CN109768189B - 动力电池盖板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动力电池盖板，包括固连于一起的盖板主体和塑胶件，及设于两者上的防爆机构和两组极柱组件，其一极柱组件被构造为具有电流切断机构的正极；电流切断机构包括设于正极的极块内的腔体，于腔体的侧壁构造有连通腔体与外界空气的侧部通孔，其底壁构造有连通腔体和电池壳体内部的底部通孔；于底部通孔处密封有翻转片，其中部形成有朝向连接组件的外凸部，且翻转片经由外凸部与连接组件焊接相连；于翻转片上构造有环外凸部设置的薄弱连接部，薄弱连接部可因电池壳体内部压力增加而断裂，以使外凸部与翻转片边缘之间断开。本发明的动力电池盖板，可在电池壳体内产气异常时保证翻转片及时翻转，有效改善动力电池的过冲问题。

Description

动力电池盖板

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种动力电池盖板。

背景技术

当前，能源危机已成为全球重点关注的问题，譬如，汽车或其它交通工具所使用的石油产品价格的上涨会增加消费者很多开销，因此新能源汽车已展现出各方面的优势，并崛起于整个汽车行业。作为新能源汽车的核心动力来源的电池来说，如何保证较高的安全性能，是相关技术人员一直在努力解决的问题。

过冲是第一个峰值或谷值超过设定电压，主要表现为一个尖端脉冲，并且能导致电路元器件失效。动力电池作为一种电路元器件，其如何顺利的通过过充，或者在电池过充失效之前，能够及时切断电池回路，对于动力电池的设计以及乘客的安全至关重要。

目前，电池盖板的设计主要采用SSD的设计方式，其原理是电池内部异常产气，导致电池壳体内气压增大，气压作用于翻转阀致使翻转阀翻转，电池瞬间短路，保险装置熔断，进而电池整个回路切断。但是，该设计存在翻转阀或保险装置未能及时动作，即防爆阀启动而翻转阀未动作，或是翻转阀动作而保险装置不能及时熔断的风险，最后导致电芯失控或爆炸。尤其在电芯过充测试中，通过率相对较低。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种动力电池盖板，以有效改善电池的过冲问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种动力电池盖板，包括用于封盖电池壳体一侧开口的盖板主体，以及覆盖于所述盖板主体的内表面的塑胶件；于所述电池壳体内部的相对侧各设有一个用于集聚电荷的集流体；所述动力电池盖板还包括设于所述盖板主体和所述塑胶件上的、位于中部的防爆机构及分别位于所述防爆机构两侧的两组极柱组件；各所述极柱组件与所述盖板主体之间绝缘设置；各所述极柱组件包括固设于所述盖板主体外表面上的、与用电体连接的极块，以及穿经所述盖板主体和所述塑胶件、以构成所述集流体与所述极块之间导通的连接组件；其一所述极柱组件被构造为具有电流切断机构的正极，另一所述极柱组件被构造为负极，所述电流切断机构包括：

腔体，形成于位于正极的所述极块内，于所述腔体的侧壁上构造有连通所述腔体与外界空气的侧部通孔，于所述腔体的底壁上形成有连通所述腔体和所述电池壳体内部的底部通孔；

翻转片，密封于所述腔体的所述底部通孔处；所述翻转片的中部形成有朝向所述连接组件的外凸部，且所述翻转片经由所述外凸部与所述连接组件焊接相连；于所述翻转片上构造有环所述外凸部设置的薄弱连接部，所述薄弱连接部可因所述电池壳体内部压力增加而断裂，以使所述外凸部与所述翻转片边缘之间断开。

进一步的，所述连接组件包括：

内导通件，穿设于所述盖板主体和所述塑胶件中，且一端与所述极块连接；

外导通件，包括与所述内导通件另一端连接的内导通件底座，以及由所述内导通件底座的两侧分别沿垂直于两组极柱组件连线方向向外延伸设置的延伸件；所述内导通件底座抵接于所述塑胶件的外表面上；所述延伸件的两端分别延伸至所述集流体的两侧，以与所述集流体连接。

