CN113346202B - 极柱组件及其制造方法、顶盖组件及顶盖组件制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种极柱组件及其制造方法、顶盖组件及顶盖组件制造方法,其可以将极柱组件的零件提前成型制作以制备标准化的极柱组件,制备好极柱组件后,可以与不同类型的顶盖板适配形成顶盖组件,提高顶盖组件的生产效率。提供一种电池的极柱组件,包括:极柱;密封件,所述密封件设置在第一固定件与极柱之间;第一固定件,所述第一固定件包括第一连接部和第二连接部,所述第一连接部与第二连接部均与所述极柱在极柱轴向上部分重叠,所述第一固定件将极柱及密封件固定成一体。
Description
技术领域
本发明涉及储能器件技术领域,更具体地,涉及二次电池的极柱组件及其制造方法、顶盖组件及顶盖组件制造方法。
背景技术
动力电池是新能源汽车的核心部件,伴随着我国新能源汽车产业的快速发展,对动力电池的要求也越来越高,如何能够进一步提高动力电池的能量密度,降低动力电池的成本是动力电池生产商重点关注的问题。
现有技术中的如CN108767143A所记载的顶盖组件包括:顶盖板,顶盖板具有电极引出孔;电极端子,电极端子包括端子板,端子板位于顶盖板的一侧且覆盖电极引出孔;第一固定件,第一固定件至少部分地包围端子板,以将电极端子固定于第一固定件;以及第二固定件,包括主体和连接于主体且朝远离端子板的方向延伸的第一连接部,主体与第一固定件接合,第一连接部与顶盖板接合。现有技术中极柱(即电极端子)组件由第一固定件、第二固定件、电极端子、密封件组成,第一固定件和第二固定件通过注塑彼此连接,固定电极端子以及密封件并与顶盖板焊接,极柱组件的零件多且难以提前标准化制造,并且各个零件制造工序复杂,成型效率低,精度不高,因此无法简单、高效的形成标准化的极柱组件,影响电池顶盖组件的生产效率。
同时,现有技术中极柱组件一般整体固定在顶盖板远离电芯的一侧,导致顶盖组件整体的高度较高,影响电池极片的容纳空间,从而影响电池极片的有效容量。且顶盖板设置的较厚,导致顶盖组件成本高,重量大。
发明内容
基于现有技术的上述问题,本发明提出一种极柱组件及其制造方法、顶盖组件及顶盖组件制造方法,其可以将极柱组件的零件提前标准化制作以制备标准化的极柱组件,制备好极柱组件后,可以与不同类型的顶盖板适配形成顶盖组件,提高顶盖组件的生产效率。
根据本发明的极柱组件,其技术方案包括:
一种电池的极柱组件,包括:
极柱;
密封件,所述密封件设置在第一固定件与极柱之间;
第一固定件,所述第一固定件包括第一连接部和第二连接部,所述第一连接部与第二连接部均与所述极柱在极柱轴向上部分重叠,所述第一固定件将极柱及密封件固定成一体。
可选地,所述第一固定件在极柱径向上远离极柱的一侧用于与所述顶盖板固定连接。
可选地,所述密封件同时包覆极柱上表面的一部分以及下表面的一部分。
可选地,所述密封件靠近极柱一侧的表面设有凸环/凹槽,所述极柱上设置有与凸环/凹槽相对应的凹槽/凸环。
可选地,所述第一固定件包括第一卡接部,所述第一卡接部从所述第一固定件与所述顶盖板连接的一侧向顶盖板方向延伸,所述第一卡接部与所述顶盖板在极柱轴向上抵接。
可选地,所述密封件包括第一密封部,所述第一密封部设置于第一连接部靠近极柱的一端,所述第一密封部在极柱轴向上往远离极柱的方向延伸,并与所述第一连接部抵靠配合。
可选地,所述第一连接部和/或所述第二连接部为连续或不连续的环状结构。
本发明还提供一种电池顶盖组件,包括:顶盖板、下塑胶件和上述的极柱组件,所述顶盖板具有极柱引出孔,所述极柱组件在极柱径向上远离极柱的一侧与所述顶盖板固定连接。
可选地,所述顶盖板包括第二固定件,所述第二固定件内侧壁沿所述极柱引出孔内侧壁向上延伸,所述极柱组件在极柱径向上远离极柱的一侧与所述第二固定件固定连接。
可选地,所述极柱与顶盖板在极柱轴向上不重叠。
本发明还提供一种上述的极柱组件的制造方法,包括:
分别制备极柱、密封件、第一固定件;
将极柱、密封件、第一固定件装配在一起;
