CN113410555A - 一种极柱组件、电池顶盖及动力电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种极柱组件、电池顶盖及动力电池，其中极柱组件安装于动力电池盖板上，包括极柱本体和环绕包裹在极柱本体柱面的上塑胶，所述上塑胶在注塑成型时与极柱本体连接为一体，所述上塑胶成型有定位部和止推部，所述止推部上设有极柱密封圈、若干铆接柱和上塑胶密封圈，所述极柱密封圈套设在所述定位部上，所述铆接柱围绕分布在所述极柱密封圈的周围，所述铆接柱用于穿入盖板上的铆接孔中并与盖板铆接在一起。本发明通过利用铆接柱与盖板铆接时产生的铆接拉力使极柱密封圈和上塑胶密封圈产生稳定的压缩量，极柱密封圈防止定位部与极柱通孔间漏气，上塑胶密封圈防止铆接柱与铆接孔间漏气，提高了对极柱组件的密封效果。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种极柱组件、电池顶盖及动力电池。
背景技术
动力电池一般包括电芯、用于容纳电芯的金属壳体和用于封闭壳体的电池顶盖。在电芯上伸出有极耳，而电池顶盖包括盖板以及固定设置在盖板上的极柱组件。在动力电池装配时，先将电芯极耳与顶盖极柱焊接后，然后将电芯放置于壳体内，并将盖板与壳体密封焊接，组装成半成品电池，再经过注液、化成和容量等一系列工序即得到动力电池。
为了确保动力电池内部具有较好的密封性，通常做法在电池顶盖上设置有密封圈，以实现对极柱组件与盖板之间的间隙进行密封。目前所设置的密封圈为圆环形且断面为长方形，一般是设置于盖板内部偏上方位置并平铺在极柱表面。在电池顶盖装配时该密封圈主要依靠注塑后与绝缘塑胶圈连接在一起来对极柱组件进行气密性密封，上述极柱密封技术方案无法始终保证密封圈向极柱方向的压缩量，导致极柱组件的密封性不稳定。
发明内容
本发明目的在于：针对现有技术中极柱组件与盖板之间的密封性不稳定的问题，提供一种极柱组件、电池顶盖及动力电池，通过对极柱组件进行优化设计，在极柱组件与盖板超声波铆接后，极柱组件与盖板之间的间隙密封稳定可靠，有利于提高动力电池品质。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种极柱组件，安装于动力电池盖板上，包括极柱本体和环绕包裹在极柱本体柱面的上塑胶，所述上塑胶在注塑成型时与极柱本体连接为一体，所述上塑胶成型有定位部和止推部，所述定位部用于嵌入盖板上的极柱通孔中，所述止推部用于抵接在盖板顶面上，所述止推部上设有极柱密封圈、若干铆接柱和上塑胶密封圈，所述极柱密封圈套设在所述定位部上，所述铆接柱围绕分布在所述极柱密封圈的周围，所述铆接柱用于穿入盖板上的铆接孔中并与盖板铆接在一起，所述上塑胶密封圈用于对止推部与盖板顶面进行密封以阻止铆接柱与铆接孔之间的间隙漏气。
本发明通过上塑胶环绕包裹在极柱本体侧面，使极柱本体露出底面及顶面，以便电池装配时焊接极耳及连接片，而上塑胶在注塑成型时与极柱本体连接为一体，既保证了上塑胶与极柱本体结合面的密封性，又便于整个极柱组件直接与盖板进行组装，通过使上塑胶成型有定位部和止推部，且止推部上设有极柱密封圈、若干铆接柱和上塑胶密封圈，极柱密封圈套设在定位部上，铆接柱围绕分布在极柱密封圈的周围，在装配电池顶盖时，将定位部嵌入盖板上的极柱通孔中，止推部抵接在盖板顶面上，铆接柱穿入盖板上的铆接孔中并与盖板铆接在一起，利用铆接拉力使极柱密封圈和上塑胶密封圈产生稳定的压缩量，极柱密封圈可以防止定位部与极柱通孔间漏气，上塑胶密封圈可以防止铆接柱与铆接孔间漏气，提高了对极柱组件的密封效果。
作为本发明的优选方案，所述上塑胶密封圈为环形条状结构，所述上塑胶密封圈上设置有若干限位孔，所述限位孔与所述铆接柱的位置及尺寸相适配。通过将上塑胶密封圈设置为上述结构形式，安装时将上塑胶密封圈上的限位孔套在铆接柱上，可以防止铆接时上塑胶密封圈的移动错位，增加了上塑胶密封圈的安装稳定性。
