CN114335828A - 电池、电动汽车及电池的制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池、电动汽车及电池的制备方法，电池包括盖板组件和设有开口的壳体，盖板组件包括盖板，盖板盖设于壳体的开口上，形成用于容纳电芯的腔体，盖板上沿盖板的周向设有一圈凹槽，壳体的开口边缘弯折并卡入凹槽中。本申请提供的电池及其制备方法，通过在盖板上沿盖板的周向设置一圈凹槽，将盖板盖设在壳体的开口上，使壳体的开口边缘弯折并卡入凹槽中，即可实现壳体与盖板的封装，不会出现传统焊接封装的炸点现象和焊穿壳体后接触到电芯而损伤电芯的问题，且密封性好，提高了封装质量和效率。

Description

电池、电动汽车及电池的制备方法

技术领域

本申请属于电池技术领域，尤其涉及一种电池、电动汽车及电池的制备方法。

背景技术

随着社会和科学技术的发展，具有节能环保特性的动力电池在新能源领域被逐渐推广应用。现有动力电池的盖板和壳体封装时一般采用激光焊接，但焊接过程中容易出现炸点现象，影响焊接质量及效率，且焊接过程中容易焊穿壳体，进而接触到壳体内的电芯，对电芯造成损伤。

发明内容

本申请实施例提供一种电池、电动汽车及电池的制备方法，以解决现有电池的盖板和壳体封装时容易出现炸点现象和对电芯造成损伤的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种电池，所述电池包括盖板组件和设有开口的壳体，所述盖板组件包括盖板，所述盖板盖设于所述壳体的开口上，形成用于容纳电芯的腔体，所述盖板上沿所述盖板的周向设有一圈凹槽，所述壳体的开口边缘朝所述盖板弯折并卡入所述凹槽中。

可选的，所述凹槽靠近所述盖板边缘的侧壁与所述盖板边缘之间的距离D为0.2mm-6mm；和/或，所述凹槽的深度为0.2mm-4mm。

可选的，所述盖板的上表面高于所述壳体的上表面，且所述盖板的上表面与所述壳体的上表面的高度差H0为0.2mm-5mm。

可选的，所述壳体的一面开口，所述盖板为直板；或者，所述壳体为三面开口的矩形体壳体，所述盖板包括第一板和分别连接在所述第一板长度方向两端的两个第二板，两个所述第二板均与所述第一板垂直，所述第一板和两个所述第二板分别盖设在所述壳体三面的开口上；

或者，所述壳体为三面开口的矩形体壳体，所述盖板为一面开口的环形框体，所述壳体的开口形状与所述盖板相匹配；

或者，所述壳体包括底板，所述底板的两侧弯折形成相对的第一侧板和第二侧板，所述盖板包括顶板，所述顶板的两端弯折形成相对的第一端板和第二端板；

或者，所述壳体为矩形体框架，所述矩形体框架设置有U型槽，所述U型槽沿自身长度方向贯穿所述矩形体框架的两个相对侧壁，所述盖板包括三个板体，三个所述板体拼合形成U型结构，三个所述板体分别盖设在所述U型槽的开口处和所述U型槽的两端；

或者，所述壳体为U型框架构件，所述U型框架构件包括底壁、第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁分别与所述底壁连接，且所述第一侧壁和所述第二侧壁相对设置，所述盖板包括顶板、第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板连接于所述顶板长度方向的两端且均垂直于所述顶板，所述顶板、所述第一侧板和所述第二侧板分别盖设在所述U型框架构件的三个开口处。