对第一固定件的上部进行滚边并压迫密封件,形成第二连接部。
本发明还提供一种上述的顶盖组件的制造方法,其特征在于,包括:
制备上述的极柱组件;
在顶盖板上冲坑形成第二固定件;
将极柱组件与第二固定件焊接;
装配下塑胶件。
本发明的有益效果:使用根据本发明的极柱组件及顶盖组件结构,极柱组件的零件可以提前标准化制造成型,各个零件制造工序简单,成型效率高,精度高。通过第一固定件可以将密封件、极柱固定形成标准化极柱组件,只需要包括装配、滚边两道工序即可以实现极柱组件的高效标准化制作,工艺简单。上述极柱组件可以与不同类型的顶盖板适配,快速装配制定顶盖组件,提高顶盖组件的生产效率。利用极柱组件的远离极柱的一侧与顶盖板固定连接,减小顶盖组件的整体厚度,增大电池极片的容纳空间,从而提升电池极片的有效容量。通过将极柱组件与第二固定件连接,增大极柱组件连接面积,提高连接的稳定性,同时减少顶盖板的厚度,减轻顶盖组件的重量。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的极柱组件的分解结构示意图;
图2是根据本发明的一个实施方式的极柱组件的剖面示意图;
图3是根据本发明的一个实施方式的顶盖组件的分解结构示意图;
图4是根据本发明的一个实施方式的顶盖组件的沿顶盖板长度方向的剖面示意图;
图5是本发明的一个实施方式的顶盖组件的在极柱组件中心处沿顶盖板宽度方向剖面示意图。
附图标记说明
1 极柱
2 密封件
3 第一固定件
4 顶盖板
5 下塑胶件
6 灌封胶
11 第一上表面
12 第二上表面
13 凹槽
21 凸环
22 第一密封部
23 密封主体部
31 第一连接部
32 第二连接部
33 第一卡接部
34 主体部
41 极柱引出孔
42 第二固定件
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。
在下面的详细描述中,提出了许多具体细节,以便提供对本发明的全面理解。但是,对于本领域技术人员来说很明显的是,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中,至少部分的公知结构和技术没有被示出,以便避免对本发明造成不必要的模糊;并且,为了清晰,可能夸大了部分结构的尺寸。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。此外,下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
图1是根据本发明的一个实施方式的极柱组件的分解结构示意图,其示出了形成极柱组件的各个零件各自的构造。图2是根据本发明的一个实施方式的极柱组件的剖面示意图,其示出了将各个零件装配成极柱组件后,极柱组件的各个零件之间的装配关系。图3是根据本发明的一个实施方式的顶盖组件的分解结构示意图,其示出了形成顶盖组件的各个零件。图4是根据本发明的一个实施方式的顶盖组件的沿顶盖板长度方向的剖面示意图,其从一个方向示出了顶盖组件各个零件之间的装配关系。图5是本发明的一个实施方式的顶盖组件的在极柱组件中心处沿顶盖板宽度方向剖面示意图,其从另一个方向示出了极柱组件各个零件之间的装配关系以及顶盖组件各个零件之间的装配关系。
如图1至图5所示,极柱组件包括极柱1、密封件2、第一固定件3。
极柱1呈圆形的薄片或板状结构,分为正极柱和负极柱,正极柱可以采用金属材料铝制成,负极极柱可以采用复合极柱形式,即上层为金属材料铝,下层为金属材料铜制成。极柱1具有靠近其中心位置的第一上表面11以及靠近其周向边缘位置的第二上表面12,第一上表面11呈圆形,第二上表面12呈圆环状,且第一上表面与第二上表面不在同一高度上,在本实施例中,第一上表面11高于第二上表面12,在极柱1的第二上表面12以及极柱1的下表面上设置有凹槽13,当然,根据本发明的示例性实施例,凹槽13可以连续或者不连续地设置在极柱1与密封件2接触的外表面上。