作为本发明的另一种方案，所述上塑胶密封圈为环形条状结构，所述止推部上设有限位槽，所述限位槽相对于极柱本体中心环绕设置且位于铆接柱外侧，所述上塑胶密封圈安装在所述限位槽中。通过将上塑胶密封圈设置为上述结构形式，安装时将上塑胶密封圈上嵌入限位槽中，可以防止铆接时上塑胶密封圈的移动错位，增加了上塑胶密封圈的安装稳定性。
作为本发明的优选方案，所述极柱本体侧面环绕设置有连接板，所述连接板延伸至所述止推部之中。通过在极柱本体侧面环绕设置连接板，在上塑胶注塑成型时连接板伸入到上塑胶的止推部中，可以增加上塑胶与极柱本体的连接力，避免上塑胶与极柱本体发生脱落分离。
作为本发明的优选方案，所述连接板上设置有若干个锚固孔，所述锚固孔贯穿所述连接板。通过在连接板上设置若干个锚固孔，在上塑胶注塑成型时胶液可以进入锚固孔中，进一步增加上塑胶与极柱本体的连接力。
一种电池顶盖，包括盖板和以上所述的极柱组件，所述极柱组件有两个且间隔设置于盖板上，所述盖板上设有极柱通孔以及分布在极柱通孔周围的若干铆接孔，所述极柱组件上的定位部嵌入盖板上的极柱通孔中，所述极柱组件上的铆接柱穿入盖板上的铆接孔中并与盖板采用超声波铆接在一起。
本发明中的电池顶盖由于采用了以上所述的极柱组件，装配时定位部嵌入盖板上的极柱通孔中，铆接柱穿入盖板上的铆接孔中并与盖板通过超声波铆接在一起，利用铆接拉力使极柱组件上的极柱密封圈和上塑胶密封圈产生稳定的压缩量，提高了对极柱组件的密封效果，同时由于极柱组件与盖板采用了塑胶超声波铆接在一起，避免了激光焊机、金属铆接等大应力连接方式，极大地降低了连接应力带来的结构变形。
作为本发明的优选方案，所述盖板上还设置有防爆阀和注液口，所述防爆阀位于两个极柱组件中间，所述注液口位于所述防爆阀与任一所述极柱组件之间。通过盖板上设置防爆阀和注液口，防爆阀可以在电池壳体内部压力过高时自动开启泄压，而注液口主要用于实现对电池壳体内部注液。
作为本发明的优选方案，所述注液口包括注液孔和抽气孔，所述注液孔用于向电池壳体内部注入电解液，所述抽气孔用于对电池壳体内部进行抽真空和加压。通过将注液口设置为注液孔和抽气孔，从而将注液和通气的通道分开，使得注液和抽气/加压可以同步进行，有利于提高电池注液效率。
作为本发明的优选方案，所述盖板底面设置有下塑胶，所述下塑胶上设有若干连接柱，所述盖板上配合设有若干连接孔，所述连接柱进入所述连接孔中形成固定连接，所述下塑胶上开设有与盖板上的极柱通孔、铆接孔、注液口及防爆阀相对应的避让孔。通过在盖板底面设置下塑胶，且通过连接柱与连接孔配合实现下塑胶与盖板固定连接，该下塑胶可以对盖板底面起到绝缘屏蔽的作用，而下塑胶上开设有多处避让孔，主要是对下塑胶上与盖板上的极柱通孔、铆接孔、注液口及防爆阀相对应的位置处进行开孔避让。
一种动力电池，包括电芯、壳体以及以上所述的电池顶盖，所述电芯收容于壳体内，所述电池顶盖中的盖板与壳体密封焊接。本发明中的动力电池采用了以上所述的电池顶盖，使得动力电池内部具有较好的密封性能。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过上塑胶环绕包裹在极柱本体侧面，使极柱本体露出底面及顶面，以便电池装配时焊接极耳及连接片，而上塑胶在注塑成型时与极柱本体连接为一体，既保证了上塑胶与极柱本体结合面的密封性，又便于整个极柱组件直接与盖板进行组装，通过使上塑胶成型有定位部和止推部，且止推部上设有极柱密封圈、若干铆接柱和上塑胶密封圈，极柱密封圈套设在定位部上，铆接柱围绕分布在极柱密封圈的周围，在装配电池顶盖时，将定位部嵌入盖板上的极柱通孔中，止推部抵接在盖板顶面上，铆接柱穿入盖板上的铆接孔中并与盖板铆接在一起，利用铆接拉力使极柱密封圈和上塑胶密封圈产生稳定的压缩量，极柱密封圈可以防止定位部与极柱通孔间漏气，上塑胶密封圈可以防止铆接柱与铆接孔间漏气，提高了对极柱组件的密封效果；