可选的，所述壳体的内壁面上沿所述开口的周向设有凸台，所述盖板抵接于所述凸台朝向所述开口的一面。

可选的，所述壳体的厚度H1为0.2mm-3mm，所述壳体的厚度H1与所述凸台的厚度之和为H2，0.2mm＜H2≤4mm。

可选的，所述凸台上设有加强部，所述加强部沿所述开口的周向设置，所述盖板抵接于所述加强部朝向所述开口的一面。

可选的，所述加强部的长度L为0.5mm-4mm，和/或所述加强部的厚度H3为0.3mm-4mm。

第二方面，本申请提供一种电动汽车，所述电动汽车包括如上任一项所述的电池。

第三方面，本申请提供一种电池的制备方法，用于制备如上任一项所述的电池，所述制备方法包括以下步骤：

提供盖板和设有开口的壳体；

在所述盖板上沿所述盖板的周向设置一圈凹槽；

将所述盖板盖设在所述壳体的开口上；

将所述壳体的开口边缘弯折并卡入所述凹槽中。

可选的，采用旋铆法或翻边法、卷边法/折弯法等将所述壳体的开口边缘弯折并卡入所述凹槽中。

本申请实施例提供的电池、电动汽车及电池的制备方法，通过在盖板上沿盖板的周向设置一圈凹槽，将盖板盖设在壳体的开口上，使壳体的开口边缘朝盖板弯折并卡入凹槽中，即可实现壳体与盖板的封装，不会出现传统焊接封装的炸点现象和焊穿壳体后接触到电芯而损伤电芯的问题，且密封性好，提高了封装质量和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，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的附图。

为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。

图1为本申请实施例提供的电池的结构示意图。

图2为图1所示的电池的爆炸结构示意图。

图3为图1所示的电池的第一种结构俯视图。

图4为图3所示的电池沿A-A方向的剖面示意图。

图5为图4所示的电池的局部A的放大结构示意图。

图6为图1所示的电池的第二种结构俯视图。

图7为图6所示的电池沿B-B方向的剖面示意图。

图8为图7所示的电池的局部B的放大结构示意图。

图9为图1所示的电池的第三种结构俯视图。

图10为图9所示的电池沿C-C方向的剖面示意图。

图11为图10所示的电池的局部C的放大结构示意图。

图12为本申请实施例提供的电池的制备方法的流程图。

附图标号上说明：

10、盖板；11、凹槽；12、第一板；13、第二板；20、壳体；21、凸台；22、加强部。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种电池，请参阅图1-图11，本申请实施例提供的电池包括盖板组件和设有开口的壳体20，盖板组件包括盖板10，盖板10盖设于壳体20的开口上，形成用于容纳电芯的腔体，盖板10上沿盖板10的周向设有一圈凹槽11，壳体20的开口边缘朝盖板弯折并卡入凹槽11中。

本申请实施例提供的电池，通过在盖板10上沿盖板10的周向设置一圈凹槽11，将盖板10盖设在壳体20的开口上，使壳体20的开口边缘朝盖板10弯折并卡入凹槽11中，即可实现壳体20与盖板10的封装，不会出现传统焊接封装的炸点现象和焊穿壳体20后接触到电芯而损伤电芯的问题，且密封性好，提高了封装质量和效率。其中，“盖板的周向”是指绕盖板10的边缘一周的方向。

本申请的实施例中，凹槽11的深度为0.2mm-4mm。如图11所示，优选的，凹槽11靠近盖板10边缘的侧壁与盖板10边缘之间的距离D为0.2mm-6mm，这样可以在保证密封效果的前提下，使壳体20的弯折部分尽可能的短，增大壳体20与盖板10形成的腔体空间。

如图11所示，可选的，盖板10的上表面高于壳体20的上表面，且盖板10的上表面与壳体20的上表面的高度差H0为0.2mm-5mm。通过使盖板10的上表面高于壳体20的上表面，并控制盖板10的上表面与壳体20的上表面的高度差H0为0.2mm-5mm，从而电池无模组化的集成电动汽车实际应用中可以通过盖板10的上表面承受压力，避免盖板10和壳体20的连接处被压到而变形。其中，盖板10的上表面是指：盖板10与壳体20封装后，在壳体20的高度方向X上，盖板10位置最高的一面。壳体20的上表面是指：壳体20与盖板10封装后，在壳体20的高度方向X上，壳体20位置最高的一面。

在本申请的一些实施例中，壳体20为三面开口的矩形体(例如正方体或长方体)壳体，盖板10为U型盖板。盖板10和壳体20采用的结构形式使其均可由金属片直接弯折成型，相较于常规的电池外壳冲压、挤压或焊接成型，制造难度小、成本低。