密封件2采用塑胶材质制成,在本实施例中,具体的密封件2采用氟橡胶制成,密封件2为环形,密封件2包括密封主体部23和第一密封部22,密封主体部23的沿极柱径向的剖面大致呈U形。在密封主体部23靠近极柱1的一侧底部下表面下方延伸出第一密封部22,第一密封部22在极柱轴向上往远离极柱 1的方向延伸,密封主体部23和第一密封部22一体成型,密封主体部23靠近极柱的一侧设置有与凹槽相对应的凸环21。当然,根据本发明的示例性实施例,凸环21同样可以连续或者不连续地设置密封主体部23靠近极柱的一侧。另外,在其他的变形实施例中,还可以在极柱1的外表面设置凸环,而对应地在密封件2靠近极柱的一侧内表面设置与凸环相适应的凹槽,则同样能够通过凸环和凹槽彼此配合进一步提升密封效果。
第一固定件3采用金属材料制成,第一固定件3呈环形,第一固定件3沿极柱径向的剖面同样大致呈U形,第一固定件3包括第一连接部31、第二连接部32、第一卡接部33和主体部34,第一卡接部33位于第一固定件3靠近顶盖板4的一侧底部,并且沿极柱径向往靠近顶盖板4的方向延伸。第一连接部31 和第二连接部32分别位于第一固定件3的另一侧底部和顶部,并沿极柱径向往靠近极柱1的方向延伸。第一连接部31和第二连接部32均为连续的环状结构,示例性地,第一连接部31和第二连接部32均可以是不连续的环状结构。例如第二连接部32为带有缺口的环状结构,在对第一固定件3的上部进行滚边形成第二连接部32时,可以将第二连接部32因缺口形成的各个部分分开滚边,方便操作。
将极柱1、密封件2、第一固定件3装配形成极柱组件时,密封件2包覆极柱1的第二上表面12及部分下表面,其装配在极柱1与第一固定件3之间,实现极柱1与第一固定件3之间的密封连接。当密封件2装配到极柱1上时,凸环 21及凹槽13配合,能够实现密封件2的装配定位,使得密封件2准确、快速的安装到极柱1对应的位置处,提高生产效率,同时,凸环21被压迫卡进凹槽 13中,进一步增强密封效果。此时,第一密封部22设置于第一连接部31靠近极柱1的一端,与第一连接部31抵靠配合,并填充第一连接部31与下塑胶件5 之间的空隙,进一步增强密封效果。第一固定件3包覆在密封主体部23远离极柱1一侧的表面,第一固定件3的第二连接部32间接包覆极柱1的第二上表面12,第一连接部31间接包覆极柱1部分下表面,第一固定件3将极柱1及密封件2固定成一个整体,形成极柱组件。通过第一固定件3对密封件2形成压迫,使得密封件2能够紧密的贴合极柱1,实现第一固定件3与极柱1之间的密封连接。第一固定件3在极柱径向上远离极柱1一侧的表面用于与顶盖板4焊接,实现极柱组件与顶盖板4之间的稳定连接。第一连接部31与第二连接部 32分别对极柱向下及向上方向的运动进行限制,无需借助顶盖板4的限位功能,即可将极柱1、密封件2、第一固定件3装配在一起,形成标准化的极柱组件。第一固定件3还包括第一卡接部33,当极柱组件与顶盖板连接时,如图5所示,第一卡接部33与顶盖板4在极柱轴向上抵接,顶盖板4对极柱组件向上方向的运动进行限制。
本发明还提供了一种电池顶盖组件,如图4-5所示,顶盖组件包括顶盖板4,上述的极柱组件以及下塑胶件5。顶盖板4大体上呈薄板状,并具有与壳体的开口相匹配的尺寸和形状,以便能够连接在壳体的开口处。顶盖板4 采用金属材料制成,例如可以选择与电池壳体材料相同的金属材料。顶盖板 4包括第二固定件42以及大体上呈薄板状的顶盖主体部分,在顶盖主体部分上设置有两个极柱引出孔41(一个对应正极,另一个对应负极),用于将壳体内部的电极组件中的电能引出到顶盖板4的外部。第二固定件42设置在极柱引出孔41的上方周缘处,第二固定件42与顶盖板主体部分一体成型形成顶盖板4,第二固定件42整体呈连续的环状,示例性的,第二固定件42可以为不连续环状。第二固定件42内侧壁沿极柱引出孔41的内侧壁向上延伸,极柱组件在极柱径向上远离极柱1的一侧与第二固定件42的内侧壁焊接在一起,从而实现极柱组件与顶盖板4之间的固定连接,此时,极柱1与顶盖板4在极柱轴向上不重叠。为了进一步加强密封效果以及极柱组件的连接稳定性,在极柱组件的上方还填充有灌封胶6,灌封胶6填充于极柱1于第二固定件42之间。另外,为了保持顶盖板4与壳体内部的电极组件之间的绝缘状态,在顶盖板4 的下方设置有下塑胶件5,下塑胶件5通常采用塑料材料制成且大体呈板状,其贴附于顶盖板4的朝向壳体内部一侧的表面,以使顶盖板4与设置在壳体内部的电极组件保持绝缘。下塑胶件5包括两个通孔和围绕通孔设置的塑胶件主体部分,两个通孔分别与顶盖板4上设置的两个极柱引出孔41相对,而塑胶件主体部分围绕设置在极柱引出孔41的周缘。