2、本发明中的电池顶盖由于采用了以上所述的极柱组件，装配时定位部嵌入盖板上的极柱通孔中，铆接柱穿入盖板上的铆接孔中并与盖板通过超声波铆接在一起，利用铆接拉力使极柱组件上的极柱密封圈和上塑胶密封圈产生稳定的压缩量，提高了对极柱组件的密封效果，同时由于极柱组件与盖板采用了塑胶超声波铆接在一起，避免了激光焊机、金属铆接等大应力连接方式，极大地降低了连接应力带来的结构变形。
附图说明
图1为本发明中的极柱组件示意图。
图2为图1中的极柱本体示意图。
图3为图1中的极柱组件与盖板连接剖视图。
图4为本发明中的另一种极柱组件示意图。
图5为图4中的上塑胶示意图。
图6为图4中的极柱组件与盖板连接剖视图。
图7为本发明中的电池顶盖示意图。
图8为图7的分解示意图。
图9为图8中的注液口局部示意图。
图10为图7中极柱组件位置处剖视图。
图中标记：S-极柱组件，1-极柱本体，11-连接板，111-锚固孔，2-上塑胶，21-定位部，22-止推部，221-铆接柱，222-限位槽，3-极柱密封圈，4-上塑胶密封圈，41-限位孔， 5-盖板，51-极柱通孔，52-铆接孔，6-防爆阀，61-防爆阀保护贴片，7-注液口，71-密封钉，72-注液孔，73-抽气孔，8-下塑胶，81-连接柱。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种极柱组件；
如图1-图3所示，本实施例中的极柱组件S，安装于动力电池盖板上，包括极柱本体1和环绕包裹在极柱本体1柱面的上塑胶2，所述上塑胶2在注塑成型时与极柱本体1连接为一体，所述上塑胶2成型有定位部21和止推部22，所述定位部21用于嵌入盖板5上的极柱通孔中，所述止推部22用于抵接在盖板5顶面上，所述止推部22与盖板5顶面相接触面上设有极柱密封圈3、若干铆接柱221和上塑胶密封圈4，所述极柱密封圈3套设在所述定位部21上，所述铆接柱221围绕均匀分布在所述极柱密封圈3的周围，所述铆接柱221用于穿入盖板5上的铆接孔中并与盖板铆接在一起，所述上塑胶密封圈4用于对止推部22与盖板5顶面进行密封以阻止铆接柱221与铆接孔之间的间隙漏气。
本发明通过上塑胶环绕包裹在极柱本体侧面，使极柱本体露出底面及顶面，以便电池装配时焊接极耳及连接片，而上塑胶在注塑成型时与极柱本体连接为一体，既保证了上塑胶与极柱本体结合面的密封性，又便于整个极柱组件直接与盖板进行组装，通过使上塑胶成型有定位部和止推部，且止推部上设有极柱密封圈、若干铆接柱和上塑胶密封圈，极柱密封圈套设在定位部上，铆接柱围绕分布在极柱密封圈的周围，在装配电池顶盖时，将定位部嵌入盖板上的极柱通孔中，止推部抵接在盖板顶面上，铆接柱穿入盖板上的铆接孔中并与盖板铆接在一起，利用铆接拉力使极柱密封圈和上塑胶密封圈产生稳定的压缩量，极柱密封圈可以防止定位部与极柱通孔间漏气，上塑胶密封圈可以防止铆接柱与铆接孔间漏气，提高了对极柱组件的密封效果。
本实施例中，所述上塑胶密封圈4为环形条状结构，所述上塑胶密封圈4上设置有若干限位孔41，所述限位孔41与所述铆接柱221的位置及尺寸相适配。通过将上塑胶密封圈设置为上述结构形式，安装时将上塑胶密封圈上的限位孔套在铆接柱上，可以防止铆接时上塑胶密封圈的移动错位，增加了上塑胶密封圈的安装稳定性。
本实施例中，所述极柱本体1侧面环绕设置有连接板11，所述连接板11延伸至所述上塑胶2的止推部22之中。通过在极柱本体侧面环绕设置连接板，在上塑胶注塑成型时连接板伸入到上塑胶的止推部中，可以增加上塑胶与极柱本体的连接力，避免上塑胶与极柱本体发生脱落分离。
本实施例中，所述连接板11上设置有若干个锚固孔111，所述锚固孔111贯穿所述连接板11。通过在连接板上设置若干个锚固孔，在上塑胶注塑成型时胶液可以进入锚固孔中，进一步增加上塑胶与极柱本体的连接力。
实施例2
本实施例提供另一种极柱组件；
如图4-图6所示，本实施例中的极柱组件S与实施例1的不同之处在于：所述上塑胶密封圈4为环形条状结构，所述止推部22上设有限位槽222，所述限位槽222相对于极柱本体1中心环绕设置且位于铆接柱221外侧，所述上塑胶密封圈4安装在所述限位槽222中且突出于止推部22有一定高度，以保证极柱组件S与盖板5铆接后能够对上塑胶密封圈4产生一定的压缩量。通过将上塑胶密封圈设置为上述结构形式，安装时将上塑胶密封圈上嵌入限位槽中，可以防止铆接时上塑胶密封圈的移动错位，增加了上塑胶密封圈的安装稳定性。