示例性的，如图2所示，在本申请的一些实施例中，壳体20为三面开口的长方体壳体，盖板10包括第一板12和分别连接在第一板12长度方向两端的两个第二板13，两个第二板13均与第一板12垂直，第一板12和两个第二板13分别盖设在壳体20三面的开口上。或者，壳体20也可以为三面开口的矩形体(例如正方体或长方体)壳体，即在矩形体壳体的三个相邻的面分别开口；盖板10可以为一面开口的环形框体，即在环形框体的一面开口以形成U型盖板，使盖板10的结构与壳体20相匹配以密封连接在壳体20的开口处。或者，壳体20包括底板、第一侧板和第二侧板，底板的两侧弯折形成相对的第一侧板和第二侧板，底板、第一侧板和第二侧板之间形成用于容置电芯的腔室；盖板10包括顶板、第一端板和第二端板，顶板的两端弯折形成相对的第一端板和第二端板，盖板10盖合于壳体20上以形成矩形体的电池外壳。或者，壳体20为矩形体框架，矩形体框架设置有U型槽，U型槽沿自身长度方向贯穿矩形体框架的两个相对侧壁；盖板10包括三个板体，三个板体拼合形成U型结构，三个板体分别盖设在U型槽的开口处和U型槽的两端，以使得U型槽以及三个板体之间形成用于容置电芯的腔室。或者，壳体20为U型框架构件，U型框架构件包括底壁、第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁分别与底壁连接，且第一侧壁和第二侧壁相对设置，底壁与第一侧壁和第二侧壁之间限定出用于容置电芯的空间；盖板10包括顶板、第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板连接于顶板长度方向的两端且均垂直于顶板，顶板、第一侧板和第二侧板分别盖设在U型框架构件的三个开口处。

当然，在申请的另一些实施中，也可以是壳体20的一面开口，盖板10为直板，盖板10盖设在壳体20的开口处且抵接面平齐。

可选的，结合图3-图11所示，壳体20的内壁面上沿开口的周向设有凸台21，盖板10抵接于凸台21朝向开口的一面。凸台21具有一定的结构强度，能保证整体结构的稳定性，并且凸台21朝向开口的一面与壳体20的内壁面形成台阶结构，台阶结构使得盖板10在壳体20上的定位准确，有助于提高封装效率。可选的，壳体20的厚度H1为0.2mm-3mm，壳体20的厚度H1与凸台21的厚度之和为H2，0.2mm＜H2≤4mm。

需要说明的是，在本申请的一些实施例中，壳体20和凸台21为一体成型结构。

进一步地，如图5、图8和图11所示，凸台21上设有加强部22，加强部22沿壳体20的开口的周向设置，盖板10抵接于加强部22朝向开口的一面。通过设置加强部22，能增加壳体20的结构强度，同时对盖板10起到承载作用，防止壳体20与盖板10封装时施加在盖板10上的力导致盖板10变形。可选的，加强部22的长度L为0.5mm-4mm，和/或加强部22的厚度H3为0.3mm-4mm。

需要说明的是，在本申请的一些实施例中，壳体20、凸台21和加强部22为一体成型结构。

盖板组件还包括极柱、包胶件和密封圈，盖板10上开设有通孔，极柱设置于盖板10的通孔处，密封圈设置于极柱与盖板之间，包胶件包覆于极柱部的侧面，并填充于极柱与盖板10之间的空隙处。通过设置密封圈，可以避免灰尘、水分等杂质通过极柱和盖板10之间的空隙进入电芯内部，提高密封性；通过设置包胶件，可提高极柱与盖板之间的密封性和连接稳固性。

在本申请的一些实施例中，极柱包括第一极柱部和第二极柱部，第二极柱部用于连接极耳，第二极柱部上设有熔断部，第一极柱部上开设有安装孔，熔断部的一端连接第二极柱部，熔断部的另一端穿设于安装孔并与第一极柱部铆压连接或者螺纹连接，熔断部的横截面积小于第一极柱部的横截面积和第二极柱部的横截面积。包胶件包覆于第一极柱部和第二极柱部的侧面，并填充于第一极柱部与第二极柱部之间的空隙处以及极柱与盖板之间的空隙处。

需要说明的是，“横截面积”指的是沿垂直于第二极柱部中心线方向上的横截面积。可以理解的，由于熔断部的横截面积小于第一极柱部的横截面积和第二极柱部的横截面积，因此，当发生过流时，熔断部的电阻最大，在熔断部处产生较大热量使得熔断部熔断，进而极耳与极柱之间的连接断开，避免过流对电芯造成损坏，实现过流保护。

