CN111785905A - 一种连接片、顶盖组件以及电池 - Google Patents

Abstract

一种连接片、顶盖组件以及电池，属于电池领域。连接片包括片状的本体。该本体具有在厚度方向对置分布的第一表面和第二表面。其中的第一表面的第一区域被构造为与极柱焊接。其中的第二表面具有在厚度方向与第一区域对应的第二区域，且第二区域具有凹槽。该连接片与极柱连接时，通过在凹槽内点胶可以有效地改善焊接时产生的碎屑掉入电池内部的问题。

Description

一种连接片、顶盖组件以及电池

技术领域

本申请涉及电池领域，具体而言，涉及一种连接片、顶盖组件以及电池。

背景技术

动力电池一般由提供封闭空间的外壳和位于该外壳的封闭空间内的电芯构成。其中，电芯主要由电极组件和电解液组成。其中的外壳则包括壳体和顶盖组件。电极组件通过与顶盖组件相互焊接的连接片和极柱向外提供电能。

但是，现有的动力电池中，在焊接连接片和极柱的时候，会产生金属碎屑。在将顶盖组件安装好了以后，前述的金属碎屑有极大落入电芯的内部的风险，并且还会因此造成短路风险。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

为改善、甚至解决上述的顶盖组件焊接过程中产生金属碎屑的问题，本申请提出了一种连接片、顶盖组件以及电池。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种连接片，用于电池卷心与极柱连接。

连接片包括：片状的本体。该片状的本体具有在厚度方向对置分布的第一表面和第二表面。其中的第一表面的第一区域被构造为与极柱焊接。其中的第二表面具有在厚度方向与第一区域对应的第二区域，且第二区域具有凹槽。

本申请示例中的连接片具有凹槽，因此，在将其与极柱进行焊接连接后，可以在上述凹槽内进行诸如点胶等操作，从而对焊接点位进行保护，避免焊接产生的金属碎屑落入电芯中，避免电芯短路。

结合第一方面，在本申请的第一种实施方式中，凹槽的底壁具有贯穿孔。

在凹槽内设置贯穿孔，将有助于将所点之胶与极柱接触，从而可以增加胶的空间。

结合第一方面的第一种可能，在本申请的第二种实施方式中，贯穿孔为圆形孔。

相比于多边形的孔，圆形孔不易对连接片的本体造成过度的消极影响。例如，连接片的本体不易崩边。

结合第一方面和第一至第二种可能，在本申请的第三种实施方式中，第一区域具有下陷槽。

本体的第一表面具有下陷槽，因此，连接片与极柱焊接时，极柱能下陷到连接片的一定厚度的内部。

结合第一方面的第三种方案，在本申请的第四种实施方式中，下陷槽为圆柱形结构。

结合第一方面，在本申请的第五种实施方式中，凹槽的底壁具有贯穿孔，第一区域具有下陷槽，下陷槽与凹槽连通。

当存在前述贯穿孔时，具有下述之效果：由于连接片的本体的厚度方向的两个表面的下陷槽和凹槽连通，因此，所点之胶可以直接地极柱接触。换言之，通过这样的结构设计，胶可以分别与连接片和极柱接触，使胶的接触面积更大、降低其脱落的风险。

结合第一方面，在本申请的第六种可能的实施方式中，第一区域的轮廓与第二区域的轮廓在厚度方向重合。

连接片的本体，第一区域和第二区域按照上述方式构造，因此，两者的焊接位置也能够对应，从而有利于提高焊接配合的结构强度，也不易损坏本体。

结合第一方面，在本申请的第七种可能的实施方式中，凹槽内具有填充体。

填充体可以作为减小或避免焊接操作对连接片和/或极柱的不利影响。

结合第一方面的第八种可能，在本申请的第九种实施方式中，本体的第一表面在第一区域通过焊接方式连接有极柱，极柱具有凹孔，填充体从凹槽延伸至凹孔内。

基于上述的连接片，可以制作不同的产品。

在本申请的第二方面，提出了一种顶盖组件，其包括上述的连接片。

在本申请的第二方面，提出了一种电池，其包括壳体、电芯以及顶盖组件。

在以上实现过程中，本申请实施例提供的连接片设置凹槽，并通过在该凹槽中进行点胶，从而起到阻止焊接过程中产生的金属碎屑落入电芯，并因此也起到避免电芯短路。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1-A为顶盖与极柱的第一视角的配合结构示意图；