实施例3
本实施例提供一种电池顶盖；
如图7-图10所示，本实施例中的电池顶盖，包括盖板5和实施例1～实施例2中任意一项所述的极柱组件S，所述极柱组件S有两个且分别位于靠近盖板5左右两端的位置处，所述盖板5上设有极柱通孔51以及分布在极柱通孔51周围的若干铆接孔52，所述极柱组件S的上塑胶2上的定位部21嵌入盖板5上的极柱通孔51中，所述极柱组件S的上塑胶2上的铆接柱221穿入盖板5上的铆接孔52中并与盖板5采用超声波铆接在一起。
本发明中的电池顶盖由于采用了以上所述的极柱组件，装配时定位部嵌入盖板上的极柱通孔中，铆接柱穿入盖板上的铆接孔中并与盖板通过超声波铆接在一起，利用铆接拉力使极柱组件上的极柱密封圈和上塑胶密封圈产生稳定的压缩量，提高了对极柱组件的密封效果，同时由于极柱组件与盖板采用了塑胶超声波铆接在一起，避免了激光焊机、金属铆接等大应力连接方式，极大地降低了连接应力带来的结构变形。
需要加以说明的是：电池顶盖上的两个极柱组件一个为正极柱组件，另一个为负极柱组件，两者的不同之处在于负极的极柱本体为铜铝复合材料，即极柱本体上处于电池壳体内的部位为铜材质，以减少负极电化学腐蚀。
本实施例中，所述盖板5顶面上设置有用于容纳极柱密封圈3的沉孔槽，所述沉孔槽环绕设置在极柱通孔51的顶部，即使得盖板5顶面上与极柱密封圈3相接触的位置处形成下沉台阶面，在极柱组件S安装在盖板5上后，极柱密封圈3正好处于所述沉孔槽内，较好地限制了极柱密封圈的位置。
本实施例中，所述盖板5上还设置有防爆阀6和注液口7，所述防爆阀6位于两个极柱组件S中间，所述注液口7位于所述防爆阀6与任一所述极柱组件S之间。通过盖板上设置防爆阀和注液口，防爆阀可以在电池壳体内部压力过高时自动开启泄压，而注液口主要用于实现对电池壳体内部注液。在动力电池装配完成后，所述注液口7上配合设有密封钉71，以封闭盖板上的注液口；所述防爆阀6上方配合设有防爆阀保护贴片61，以对盖板上的防爆阀进行防护。
本实施例中，所述注液口7包括注液孔72和抽气孔73，所述注液孔72用于向电池壳体内部注入电解液，所述抽气孔73用于对电池壳体内部进行抽真空和加压。通过将注液口设置为注液孔和抽气孔，从而将注液和通气的通道分开，使得注液和抽气/加压可以同步进行，有利于提高电池注液效率。进一步地，所述注液孔72有两个，所述抽气孔73有一个且位于两个注液孔72中间。
本实施例中，所述盖板5底面设置有下塑胶8，所述下塑胶8上设有若干连接柱81，所述盖板5上配合设有若干连接孔，所述连接柱81进入所述连接孔中形成固定连接，所述下塑胶8上开设有与盖板5上的极柱通孔51、铆接孔52、注液口7及防爆阀6相对应的避让孔，即下塑胶上的避让孔有多处，也即是分别在与盖板上的极柱通孔、铆接孔、注液口及防爆阀所对应的位置处均要开设避让孔。通过在盖板底面设置下塑胶，且通过连接柱与连接孔配合实现下塑胶与盖板固定连接，该下塑胶可以对盖板底面起到绝缘屏蔽的作用，而下塑胶上开设有多处避让孔，主要是对下塑胶上与盖板上的极柱通孔、铆接孔、注液口及防爆阀相对应的位置处进行开孔避让。
为了提升极柱组件S与电池盖板5之间的结合强度，在电池顶盖装配时，在所述上塑胶2与盖板5顶面之间涂覆有密封胶，使得上塑胶2与盖板5顶面有一个更好的贴合和密封，以及增加两者的连接结构强度。
实施例4
本实施例提供一种动力电池，包括电芯、壳体以及实施例3中所述的电池顶盖，所述电芯收容于壳体内，所述电池顶盖中的盖板与壳体密封焊接。本发明中的动力电池采用了以上所述的电池顶盖，使得动力电池内部具有较好的密封性能。
