CN112968235A

CN112968235A - 电池盖帽及电池

Info

Publication number: CN112968235A
Application number: CN202110152216.XA
Authority: CN
Inventors: 张海波; 刘金成; 刘建华
Original assignee: Eve Energy Co Ltd
Current assignee: Eve Energy Co Ltd
Priority date: 2021-02-03
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2021-06-15
Anticipated expiration: 2041-02-03
Also published as: CN112968235B

Abstract

本发明公开一种电池盖帽及电池，电池盖帽用于封堵电池壳体的开口端，包括密封盖板、金属片和绝缘密封层，密封盖板与电池壳体的开口端密封连接，密封盖板贯穿上、下表面开设有极耳孔，金属片位于密封盖板远离电池壳体内部的一侧，金属片通过绝缘密封层与密封盖板连接，且金属片盖封极耳孔，绝缘密封层设置有与极耳孔连通的避让孔，电池的极耳依次穿过极耳孔和避让孔与金属片电连接。其结构简单，厚度较薄，有利于提高电池的能量密度。

Description

电池盖帽及电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池盖帽及包含该电池盖帽的电池。

背景技术

通常，电池外壳由金属壳体和盖帽组成，金属壳体与盖帽通过机械压紧或焊接封装在一起，以密封金属壳体的开口端。随着电子设备的小型化或微型化发展，也要求设计电池的尺寸越来越小，同时还要求电池具有较高的能量密度。盖帽占据整个电池的体积和重量比例较大，占比为10％～30％。

现有技术中，盖帽的结构主要为以下几种：

1、参照图1,盖帽包括金属盖板11＇和金属极柱12＇，金属盖板11＇密封在金属壳体的开口端，金属极柱12＇穿过金属盖板11＇的上、下表面，金属极柱12＇与金属盖板11＇之间通过玻璃13＇连接，为确保密封性需要设计玻璃13＇的厚度1.5mm以上，此种盖帽结构简单，但是盖帽的厚度较厚(盖帽的厚度为1.5～3.5mm)以及重量较大；

2、参照图2，盖帽包括金属上盖24＇、金属盖板21＇、塑胶密封圈22＇和铆压钉23＇，金属盖板21＇密封在金属壳体的开口端，铆压钉23＇铆压在金属盖板21＇中，铆压钉23＇通过塑胶密封圈22＇与金属盖板21＇密封，金属上盖24＇设置铆压钉23＇的上端，由于铆压需要较大的机械强度，需要设置金属上盖24＇和铆压钉23＇的厚度较厚，导致整个盖帽的厚度较厚(盖帽的厚度为1.5～2.5mm)；

3、参照图3，盖帽包括金属上盖31＇、塑胶密封圈32＇、PCT层33＇以及防爆片34＇，金属上盖31＇和防爆片34＇分别设置在PCT层33＇上、下表面，金属外壳35＇上设置有台阶结构，金属上盖31＇、PCT层33＇和防爆片34＇分别通过塑胶密封圈32＇与台阶结构密封连接，此种结构的盖帽的厚度为2～4mm，一般在高度较高的电池中使用，不适用于微型电池。

以上几种结构的盖帽的厚度较厚，均不利于提高电池的能量密度。

发明内容

本发明的一个目的在于：提供一种电池盖帽，其结构简单，厚度较薄，有利于提高电池的能量密度。

本发明的另一个目的在于：提供一种电池，其密封可靠，能量密度高。

为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，提供一种电池盖帽,用于封堵电池壳体的开口端，其特征在于,包括密封盖板、金属片和绝缘密封层，所述密封盖板与所述电池壳体的开口端密封连接，所述密封盖板贯穿上、下表面开设有极耳孔，所述金属片位于所述密封盖板远离所述电池壳体内部的一侧，所述金属片通过所述绝缘密封层与所述密封盖板连接，且所述金属片盖封所述极耳孔，所述绝缘密封层设置有与所述极耳孔连通的避让孔，电池的极耳依次穿过所述极耳孔和所述避让孔与所述金属片电连接。