进一步的，位于正极的所述内导通件被构造为嵌装于所述塑胶件中的导电片，所述导电片的中部与所述翻转片的外凸部焊接相连，于所述导电片的边缘设有贯通设置的通气孔。

进一步的，于所述盖板主体的外表面上形成有具有盖板正极过孔的沉槽，位于正极的所述极块嵌装于所述沉槽中。

进一步的，对应于所述盖板正极过孔，于所述塑胶件上形成有塑胶件正极过孔；在所述塑胶件上形成有环所述塑胶件正极过孔、且朝向所述盖板主体外凸的凸环，于所述凸环的外周壁上形成有与所述盖板正极过孔构成卡接配合的外凹槽。

进一步的，于所述凸环的内周壁上形成有内凹槽，所述导电片嵌装于所述内凹槽中。

进一步的，所述延伸件与所述内导通件底座一体成型。

进一步的，所述内导通件底座和所述延伸件均呈片状，且均平行于所述盖板主体设置。

进一步的，于所述延伸件的两端均形成有朝向所述集流体弯曲的折弯。

进一步的，所述防爆机构包括形成于所述盖板本体中部的防爆孔，以及封堵于所述防爆孔处的防爆膜；所述塑胶件的对应于所述防爆孔的位置与所述盖板本体之间扣合形成有通气腔，且于所述塑胶件的对应于所述防爆孔的位置满布有多个气孔，以连通所述通气腔和所述电池壳体内部。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明所述的动力电池盖板，通过将位于正极的极块设置为内部具有腔体的结构，且在腔体侧壁上设置侧壁通孔，同时在腔体底壁上设置底壁通孔，可在电池壳体内产气异常时保证翻转片及时翻转，有效改善动力电池的过冲问题。

(2)连接组件中外导通件包括内导通件底座及延伸件的结构设置，与集流体连接装配方便并且电阻较小。

(3)位于正极的内导通件设为嵌装于塑胶件中的导电片，而在导电片的边缘设置通气孔，方便使极块与导通件之间导通，并可保证翻转片即时动作。

(4)通过在盖板主体的外表面上设置沉槽，而将位于正极的极块安装于凹槽中，有利于该极块的固定。

(5)通过在塑胶件上设置凸环，而在凸环的外周壁上设置与盖板正极过孔卡接配合的外凹槽，有利于与盖板主体连接过程中卡接定位。

(6)在凸环的内周壁设置内凹槽，而将导电片嵌装于内凹槽中，有利于导电片的安装与定位。

(7)延伸件与导通件一体成型，可减小电阻。

(8)内导通件和延伸件呈片状，可提高电池电芯的空间利用率。

(9)延伸件的两端设置朝向集流体弯曲的折弯，有利于与集流体连接。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的动力电池盖板的装配图；

图2为本发明实施例所述的动力电池盖板与集流体连接的爆炸图；

图3为本发明实施例所述的盖板主体的结构示意图；

图4为图3的另一视角的结构示意图；

图5为本发明实施例所述的塑胶件的结构示意图；

图6为图5的A部放大图；

图7为图5的另一视角的结构示意图；

图8为本发明实施例所述的极块的剖视图；

图9为本发明实施例所述的导电块的剖视图；

图10为本发明实施例所述的正极外导通件的结构示意图；

图11为本发明实施例所述的负极连接组件的结构示意图；

附图标记说明：

1-盖板主体，2-塑胶件，3-正极极块，4-翻转片，5-正极内导通件，6-正极外导通件，7-正极集流体，8-负极极块，9-负极内导通件，10-负极外导通件，11-负极集流体，12-绝缘垫，13-绝缘柱，14-密封圈，15-防爆膜

101-防爆孔，102-凸台，103-盖板负极过孔，104-定位孔，105-沉槽，106-盖板正极过孔，107-凹陷区，108-注液孔；

201-气孔，202-塑胶件负极过孔，203-塑胶件正极过孔，204-凸环，205-外凹槽，206-内凹槽，207-卡接件；

301-腔体，302-侧部通孔，303-底部通孔；

501-通气孔；

601-正极内导通件底座，602-正极延伸件；

1001-负极内导通件底座，1002-负极延伸件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例涉及一种动力电池盖板，主要包括盖板主体、塑胶件、防爆机构和两组极柱组件。其中：盖板主体用于封盖电池壳体的一侧开口，于盖板主体的内表面上覆盖有塑胶件，塑胶件的大小和结构与盖板主体相应，两者通过注塑工艺固连于一起。于电池壳体内部的相对侧各设有一个用于集聚电荷的集流体；在盖板主体和塑胶件上、于其中部设有防爆机构，于防爆机构的两侧分别设有极柱组件；各极柱组件与盖板主体之间绝缘设置。各极柱组件包括固设于盖板主体外表面上的、与用电体连接的极块，以及穿经盖板主体和塑胶件、以构成集流体与极块之间导通的连接组件；其一极柱组件被构造为具有电流切断机构的正极，另一极柱组件被构造为负极。