图1-B为顶盖与极柱的第二视角的配合结构示意图；

图2为本申请示例中的连接片的第一视角的结构示意图；

图3为本申请示例中的连接片的第二视角的结构示意图；

图4为本申请示例中的连接片的第三视角的结构示意图；

图5为本申请示例中的连接片与极柱配合结构的爆炸示意图；

图6为本申请示例中焊接后的连接片与极柱在第一视角的结构示意图；

图7为本申请示例中焊接后的连接片与极柱在第二视角的结构示意图；

图8为本申请示例中焊接后的连接片与极柱的剖视结构示意图；

图9为本申请示例中与连接片配合的极柱的结构示意图；

图10为本申请示例中另一种连接片的第一视角的结构示意图；

图11为图10中的连接片的第二视角的结构示意图；

图12为图10中的连接片的剖视结构示意图。

图标：400-连接片；410-后端部；420-凹槽；430-贯穿孔；12-极柱；121-凹孔；910-前端部；920-第二表面；930-第一表面；940-弯曲部；950-环形凸起；960-环形槽道；970-凸起结构；1000-顶盖。

具体实施方式

连接片(亦称电池连接片)是被设置在电池盒内，并用于与电池(主要是指电芯)接触和导电作用。

而极柱则是用以电连通电池盒内外的不可或缺的部件。

连接片和极柱一般通过焊接方式进行连接使用。例如，将极柱的一个端面与连接片的一个端面进行焊接，从而使极柱与连接片达到固定连接，并形成顶盖组件中的重要组成部分。

然而，涉及上述过程的电池的工艺所制作的电池或多或少会出现短路风险。对此，现有技术中并未特别好的解决方案，或者说，导致上述问题的原因并未为人所知。通常认为是电芯的缺陷，或者内部电性结构的搭接等组装原因所导致。

针对该问题深入研究，发明人意外地发现，上述问题的主要诱因在于：连接片和极柱的焊接操作会产生金属碎屑。在通过顶盖将连接片、极柱等顶盖组件的构成部件安装好之后，金属碎屑会存在极大的落入电芯内部的风险。当金属碎屑落入到电芯内部时会导致短路风险。

因此，对于上述问题，发明人认为可以通过改变连接片和极柱的连接方式，以避免产生金属碎屑；或者，优化焊接工艺，使金属碎屑尽量少地产生、甚至不产生。但是，上述方案存在明显的缺陷，如操作不易实现或实施难度较大，或者上述方案的实现成本过高。

经过进一步的研究，发明人提出了一种有别于上述方案的效果显著且易于实施的应对上述问题的方法。本申请中，发明人选择对连接片和极柱焊接位置进行“保护”，从而可以无视金属碎屑的产生，即使焊接产生了碎屑，本申请示例的方案可以避免金属碎屑落入电芯中，从而防止电芯短路。

示例中，对连接片的结构进行改造(实质上也可以同时对极柱进行适当的结构调整)，由此，在焊接操作之后，通过点胶操作即可使金属碎屑落入电芯的风险降低。

作为一种可替代的方案调整，可以选择对胶的具体成分等进行选择，以便使用具有更高匹配度的胶。例如，点胶操作所使用的胶具有一定的粘结强度，以便其能够与连接片、极柱具有更高的粘合强度，以避免胶脱落，且胶需要耐电解液/绝缘等性能。

基于上述之描述内容，以下就示例中的经过结构改造后的连接片400进行说明。该连接片400用于电池卷芯，从而与配合于顶盖1000的极柱12电连接，并且其中的极柱12是穿设过顶盖1000的，参阅图1-A和图1-B。即顶盖1000具有一个在其厚度方向上贯通的孔，极柱12的两端从该孔中穿出。其中的孔可以作为电极的引出孔，在与连接片400配合时，极柱从该孔穿出延伸一定的距离，并与连接片400的适当位置(后续以第一区域被再次提及)连接。

顾名思义，连接片400是一片材，具有片状结构。其具体结构并无定型，根据不同的电池的具体设计结构进行适应性调整。例如，连接片400可以为窄条/长条结构，或者也可以制作为方形或圆形等等。示例性地，在本申请中，连接片400为大致的方形片，其结构可参阅图2、图3和图4。该连接片400呈品字结构，其具有一个前端部910，以及两个后端部410。其中两个后端部410之间具有一个空隙，因此，该两个后端部410间隔地设置。而连接片400的结构改造部位即在其前端部910。该空隙可以用于在电池中为其他部件预留空间，但是，这并非意在限制连接片必须有该空隙。换言之，两个后端部410也可以是连接在一体的。

连接片400具有片状的本体，并且具有限定其厚度方向两个表面，即其具有对置分布的第一表面930和第二表面920。其中，图3示出了连接片400的第二表面920，而图4示出了连接片400的第一表面930。

图5和图6、图7示出了极柱12与连接片400的装配方式的结构示意图。如参阅图5和图6、图7所示，极柱12在连接片400的前端部910处与之配合。在制作和装配好的电池结构中，极柱12与连接片400在前端部910处实质上结构和连接，且是通过焊接的方式实现连接(实现导电连接)。而连接片400和极柱的连接状态下的剖视结构如图8所示。