作为所述的电池盖帽的一种优选的技术方案，所述绝缘密封层的厚度为0.1～0.4mm；

和/或，所述密封盖板的厚度为0.1～0.5mm；

和/或，所述金属片的厚度为0.1～0.3mm。

作为所述的电池盖帽的一种优选的技术方案，所述金属片与所述绝缘密封层重叠的宽度为2～10mm。

作为所述的电池盖帽的一种优选的技术方案，所述避让孔的中心线与所述极耳孔的中心线重合。

作为所述的电池盖帽的一种优选的技术方案，所述绝缘密封层为热封胶、化学固封胶、陶瓷、玻璃、PP和环氧树脂中的任一种。

作为所述的电池盖帽的一种优选的技术方案，所述密封盖板的周部与所述电池壳体的开口端焊接。

作为所述的电池盖帽的一种优选的技术方案，所述密封盖板包括盖板本体和凸出设置在所述盖板本体周部的凸出部，所述凸出部朝向背离所述电池壳体的内部方向凸出，所述金属片与所述凸出部间隔，所述凸出部与所述电池壳体的内侧壁焊接，所述金属片和所述绝缘密封层设置在所述盖板本体上。

作为所述的电池盖帽的一种优选的技术方案，所述绝缘密封层与所述凸出部之间的距离大于0.5mm。

另一方面，还提供一种电池，包括电池壳体、电芯和盖帽，所述电池壳体的至少一端开口，所述电芯设置在所述电池壳体的内部，所述盖帽封堵所述电池壳体的开口端，所述盖帽为上述的电池盖帽。

作为所述的电池的一种优选的技术方案，所述电池壳体的直径小于14mm，和/或,所述电池壳体的高度小于10mm。

本发明的有益效果为：将金属片、绝缘密封层以及密封盖板层叠组成电池盖帽，结构简单，质量轻以及便于组装，并且可设计电池盖帽的厚度较薄，有利于减小电池盖帽与电池的体积占比，进而有利于提高电池的能量密度。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为现有技术中的一种盖帽的结构图。

图2为现有技术中的另一种盖帽的结构图。

图3为现有技术中的再一种盖帽的结构图。

图4为一实施例电池盖帽的剖视图。

图5为另一实施例电池盖帽的剖视图。

图6为再一实施例电池盖帽的剖视图。

图中：

11＇、金属盖板；12＇、金属极柱；13＇、玻璃；

21＇、金属盖板；22＇、塑胶密封圈；23＇、铆压钉；24＇、金属上盖；

31＇、金属上盖；32＇、塑胶密封圈；33＇、PCT层；34＇、防爆片；35＇、金属外壳；

1、密封盖板；11、盖板本体；12、凸出部；13、凹槽；14、极耳孔；2、绝缘密封层；21、避让孔；3、金属片；4、限位部件；41、第一限位块；42、第二限位块。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅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，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图4至图6所示，本发明提供一种电池盖帽，该电池盖帽用于封堵电池壳体的开口端，电池壳体为电池的电芯提供防护，下面结合电池壳体的结构详细描述电池盖帽的具体结构。

电池盖帽包括密封盖板1、金属片3和绝缘密封层2，密封盖板1与电池壳体的开口端密封连接，密封盖板1贯穿上、下表面开设有极耳孔14，金属片3位于密封盖板1远离电池壳体内部的一侧，金属片3通过绝缘密封层2与密封盖板1连接，且金属片3盖封极耳孔14，绝缘密封层2设置有与极耳孔14连通的避让孔，电池的极耳依次穿过极耳孔14和避让孔与金属片3电连接。避让孔用于避让电池的极耳，极耳孔14设置在密封盖板1的中部位置，由于避让孔和极耳孔14的设置使金属片3的一侧面部分裸露在电池的内部，为极耳提供与金属片3连接的位置，通过极耳与金属片3电连接，导出电流。其中，金属片3为导体，金属片3可以采用不锈钢、铝、镍、镀镍铜和镀镍碳钢等材质制成，在具体的实施中，选用合适材质的金属片3与电池的极耳焊接，例如，铝极耳与铝金属片3焊接，镍极耳与镍金属片3焊接。密封盖板1可以为不锈钢、铝、镍、镀镍铜或镀镍碳钢等材质制成。本实施例中，利用密封盖板1为绝缘密封层2和金属片3提供支撑的作用，由于密封盖板1与电池壳体的开口端密封连接以及金属片3盖封极耳孔14，可使电池壳体的开口端保持密封。将金属片3、绝缘密封层2以及密封盖板1层叠组成电池盖帽，结构简单，质量轻以及便于组装，并且可设计电池盖帽的厚度较薄，有利于减小电池盖帽与电池的体积占比，进而有利于提高电池的能量密度。

其中，绝缘密封层2的厚度为0.1～0.4mm，密封盖板1的厚度H1为0.1～0.8mm，金属片3的厚度为0.1～0.3mm，此种结构的电池盖帽，可使电池盖帽的最薄厚度低至0.3mm，有利于电池的微型化发展。