电流切断机构主要包括腔体及翻转片，其中：腔体形成于位于正极的极块内，于腔体的侧壁上构造有连通腔体与外界空气的侧部通孔，于腔体的底壁上形成有连通腔体和电池壳体内部的底部通孔；翻转片密封于腔体的底部通孔处；翻转片的中部形成有朝向连接组件的外凸部，且翻转片经由外凸部与连接组件焊接相连；于翻转片上构造有环外凸部设置的薄弱连接部，薄弱连接部可因电池壳体内部压力增加而断裂，以使外凸部与翻转片边缘之间断开。

本发明的动力电池盖板，通过将位于正极的极块设置为内部具有腔体的结构，且在腔体侧壁上设置侧壁通孔，同时在腔体底壁上设置底壁通孔，可在电池壳体内产气异常时保证翻转片及时翻转，有效改善动力电池的过冲问题。

基于以上设计思想，本实施例的动力电池盖板的一种示例性结构如图1和图2所示，盖板主体1和塑胶件2大致呈长方形的板状，两者可通过注塑工艺固连于一起，并在两者的中部设有防爆组件、两侧各设有一组极柱组件。如图1所示状态，左侧的极柱组件被构造为负极，右侧的极柱组件被构造为正极。

盖板主体1的具体结构如图3和图4所示，其由导电金属材质制成，如可为铜、铝或铜铝合金等。为了便于描述，以下称盖板主体1朝向塑胶件2的一面为内表面，另一面为外表面。如图3所示状态，在盖板主体1的中部形成有椭圆形的防爆孔101，以用于安装防爆膜15。在防爆孔101的左侧形成有凸台102，凸台102的中部形成有盖板负极过孔103，盖板负极过孔103的两侧各设有一个定位孔104。结合图4所示，对应于内表面的凸台102位置，盖板主体1的外表面相应位置形成凹陷区107。此外，在防爆孔101的右侧形成有近似长方形的沉槽105，于盖板主体1形成有沉槽105处的中心部位形成有椭圆形的盖板正极过孔106。在沉槽105和防爆孔101之间设有注液孔108，以便于浇注电池液。

塑胶件2的具体结构如图5至图7所示，其由绝缘橡胶制成，大小和结构与盖板主体1相似，并通过注塑工艺与盖板主体1固连于一起。具体来讲，在塑胶件2的朝向盖板主体1的一面中部凹陷设置，以与盖板主体1围构形成通气腔，并且，在该凹陷部位，满布有多个气孔201，以连通通气腔和电池壳体内部。

于图5所示状态，在塑胶件2的左侧形成有朝向盖板主体1的正方形的外凸部，以便与盖板主体1的凹陷区107定位安装，且在该外凸部的中部，形成有与盖板负极过孔103对应的塑胶件负极过孔202。在塑胶件2的右侧形成有对应于盖板正极过孔106的塑胶件正极过孔203；且在塑胶件2上形成有环塑胶件正极过孔203、且朝向盖板主体1外凸的凸环204，于凸环204的外周壁上形成有与盖板正极过孔106构成卡接配合的外凹槽205，如此有利于与盖板主体1连接过程中卡接定位。此外，于凸环204的内周壁上形成有内凹槽206，下述的导电片则嵌装于内凹槽206中，如此有利于下述导电片的安装与定位。

对应于盖板主体1的注液孔108，在橡胶件的相应位置也形成有通孔，以便于顺利浇注电池液。除此以外，在塑胶件2的外露面上，也即背对于盖板主体1的一面构造有两组卡接部，每组卡接部包括相对布置的两个卡接件207，且两卡接件207组合构成卡槽，以有利于卡接分别位于下述的正极集流体7和负极集流体11。