连接片400的第一表面930的第一区域—连接片400的前端部—被提供来与极柱焊接，参阅图6和图7。连接片400的第二表面920的第二区域是在厚度方向与第一区域对应的区域，并且该第二区域具有凹槽420，参阅图2和图3。作为一种可选的方案，第一区域的轮廓与第二区域的轮廓在厚度方向重合，从而利于焊接、对准操作。例如，在焊接时，连接片400和后续图示的极柱12之间能够进行对位，防止两者焊接过程中产生过大的偏移，例如通过CCD识别连接片通孔与极柱盲孔定位。进一步地，在连接片和极柱进行对位结构设计，使两者对位更精确。例如，后续提及的设置于连接片400的贯穿孔430(如图3和图4所示)和极柱12的凹孔121(如图9所示)，均为圆柱形孔，且因此，两者可以通过上述两孔而实现连接片400和极柱12的同轴对位。

作为一种方式连接片和极柱焊接时产生金属碎屑落入电芯内部的结构设计，本身中，在连接片400的第二表面920的凹槽420，且其可以是从第二表面920向第一表面930下凹的形状，并且其并不贯穿连接片400。在本申请示例的图示结构中，凹槽420为圆柱形的孔(即盲孔)，参阅图2和图3。或者，在另一些示例中，凹槽420可以是具有适当的过渡的斜坡状结构，或者可以是阶梯状孔。或者，凹槽420也可以是棱柱形孔，如四棱柱孔。

盲孔的深度(由第二表面920至第一表面930延伸的深度)可以根据不同的结构设计进行适当的选择，但是其并不宜太厚而使焊接部位强度减小太多。

进一步，作为一种可选的方案，盲孔的底壁具有同样为圆柱形的贯穿孔430，如图3。换言之，贯穿孔430在连接片400的厚度方向上将其穿透。且，盲孔将贯穿孔430涵盖在其内部。作为一种更具体的示例，盲孔和贯穿孔430是同轴的。如上述盲孔和贯穿孔430深度可以通过对盲孔的深度的选择设置而进行调整和设计；与之相似地，盲孔和贯穿孔430的直径的比例也可以具有不同的选择。

在其他一些可选的示例中，连接片400的第一表面930也可以对应于上述的贯穿孔430进行结构设计，例如，在第一表面930的第一区域具有下陷槽(图未绘示)。当进行焊接时，极柱的端面可以嵌入到该下陷槽内，并与连接片400的第一表面930的第一区域接触。该下陷槽可以作为极柱安装之用，提高极柱和连接片400相对位置的稳定，从而也提高焊接质量。在图4中第一表面930的第一区域并未设置下陷槽，换言之，第一表面930是基本上平整的。

进一步地，如前述，连接片400具有贯穿孔430，因此，第一表面930的下陷槽与第二表面920的凹槽420可以通过该贯穿孔430连通。

如前文提及的，连接片400的凹槽420内可以通过点胶操作，以阻止焊接产生的金属碎屑带来的危害。简言之，在实质上，凹槽420内可以填充该胶。因此，在连接片400的第二表面920的凹槽420内可以设置填充体。填充体可以是胶之外，也可以是其他种类的物质而不以胶为限。该填充体可以在连接片400和极柱的焊接操作之后设置，或者也可以选择在进行焊接操作之前设置(填充)该填充体，并通过其粘结或黏结性而稳定地保留于凹槽420内。当凹槽420内设置有贯穿孔430时，填充体可以选择预先填充在凹槽420的局部。

在与连接片400配合(焊接)的结构中，本体的第一表面930在第一区域通过焊接方式连接有极柱12。换言之，本申请示例中的连接片400可以是配备有极柱12的结构，因此，可以不需要在制作电池时，再独立地焊接极柱12和连接片400。另外，基于上述具有贯穿孔430的凹槽420的连接片400，极柱12也可以开设凹孔121(参阅图8)，而前述的填充体(图未绘示)从凹槽420延伸至凹孔121内。

凹孔121可以是各种形状孔，包括但不限于球形、半球形、圆柱形、棱柱形等等。示例中，凹陷121为锥形。以相互焊接的连接片和极柱为参考，该锥形的凹孔121的锥底位于邻近连接片400的第一表面930处，而其锥顶位于远离连接片400的第一表面930处。

当填充体使用的是胶(如环氧树脂)时，其具有一定的粘结性以及结构强度，因此，填充体一部分位于连接片400内，另一部分位于极柱12内。通过使填充体分别与连接片400和极柱12粘合，极大地提高了其稳固性。