本申请实施例通过将极柱设计成分体的第一极柱部和第二极柱部，第二极柱部上设置熔断部，熔断部的一端穿设于第一极柱部的安装孔并与第一极柱部铆压连接或者螺纹连接，相比于在极柱上开孔或开槽以形成熔断部的方案，本申请的极柱在加工熔断部时更容易操作和控制。

具体地，当熔断部的一端与第一极柱部为铆压连接时，第一极柱部上的安装孔设为阶梯孔，此时安装孔的壁面为阶梯面，阶梯面可容纳和承载熔断部被铆压的部分，实现熔断部与第一极柱部的铆压连接。当熔断部的一端与第一极柱部为螺纹连接时，第一极柱部上的安装孔设为螺纹孔，熔断部的一端侧面设有外螺纹，外螺纹与螺纹孔螺纹配合。

需要说明的是，第一极柱部、第二极柱部和熔断部的形状可以为正方体、长方体和圆柱体中的任意一种。示例性的，第一极柱部、第二极柱部和熔断部的形状均为圆柱体。

进一步地，在本申请的一些实施例中，熔断部的另一端(即与第一极柱部铆压连接或螺纹连接的一端)还与第一极柱部焊接。通过将第一极柱部与熔断部铆压连接或螺纹连接的一端进行焊接，即将熔断部的另一端与第一极柱部铆压连接后或螺纹连接再焊接，既可以减小熔断部与第一极柱部之间的空隙，增加极柱的结构强度，同时还可以防止熔断部与第一极柱部接触不良而导致电路不通畅。

可选的，在第一极柱部的侧面设置有多个第一凹槽，和/或第二极柱部的侧面设置有多个第二凹槽。通过在第一极柱部的侧面设置多个第一凹槽，可以提高与盖板注塑包胶后的极柱的扭力；通过在第二极柱部的侧面设置多个第二凹槽，可以增强与盖板注塑包胶后的极柱的扭力。可以理解的，第一凹槽和第二凹槽的数量可以根据实际需求进行设置，本申请对此不做限制，示例性的，第一凹槽和第二凹槽的数量均为四个，四个第一凹槽沿第一极柱部的周向均匀设置，四个第二凹槽沿第二极柱部的周向均匀设置。

需要说明的是，在本申请的一些实施例中，第二极柱部和熔断部为一体成型结构。

在本申请的一些实施例中，盖板组件的装配工艺如下：先在盖板10上安装密封圈，再在密封圈上安装带有熔断部的第二极柱部，然后安装第一极柱部，使熔断部的一端穿设于第一极柱部的安装孔并与第一极柱部铆压连接，铆压后焊接，最后包胶形成盖板组件。

本申请实施例还提供了一种电动汽车，电动汽车包括上述任一实施例中的电池。

本申请实施例还提供了一种电池的制备方法，用于制备上述任一实施例中的电池。如图12所示，电池的制备方法包括以下步骤：

S100、提供盖板10和设有开口的壳体20；

S200、在盖板10上沿盖板10的周向设置一圈凹槽11；

S300、将盖板10盖设在壳体20的开口上；

S400、将壳体20的开口边缘朝盖板10弯折并卡入凹槽11中。

可选的，在步骤S100中，壳体20可以是一面开口的壳体，也可以是三面开口的U型壳体，当采用一面开口的壳体20时，盖板10为直板；当采用三面开口的U型壳体20时，盖板10包括第一板12和分别连接在第一板12长度方向两端的两个第二板13，两个第二板13均与第一板12垂直。

可选的，在步骤S200中，可以在盖板10的上表面沿盖板10的周向设有一圈凹槽11，也可以在盖板10边缘沿盖板10的周向设有一圈凹槽11。

在步骤S300中，当盖板10包括第一板12和分别连接在第一板12长度方向两端的两个第二板13，两个第二板13均与第一板12垂直，壳体20为三面开口的U型壳体20时，将盖板10的第一板12和两个第二板13分别盖设在壳体20三面的开口上。

可选的，在步骤S400中，可以采用旋铆法或翻边法将壳体20的开口边缘弯折并卡入凹槽11中。可以理解的，壳体20的开口边缘弯折前为竖直状，壳体20的开口边缘朝向盖板10弯折后，弯折部分的末端卡入盖板10的凹槽11中。具体地，旋铆法、翻边法、卷边法和折弯法可以参考现有技术，本申请实施例对此不做赘述。