各极柱组件包括固设于盖板主体1外表面上的、与用电体连接的极块，以及穿经盖板主体1和塑胶件2、以构成集流体与极块之间导通的连接组件。连接组件主要包括内导通件和外导通件，其中：内导通件穿设于盖板主体1和塑胶件2中，且一端与极块连接；外导通件主要包括与内导通件另一端连接的内导通件底座，以及由内导通件底座的两侧分别沿垂直于两组极柱组件连线方向向外延伸设置的延伸件；该结构中，内导通件底座抵接于塑胶件2的外表面上；延伸件的两端分别延伸至集流体的两侧，以与集流体连接。在此，连接组件中外导通件包括内导通件底座及延伸件的结构设置，与集流体连接装配方便并且电阻较小。

为了方面描述，位于正极的部件分别称为正极极块3、正极内导通件5、正极外导通件6、正极内导通件底座601、正极延伸件602和正极集流体7；位于负极的部件分别称为负极极块8、负极内导通件9、负极外导通件10、负极内导通件底座1001、负极延伸件1002和负极集流体11。

具体来讲，由图2结合图8所示，正极极块3由导电金属材质制成，本实施例中优选为铝。正极极块3嵌装于盖板主体1的沉槽105中，并焊接于盖板主体1上。于正极极块3内形成有腔体301，于腔体301的侧壁上构造有连通腔体301与外界空气的侧部通孔302，于腔体301的底壁上形成有连通腔体301和电池壳体内部的底部通孔303。

翻转片4密封于腔体301的底部通孔303处，以分隔正极极块3的腔体301内气体与电池壳体内部的气体。翻转片4可由金属材质制成，以焊接于正极极块3的底部通孔303处。于翻转片4的中部形成有朝向连接组件的外凸部，且翻转片4经由外凸部与连接组件焊接相连；于翻转片4上构造有环外凸部设置的薄弱连接部，本实施中，薄弱连接部包括环外凸部的环状撕裂部，以及连接于撕裂部和翻转片4边缘之间的多个条状撕裂部，如此薄弱连接部可因电池壳体内部压力增加而断裂，以使外凸部与翻转片4边缘之间断开，且薄弱连接部的结构以有利于翻转片4的边缘在电池壳体内部超压时顺利向上翻转。

由图2结合图9所示，正极内导通件5被构造为嵌装于塑胶件2中的导电片，其由导电金属材质制成，导电片的中部形成有通孔，以有利于与翻转片4的外凸部焊接相连，于导电片的边缘设有贯通设置的通气孔501，以保证电池壳体内部的气压可经由通气孔501作用于翻转片4的边缘。在正极导电片背对翻转片4的一面中部外凸设置，以有利于与正极外导通件6焊接相连。

图10示出了正极外导通件6的结构，其由导电金属材质制成，本实施例中优选为铝，包括固连于一体的正极内导通件底座601和正极延伸件602。正极内导通件底座601和正极延伸件602均呈片状，且均平行于盖板主体1设置。正极延伸件602与正极内导通件底座601一体成型，可减小电阻。本实施例中，正极内导通件5和正极延伸件602均呈片状，可提高电池电芯的空间利用率。并且，于延伸件的两端均形成有朝向集流体弯曲的折弯，有利于与集流体连接。

图11示出了负极连接组件的结构，其由导电金属材质制成，用于连接负极集流体11和负极极块8。负极连接组件包括固连于一体的负极内导通件9和负极外导通件10。本实施例中，负极内导通件9的材质优选为铝，其被构造为圆柱状，穿设于前述的盖板负极过孔103和塑胶件负极过孔202中，并与负极极块8连接。负极外导通件10的材质优选为铜，其与正极外导通件6结构类似，在此不再详述。