一实施例中，金属片3与绝缘密封层2重叠的宽度L1为2～10mm，将金属片3与绝缘密封层2重叠的宽度控制在此范围内，使金属片3与绝缘密封层2之间具有足够大的连接面积，有利于保证金属片3与密封盖板1之间的密封效果。

作为一种优选的方案，避让孔的中心线与极耳孔14的中心线重合，以使避让孔与极耳孔14正对，极耳依次穿过极耳孔14和避让孔与时不需要将极耳折弯。

其中，绝缘密封层2为热封胶、化学固封胶、陶瓷、玻璃、PP(Polypropylene，简称聚丙烯)和环氧树脂中的任一种，保证绝缘密封层2与密封盖板1和金属片2之间有较强的粘接力，达到密封效果。当绝缘密封层2为热封胶，或化学固封胶，或环氧树脂时，热封胶，或化学固封胶，或环氧树脂固化后实现金属片3与密封盖板1的粘接和绝缘；当绝缘密封层2为PP材质时，通过热熔工艺将金属片3和密封盖板1附着在一起，实现金属片3与密封盖板1之间的粘接和绝缘；当绝缘密封层2为玻璃或陶瓷时，通过高温烧结工艺使金属片3和密封盖板1上粘在一起。

一实施例中，密封盖板1的周部与电池壳体的开口端焊接，密封盖板1与电池壳体通过焊接的方式密封电池壳体的开口端，密封性良好。具体地，密封盖板1与电池壳体通过激光焊接，激光焊接工艺能量集中，热影响区域小，防止由于热影响区域大而损坏绝缘密封层2。当然，在其他的实施例中，还可以通过密封胶将密封盖板1密封在电池壳体的开口端。

优选地，密封盖板1的材质与电池壳体的材质一致，相同材质的两个板材有利于焊接密封。

一实施例中，密封盖板1包括盖板本体11和凸出设置在盖板本体11周部的凸出部12，凸出部12朝向背离电池壳体的内部方向凸出，金属片3与凸出部12间隔，凸出部12与电池壳体的内侧壁焊接，金属片3和绝缘密封层2设置在盖板本体11上。具体地，凸出部12与盖板本体11一体成型。凸出部12的设置可有效的增大密封盖板1与电池壳体之间的焊接面积，使密封盖板1与电池壳体之间具有良好的密封性和连接性，盖板本体11贯穿上、下表面设置极耳孔14。具体地，凸出部12环形分布在密封盖板1的周部，凸出部12与密封盖板1的上表面围设形成有凹槽13，金属片3和绝缘密封层2均位于凹槽13内部，且金属片3与凹槽13的内侧壁之间具有间隙。

可以理解的是，本方案中密封盖板1厚度H1为0.1～0.8mm，密封盖板1与电池壳体之间的剥离强度为18～50N/15mm，在电池壳体内部压力过大时，盖板本体11与电池壳体的封接区域被高压气体冲开，实现泄压，达到防爆效果。

具体地，绝缘密封层2与凸出部12之间的距离大于0.5mm，即绝缘密封层2与凹槽13的内侧壁之间的间距L2大于0.5mm，将绝缘密封层2与凸出部12之间的距离L2保持在此范围内，密封盖板1与电池壳体焊接时防止焊接热量影响绝缘密封层2的密封性能。

优选地，凸出部12与盖板本体11之间设置有倒圆角，防止凸出部12与盖板本体11之间存在尖角而刺破或刮花电池壳体。

金属片3不凸出于凸出部12远离盖板本体11的一端，具体地，金属片3背离绝缘密封层2的一侧面与凸出部12远离盖板本体11一端的端面平齐，或者，凸出部12远离盖板本体11的一端凸出于金属片3，此种结构的电池盖帽，密封盖板1的厚度H1等于电池盖板的厚度。本实施例中，电池盖帽的厚度为0.8mm，即盖板本体11与凸出部12的总厚度为0.8mm，对比现有技术中盖帽厚度为1.5～4mm，本方案的电池盖帽占用电池的体积较小，使电池内部空间有效利用率达到83％，而采用现有技术的盖帽封装的电池内部的空间有效利用率最高仅为75％，可见本方案中的电池盖帽能够显著提高电池内部的空间有效利用率。