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，凡在本发明的原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种极柱组件，安装于动力电池盖板上，其特征在于，包括极柱本体和环绕包裹在极柱本体柱面的上塑胶，所述上塑胶在注塑成型时与极柱本体连接为一体，所述上塑胶成型有定位部和止推部，所述定位部用于嵌入盖板上的极柱通孔中，所述止推部用于抵接在盖板顶面上，所述止推部上设有极柱密封圈、若干铆接柱和上塑胶密封圈，所述极柱密封圈套设在所述定位部上，所述铆接柱围绕分布在所述极柱密封圈的周围，所述铆接柱用于穿入盖板上的铆接孔中并与盖板铆接在一起，所述上塑胶密封圈用于对止推部与盖板顶面进行密封以阻止铆接柱与铆接孔之间的间隙漏气。
2.根据权利要求1所述的极柱组件，其特征在于，所述上塑胶密封圈为环形条状结构，所述上塑胶密封圈上设置有若干限位孔，所述限位孔与所述铆接柱的位置及尺寸相适配。
3.根据权利要求1所述的极柱组件，其特征在于，所述上塑胶密封圈为环形条状结构，所述止推部上设有限位槽，所述限位槽相对于极柱本体中心环绕设置且位于铆接柱外侧，所述上塑胶密封圈安装在所述限位槽中。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的极柱组件，其特征在于，所述极柱本体侧面环绕设置有连接板，所述连接板延伸至所述止推部之中。
5.根据权利要求4所述的极柱组件，其特征在于，所述连接板上设置有若干个锚固孔，所述锚固孔贯穿所述连接板。
6.一种电池顶盖，其特征在于，包括盖板和权利要求1-5任意一项所述的极柱组件，所述极柱组件有两个且间隔设置于盖板上，所述盖板上设有极柱通孔以及分布在极柱通孔周围的若干铆接孔，所述极柱组件上的定位部嵌入盖板上的极柱通孔中，所述极柱组件上的铆接柱穿入盖板上的铆接孔中并与盖板采用超声波铆接在一起。
7.根据权利要求6所述的电池顶盖，其特征在于，所述盖板上还设置有防爆阀和注液口，所述防爆阀位于两个极柱组件中间，所述注液口位于所述防爆阀与任一所述极柱组件之间。
8.根据权利要求7所述的电池顶盖，其特征在于，所述注液口包括注液孔和抽气孔，所述注液孔用于向电池壳体内部注入电解液，所述抽气孔用于对电池壳体内部进行抽真空和加压。
9.根据权利要求8所述的电池顶盖，其特征在于，所述盖板底面设置有下塑胶，所述下塑胶上设有若干连接柱，所述盖板上配合设有若干连接孔，所述连接柱进入所述连接孔中形成固定连接，所述下塑胶上开设有与盖板上的极柱通孔、铆接孔、注液口及防爆阀相对应的避让孔。
10.一种动力电池，其特征在于，包括电芯、壳体以及权利要求9所述的电池顶盖，所述电芯收容于壳体内，所述电池顶盖中的盖板与壳体密封焊接。
Priority Applications (1)
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN114267911A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-04-01 | 厦门海辰新能源科技有限公司 | 顶盖组件、电池和储能装置 |
| CN115401855A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-11-29 | 宁波震裕科技股份有限公司 | 一种电池顶盖的冲铆注塑加工方法 |
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2021
- 2021-07-16 CN CN202110805451.2A patent/CN113410555A/zh active Pending
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| CN116505209B (zh) * | 2023-06-28 | 2023-09-19 | 楚能新能源股份有限公司 | 极柱组件、电池、电池端盖及其组装方法 |
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