本申请实施例提供的电池的制备方法，通过在盖板10上沿盖板10的周向设置一圈凹槽11，将盖板10盖设在壳体20的开口上，使壳体20的开口边缘朝向盖板10弯折并卡入凹槽11中，即可实现壳体20与盖板10的封装，不会出现传统焊接封装的炸点现象和易损伤电芯的问题，且密封性好，提高了封装质量和效率。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请的描述中，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

以上对本申请实施例所提供的电池进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种电池，其特征在于，包括盖板组件和设有开口的壳体(20)，所述盖板组件包括盖板(10)，所述盖板(10)盖设于所述壳体(20)的开口上，形成用于容纳电芯的腔体，所述盖板(10)上沿所述盖板(10)的周向设有一圈凹槽(11)，所述壳体(20)的开口边缘朝所述盖板(10)弯折并卡入所述凹槽(11)中。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述凹槽(11)靠近所述盖板(10)边缘的侧壁与所述盖板(10)边缘之间的距离D为0.2mm-6mm；和/或，所述凹槽(11)的深度为0.2mm-4mm。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述盖板(10)的上表面高于所述壳体(20)的上表面，且所述盖板(10)的上表面与所述壳体(20)的上表面的高度差H0为0.2mm-5mm。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述壳体(20)的一面开口，所述盖板(10)为直板；

或者，所述壳体(20)为三面开口的矩形体壳体，所述盖板(10)包括第一板(12)和分别连接在所述第一板(12)长度方向两端的两个第二板(13)，两个所述第二板(13)均与所述第一板(12)垂直，所述第一板(12)和两个所述第二板(13)分别盖设在所述壳体(20)三面的开口上；

或者，所述壳体(20)为三面开口的矩形体壳体，所述盖板(10)为一面开口的环形框体，所述壳体(20)的开口形状与所述盖板相匹配；

或者，所述壳体(20)包括底板，所述底板的两侧弯折形成相对的第一侧板和第二侧板，所述盖板(10)包括顶板，所述顶板的两端弯折形成相对的第一端板和第二端板；

或者，所述壳体(20)为矩形体框架，所述矩形体框架设置有U型槽，所述U型槽沿自身长度方向贯穿所述矩形体框架的两个相对侧壁，所述盖板(10)包括三个板体，三个所述板体拼合形成U型结构，三个所述板体分别盖设在所述U型槽的开口处和所述U型槽的两端；

或者，所述壳体(20)为U型框架构件，所述U型框架构件包括底壁、第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁分别与所述底壁连接，且所述第一侧壁和所述第二侧壁相对设置，所述盖板(10)包括顶板、第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板连接于所述顶板长度方向的两端且均垂直于所述顶板，所述顶板、所述第一侧板和所述第二侧板分别盖设在所述U型框架构件的三个开口处。

5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述壳体(20)的内壁面上沿所述开口的周向设有凸台(21)，所述盖板(10)抵接于所述凸台(21)朝向所述开口的一面。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述壳体(20)的厚度H1为0.2mm-3mm，所述壳体(20)的厚度H1与所述凸台(21)的厚度之和为H2，0.2mm＜H2≤4mm。

7.根据权利要求5或6所述的电池，其特征在于，所述凸台(21)上设有加强部(22)，所述加强部(22)沿所述开口的周向设置，所述盖板(10)抵接于所述加强部(22)朝向所述开口的一面。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述加强部(22)的长度L为0.5mm-4mm，和/或所述加强部(22)的厚度H3为0.3mm-4mm。

9.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括如权利要求1-8任一项所述的电池。

10.如权利要求1-8任一项所述的电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

提供盖板(10)和设有开口的壳体(20)；

在所述盖板(10)上沿所述盖板(10)的周向设置一圈凹槽(11)；

将所述盖板(10)盖设在所述壳体(20)的开口上；

将所述壳体(20)的开口边缘朝所述盖板(10)弯折并卡入所述凹槽(11)中。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，采用旋铆法、翻边法、卷边法或折弯法将所述壳体(20)的开口边缘弯折并卡入所述凹槽(11)中。

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