2上的凹陷区域为第一凹陷区域27，设置在第二绝缘止动架上的凹陷区域为第二凹陷区域32。

第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3上均设置有止动架通孔，绝缘保护膜1第一端和第二端上均设置保护膜通孔13，保护膜通孔13和止动架通孔呈一一对应分布。其中，设置在第一绝缘止动架2上的止动架通孔为第一止动架通孔28，设置在第二绝缘止动架3上的止动架通孔为第二止动架通孔33。

止动架通孔设置在绝缘止动架的下部，并且对应芯包10的较大的侧面设置。保护膜通孔13和止动架通孔用于电解液流通浸润电芯，同时可定位绝缘保护膜1和绝缘止动架。

绝缘保护膜1，是一个长方形薄膜结构，第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3的边缘突出于绝缘保护膜1的边缘设置。具体的，绝缘止动架和绝缘保护膜1形成盒体状结构后，绝缘保护膜1在空间长度方向、高度方向上小于两绝缘止动架外侧长度距离和高度，以防止绝缘保护膜1在外壳4时出现边缘过量导致挤压弯曲不平等现象。

为了便于绝缘保护膜1的弯折，在绝缘保护膜1的中部设置有两条具有设定间隔，且相互平行的弯折线，两条弯折线将绝缘保护膜1分割成三部分，分别是位于两端的第一端和第二端，以及位于中间区域。弯折后的绝缘保护膜1的第一端和第二端分别与芯包10两个较大的侧面相对设置，中间区域与芯包10的底面相对设置。

绝缘止动架与绝缘保护膜1是在电芯装配前通过热熔方式形成的一体结构，其立体空间位置上第一绝缘止动架2的第一侧面21和第二绝缘止动架3分别在电芯两侧极耳5、连接片6处，对极耳5和连接片6进行夹持限位。该一体结构由绝缘止动架上的定位凸起扣合在顶盖下塑件7的固定孔71上后，将电芯的六个面完整包裹，从而使电芯与金属外壳4绝缘。

在本实施方式中，还提供了一种电池，其包括电芯、顶盖8、外壳4，以及如以上所述的电芯绝缘保护结构。

为了对上述绝缘止动结构、电芯绝缘保护结构进行进一步的说明，在本实施方式中，还提供了一种电芯的装配方法，其采用如以上所述的电芯绝缘保护结构对电芯进行包裹，具体包括以下过程：

将两个第一绝缘止动架2和两个第二绝缘止动架3分别固定在绝缘保护膜1的第一端和第二端；

将电芯平放在两个第一绝缘止动架2和绝缘保护膜1的第一端形成的空间内；

弯折绝缘保护膜1第二端，使第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3相贴合，将电芯包裹在第一绝缘止动架2、第二绝缘止动架3和绝缘保护膜1形成的包裹空间内。

为了对上述方法进行详细的说明，本实施方式以针两侧具有极耳5、连接片6的电芯的包覆过程为例进行详细的说明。具体的如以下所述：

参照图9，工作台上有四个凸出的圆柱9，其相对位置已固定且与平铺展开的绝缘保护膜1上四个保护膜孔13一致。按凹陷区域向上的方式分别将四个绝缘止动架以倒扣的方式穿设圆柱9上，其中，两个第一绝缘止动架2位于绝缘保护膜的第一端，两个第二绝缘止动架3位于第二端，且第一绝缘止动架2和第二绝缘止动架3呈对分布。再将平整的绝缘保护膜1通过四个保护膜孔13穿设在圆柱9上，并使绝缘保护膜1与绝缘止动架上表面处于同一水平面且紧密贴合，用加热至设定温度的热熔枪或热熔棒贴近绝缘保护膜1对应凹陷区域的位置保持一定时间，冷却后将热熔成一体的绝缘保护架和绝缘保护膜1从圆柱9上抽出，完成绝缘保护膜1和绝缘保护架一体成型。

如图11所示，将已热熔固定的一体结构平整地铺在工作台上，机械手或人工将电芯平躺放入第一绝缘止动架2和绝缘保护膜1构成的空间内，使电芯匹配的陷入三者构成的半包围空间内，按压两个顶盖下塑件7，使顶盖下塑件7的固定孔71与第一绝缘止动架2的第一定位凸起26扣合，再将一体结构具有第二绝缘止动架3的一端，以靠近电芯端的弯折线为轴，向上翻转，使第二绝缘止动架3与第一绝缘止动架2相贴合，最后将第二绝缘止动架3的第二定位凸起31扣合在顶盖下塑件7另一侧的固定孔中。此时绝缘止动架也陷入第一绝缘止动架2的凹槽内，形成空间位置固定的保护结构同时完成对芯包和极耳5的包裹和绝缘。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种绝缘止动结构，其特征在于，包括第一绝缘止动架、第二绝缘止动架和顶盖下塑件；

所述第一绝缘止动架包括第一侧面、第二侧面和底面，所述底面为平面，所述第一侧面和第二侧面的两个长边相连，所述底面相邻的两个边分别与第一侧面和第二侧面底部的短边连接；

第二侧面和底面位于第一侧面的同一侧，且三者相互垂直设置；

所述第二绝缘止动架为板状结构，所述板状结构能够与第二侧面和底面的远离第一侧面的边贴合使第一绝缘止动架和第二绝缘止动架之间形成用于对电芯两侧的结构进行包裹的包覆空间；

所述第一绝缘止动架和第二绝缘止动架的外侧具有与绝缘保护膜固连的区域；

所述顶盖下塑件上设置有一对对称分布的固定孔，

所述第一侧面的上端具有第一定位凸起，所述第二绝缘止动架上端设置有第二定位凸起，所述第一定位凸起和第二定位凸起分别卡接在一个固定孔内。

2.根据权利要求1所述的绝缘止动结构，其特征在于，所述第一侧面包括向包覆空间一侧凹陷的凹陷部，所述凹陷部位于包覆空间一侧的表面为内表面；

所述凹陷部内表面的形状与电池壳体的连接片的形状相匹配，且内表面的边缘处设置有凸起部。

3.根据权利要求1所述的绝缘止动结构，其特征在于，所述第一绝缘止动架、第二绝缘止动架的外表面设置有用于与绝缘保护膜热熔连接的凹陷区域。

4.根据权利要求1所述的绝缘止动结构，其特征在于，所述第一绝缘止动架、第二绝缘止动架上均设置有止动架通孔。

5.一种电芯绝缘保护结构，其特征在于，包括绝缘保护膜，以及如权利要求1-4任意一项所述的绝缘止动结构；

所述绝缘保护膜为片状结构，且包括第一端和第二端；

所述绝缘保护膜第一端的两侧分别固设有一个第一绝缘止动架，所述绝缘保护膜的第二端的两侧分别固设有一个第二绝缘止动架；

绝缘保护膜弯折后，第一绝缘止动架和第二绝缘止动架相贴合，且第一绝缘止动架、第二绝缘止动架和绝缘保护膜形成顶端具有开口的盒状结构。

6.根据权利要求5所述的电芯绝缘保护结构，其特征在于，所述绝缘保护膜第一端和第二端上均设置保护膜通孔，保护膜通孔和止动架上的止动架通孔呈一一对应分布。

7.一种电池，其特征在于，包括电芯、顶盖、外壳，以及如权利要求要求5或6所述的电芯绝缘保护结构；

所述电芯绝缘保护结构包覆在电芯外侧，并位于电芯和外壳之间。

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