仍参照图2，为了保证绝缘效果，在负极极块8和盖板主体1之间夹设有绝缘垫12，于绝缘垫12的中部形成有负极内导通件过孔，并且，为了有利于定位安装，在负极内导通件9过孔的两侧亦形成有定位孔，以便穿设绝缘柱13，绝缘柱13材质优选为陶瓷。此外，为了保证密封效果，在负极内导通件9上还套设有密封圈14，且密封圈14设于塑胶件2的外露侧。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种动力电池盖板，包括用于封盖电池壳体一侧开口的盖板主体(1)，以及覆盖于所述盖板主体(1)的内表面的塑胶件(2)；于所述电池壳体内部的相对侧各设有一个用于集聚电荷的集流体；所述动力电池盖板还包括设于所述盖板主体(1)和所述塑胶件(2)上的、位于中部的防爆机构及分别位于所述防爆机构两侧的两组极柱组件；各所述极柱组件与所述盖板主体(1)之间绝缘设置；各所述极柱组件包括固设于所述盖板主体(1)外表面上的、与用电体连接的极块，以及穿经所述盖板主体(1)和所述塑胶件(2)、以构成所述集流体与所述极块之间导通的连接组件；其一所述极柱组件被构造为具有电流切断机构的正极，另一所述极柱组件被构造为负极，其特征在于所述电流切断机构包括：

腔体(301)，形成于位于正极的所述极块内，于所述腔体(301)的侧壁上构造有连通所述腔体(301)与外界空气的侧部通孔(302)，于所述腔体(301)的底壁上形成有连通所述腔体(301)和所述电池壳体内部的底部通孔(303)；

翻转片(4)，密封于所述腔体(301)的所述底部通孔(303)处；所述翻转片(4)的中部形成有朝向所述连接组件的外凸部，且所述翻转片(4)经由所述外凸部与所述连接组件焊接相连；于所述翻转片(4)上构造有环所述外凸部设置的薄弱连接部，所述薄弱连接部可因所述电池壳体内部压力增加而断裂，以使所述外凸部与所述翻转片(4)边缘之间断开；

所述薄弱连接部包括环所述外凸部的环状撕裂部，以及连接于所述环状撕裂部和所述翻转片(4)边缘之间的多个条状撕裂部；

所述连接组件包括：

内导通件，穿设于所述盖板主体(1)和所述塑胶件(2)中，且一端与所述极块连接；

外导通件，包括与所述内导通件另一端连接的内导通件底座，以及由所述内导通件底座的两侧分别沿垂直于两组极柱组件连线方向向外延伸设置的延伸件；所述内导通件底座抵接于所述塑胶件(2)的外表面上；所述延伸件的两端分别延伸至所述集流体的两侧，以与所述集流体连接。

2.根据权利要求1所述的动力电池盖板，其特征在于：位于正极的所述内导通件被构造为嵌装于所述塑胶件(2)中的导电片，所述导电片的中部与所述翻转片(4)的外凸部焊接相连，于所述导电片的边缘设有贯通设置的通气孔(501)。

3.根据权利要求2所述的动力电池盖板，其特征在于：于所述盖板主体(1)的外表面上形成有具有盖板正极过孔(106)的沉槽(105)，位于正极的所述极块嵌装于所述沉槽(105)中。

4.根据权利要求3所述的动力电池盖板，其特征在于：对应于所述盖板正极过孔(106)，于所述塑胶件(2)上形成有塑胶件正极过孔(203)；在所述塑胶件(2)上形成有环所述塑胶件正极过孔(203)、且朝向所述盖板主体(1)外凸的凸环(204)，于所述凸环(204)的外周壁上形成有与所述盖板正极过孔(106)构成卡接配合的外凹槽(205)。

5.根据权利要求4所述的动力电池盖板，其特征在于：于所述凸环(204)的内周壁上形成有内凹槽(206)，所述导电片嵌装于所述内凹槽(206)中。

6.根据权利要求1所述的动力电池盖板，其特征在于：所述延伸件与所述内导通件底座一体成型。

7.根据权利要求1所述的动力电池盖板，其特征在于：所述内导通件底座和所述延伸件均呈片状，且均平行于所述盖板主体(1)设置。

8.根据权利要求7所述的动力电池盖板，其特征在于：于所述延伸件的两端均形成有朝向所述集流体弯曲的折弯。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的动力电池盖板，其特征在于：所述防爆机构包括形成于所述盖板本体中部的防爆孔(101)，以及封堵于所述防爆孔(101)处的防爆膜(15)；所述塑胶件(2)的对应于所述防爆孔(101)的位置与所述盖板本体之间扣合形成有通气腔，且于所述塑胶件(2)的对应于所述防爆孔(101)的位置满布有多个气孔(201)，以连通所述通气腔和所述电池壳体内部。

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