本发明还提供一种极柱组件的制造方法,包括:
步骤一:制造极柱组件之前,先独立制备极柱1、密封件2、第一固定件3,
步骤二:将极柱1由上往下装入密封件2内,利用密封主体部23对极柱1进行定位,再将装配在一起的极柱1、密封件2由上往下装入第一固定件3内,利用第一连接部31对极柱1、密封件2进行向下方向的限位。
步骤三:对第一固定件3的上部进行滚边,并使第一固定件3压迫密封件2,形成第二连接部32。
本发明还提供一种顶盖组件的制造方法,包括:
步骤一:制备极上述的极柱组件;
步骤二:在顶盖板4上冲坑形成第二固定件42;
步骤三:将极柱组件与第二固定件42的内侧表面焊接;
步骤四:装配下塑胶件5。
以上对本发明进行了详细介绍,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上的改变不应认为偏离了本发明保护的范围,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种电池的极柱组件,其特征在于,包括:
极柱;
密封件,所述密封件设置在第一固定件与极柱之间;
第一固定件,所述第一固定件包括第一连接部和第二连接部,所述第一连接部与第二连接部均与所述极柱在极柱轴向上部分重叠,所述第一固定件将极柱及密封件固定成一体;
所述第一固定件包括第一卡接部,所述第一卡接部从所述第一固定件与顶盖板连接的一侧向顶盖板方向延伸,所述第一卡接部与顶盖板在极柱轴向上抵接;
所述第一固定件在极柱径向上远离极柱的一侧用于与所述顶盖板固定连接。
2.根据权利要求1中所述的极柱组件,其特征在于,所述密封件同时包覆极柱上表面的一部分以及下表面的一部分。
3.根据权利要求2所述的极柱组件,其特征在于,所述密封件靠近极柱一侧的表面设有凸环/凹槽,所述极柱上设置有与凸环/凹槽相对应的凹槽/凸环。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的极柱组件,其特征在于,所述密封件包括第一密封部,所述第一密封部设置于第一连接部靠近极柱的一端,所述第一密封部在极柱轴向上往远离极柱的方向延伸,并与所述第一连接部抵靠配合。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的极柱组件,其特征在于,所述第一连接部和/或所述第二连接部为连续或不连续的环状结构。
6.一种电池顶盖组件,其特征在于,包括:顶盖板、下塑胶件和权利要求1至5中任一项所述的极柱组件,所述顶盖板具有极柱引出孔,所述极柱组件在极柱径向上远离极柱的一侧与所述顶盖板固定连接。
7.根据权利要求6所述的顶盖组件,其特征在于,所述顶盖板包括第二固定件,所述第二固定件内侧壁沿所述极柱引出孔内侧壁向上延伸,所述极柱组件在极柱径向上远离极柱的一侧与所述第二固定件固定连接。
8.根据权利要求7所述的顶盖组件,其特征在于,所述极柱与顶盖板在极柱轴向上不重叠。
9.一种权利要求1至5中任一项所述的极柱组件的制造方法,其特征在于,包括:
分别制备极柱、密封件、第一固定件;
将极柱、密封件、第一固定件装配在一起;
对第一固定件的上部进行滚边并压迫密封件,形成第二连接部。
10.一种权利要求6-8中任一项所述的顶盖组件的制造方法,其特征在于,包括:
制备权利要求1至5中任一项所述的极柱组件;
在顶盖板上冲坑形成第二固定件;
将极柱组件与第二固定件焊接;
装配下塑胶件。
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