根据前文所描述的本申请示例中的连接片400结构特点，通过对电池的组装过程中进行适当的调整，可以改善电池的故障率。即避免因焊接连接片400和极柱12而导致短路的问题发生。并且，由此可以对既有的电池的顶盖组件的制作过程进行优化。

例如，在制作顶盖组件时，将本申请示例中的连接片400和配合于顶盖1000的极柱12进行对位焊接，之后在连接片400的凹槽420内进行点胶，使所点之胶分别与连接片400、极柱12接触。由此可以获得结构牢固和可以避免短路的顶盖组件，并且基于也可以制作具有相对更高安全性的电池，其包括壳体、电芯以及顶盖组件。其中的壳体、电芯可以采用任选的成熟的电池技术中的结构，因此，在本申请不予以赘述。

以上描述中，连接片以设置凹槽的形式，以便在其与极柱连接时通过点胶，从而防止两者焊接连接时所产生的金属碎屑进入到电芯。在这样的示例中，连接片以去除部分材料(开槽)的形式制作填充胶的容纳空间(凹槽)。但是，在另一些示例中，前述的填充胶的容纳空间—凹槽—也可以通过其他方式实现，并非必须通过上述对连接片去除部分材料来实现。

例如，通过将连接片进行适当的外型调整，使其发生弯曲，并因此形成凹槽，例如参阅图10、图11以及图12。

有别于图2、图3和图4中在连接片形成凹槽420方式，在图10、图11以及图12中公开了另一种在连接片形成凹槽420的方式。如图10所示，连接片通过弯折/弯曲形成凹槽420。示例中，参阅图12，连接片在前端部910处，先由第一表面930向第二表面920弯曲形成弯曲部940(第一次弯曲)，然后再由第二表面920向第一表面930弯曲(第二次弯曲)，形成在第二表面920的凹槽420。其中，第二次弯曲后，在第二表面920形成凹槽420的同时，还在第一表面930形成凸起结构970。该凸起结构970作为连接片与极柱实质性接触和连接的实体部分，并且具体地可选择通过焊接方式连接。

在该示例中，由于不需要通过对相对较薄的连接片去除材料来制作凹槽420，而是通过弯曲的方式形成凹槽420，从而可以在一定程度上确保其相对更高的强度(由于连接片厚度较小，去除材料形成凹槽420使其在凹槽420处的厚度进一步减小，因而强度也相对更小)。

在上述示例中，连接片通过两次弯折形成了凹槽420，且同时具有在第一表面930的环形槽道960以及在第二表面920的环形凸起950。其中，在将其应用与电池中时，环形凸起950朝向电池内部(如电芯)，而环形槽道960则朝向电池外部(如极柱)。

另外，在通过弯折在连接片形成凹槽420的示例中，还可以对两次弯折的程度和方式进行选择。例如在本申请中，两次弯折均是通过弧形过渡完成的。其他的示例中，也可以选择以直线弯折的方式进行弯折过渡。进一步地，环形凸起950在第二表面920的凸出程度，即环形凸起950的顶表面与第二表面920之间的距离也可以被适当地选择。相似地，凸起结构970的顶表面的凸出程度，即凸起结构970的顶表面与第一表面930之间的距离也可以被适当地选择，例如可以是齐平，图9示例中，凸起结构970的顶表面在第一表面930之上。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种连接片，用于电池卷芯，从而与配合于顶盖的极柱连接，其中所述极柱穿设所述顶盖，其特征在于，所述连接片包括：

片状的本体，具有在厚度方向对置分布的第一表面和第二表面；

其中的所述第一表面的第一区域被构造为与从顶盖穿设而出的所述极柱焊接；

其中的所述第二表面具有在所述厚度方向与所述第一区域对应的第二区域，且所述第二区域具有凹槽。

2.根据权利要求1所述的连接片，其特征在于，所述凹槽的底壁具有贯穿孔。

3.根据权利要求2所述的连接片，其特征在于，所述贯穿孔为圆形孔。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的连接片，其特征在于，所述第一区域具有下陷槽。

5.根据权利要求4所述的连接片，其特征在于，所述下陷槽为圆柱形结构。

6.根据权利要求1所述的连接片，其特征在于，所述凹槽底壁具有贯穿孔，所述第一区域具有下陷槽，所述下陷槽与所述凹槽连通。

7.根据权利要求1所述的连接片，其特征在于，所述凹槽内具有填充体。

8.根据权利要求7所述的连接片，其特征在于，所述本体的第一表面在所述第一区域通过焊接方式连接有极柱，所述极柱具有凹孔，所述填充体从所述凹槽延伸至所述凹孔内。

9.一种顶盖组件，其包括如权利要求1至8中任意一项所述的连接片。

10.一种电池，其包括壳体、电芯以及如权利要求9所述的顶盖组件。

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