一实施例，参照图5，为便于在密封盖板1上设置绝缘密封层2，盖板本体11靠近金属片3的一侧面具有定位槽，定位槽绕极耳孔14环形设置，绝缘密封层2设置在定位槽内。优选地，绝缘密封层2分别与定位槽的槽底和定位槽的槽内壁连接。通过设置定位槽，一方面能够为绝缘密封层2提供定位的作用，有利于快速确定绝缘密封层2的位置，另一方面，由于绝缘密封层2设置在定位槽内，可使定位槽的槽底和内侧壁同时与绝缘密封层2连接，有利于增大绝缘密封层2与密封盖板1的连接面积，在绝缘密封层2的厚度较小的情况下，使金属片3与密封盖板1紧密连接。

具体地，参照图6，绝缘密封层2靠近定位槽的内侧壁的一端具有限位部件4，限位部件4朝向远离定位槽的槽底凸出，限位部件4的材质与绝缘密封层2的材质相同，限位部件4包裹金属片3的周部，利用限位部件4包裹金属片3的周部，能够对金属片3进行限位，防止金属片3从绝缘密封层2上脱落。

进一步地，限位部件4包括第一限位块41和第二限位块42，第一限位块41垂直连接在第二限位块42和绝缘密封层2之间，第二限位块42远离第一限位块41的一端朝向金属片3的方向水平延伸，第二限位块42与绝缘密封层2之间具有用于容纳金属片3的容纳位，金属片3的相对两侧面分别与第二限位块42和绝缘密封层2连接，且金属片3的边沿面与第一限位块41连接。

另一实施例中，还提供一种电池，包括电池壳体、电芯和盖帽，电池壳体的至少一端开口，电芯设置在电池壳体的内部，盖帽封堵电池壳体的开口端，盖帽为上述任一种结构的电池盖帽。此电池具有密封可靠，且能量密度高的特点。

作为一种优选的技术方案，电池壳体的直径小于14mm，电池壳体的高度小于10mm，将电池壳体的尺寸设计在此范围内，有利于电池的小型化发展。当然，在其他的实施例中，电池壳体的直径和高度均可根据需要灵活设计，在此并不对电池壳体的直径和高度作限制。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，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

1.一种电池盖帽，用于封堵电池壳体的开口端，其特征在于,包括密封盖板、金属片和绝缘密封层，所述密封盖板与所述电池壳体的开口端密封连接，所述密封盖板贯穿上、下表面开设有极耳孔，所述金属片位于所述密封盖板远离所述电池壳体内部的一侧，所述金属片通过所述绝缘密封层与所述密封盖板连接，且所述金属片盖封所述极耳孔，所述绝缘密封层设置有与所述极耳孔连通的避让孔，电池的极耳依次穿过所述极耳孔和所述避让孔与所述金属片电连接。

2.根据权利要求1所述的电池盖帽，其特征在于，所述绝缘密封层的厚度为0.1～0.4mm；

和/或，所述密封盖板的厚度为0.1～0.5mm；

和/或，所述金属片的厚度为0.1～0.3mm。

3.根据权利要求1所述的电池盖帽，其特征在于，所述金属片与所述绝缘密封层重叠的宽度为2～10mm。

4.根据权利要求1所述的电池盖帽，其特征在于，所述避让孔的中心线与所述极耳孔的中心线重合。

5.根据权利要求1所述的电池盖帽，其特征在于，所述绝缘密封层为热封胶、化学固封胶、陶瓷、玻璃、PP和环氧树脂中的任一种。

6.根据权利要求1所述的电池盖帽，其特征在于，所述密封盖板的周部与所述电池壳体的开口端焊接。

7.根据权利要求6所述的电池盖帽，其特征在于，所述密封盖板包括盖板本体和凸出设置在所述盖板本体周部的凸出部，所述凸出部朝向背离所述电池壳体的内部方向凸出，所述金属片与所述凸出部间隔，所述凸出部与所述电池壳体的内侧壁焊接，所述金属片和所述绝缘密封层设置在所述盖板本体上。

8.根据权利要求7所述的电池盖帽，其特征在于，所述绝缘密封层与所述凸出部之间的距离大于0.5mm。

9.一种电池，其特征在于，包括电池壳体、电芯和盖帽，所述电池壳体的至少一端开口，所述电芯设置在所述电池壳体的内部，所述盖帽封堵所述电池壳体的开口端，所述盖帽为权利要求1至8任一项所述的电池盖帽。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电池壳体的直径小于14mm，和/或,所述电池壳体的高度小于10mm。