CN114464938A - 电池顶盖及动力电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池顶盖及动力电池，电电池顶盖具有安装孔，安装孔用于安装防爆阀，电池顶盖还具有缓冲槽，缓冲槽位于电池顶盖的边沿与安装孔之间，用于消耗电池顶盖与外壳之间焊接时产生的应力。由于电池顶盖100的边沿与安装孔160之间设置有缓冲槽130，所以电池顶盖100与外壳200焊接时，缓冲槽130形成缓冲结构，电池顶盖100与外壳200焊接时产生的应力传递至缓冲槽130，缓冲槽130发生相应的变形，从而消耗掉焊接时热胀冷缩产生的残余应力，进而避免了残余应力传递至安装孔160，安装孔160用于安装防爆阀。由上可见，缓冲槽130的设计减少了防爆阀在生产过程中的开裂问题，提高了动力电池的生产良率，并提升了动力电池的安全可靠性。

Description

电池顶盖及动力电池

技术领域

本发明涉及动力电池的技术领域，尤其涉及一种电池顶盖及动力电池。

背景技术

作为动力电池的关键部件，电池顶盖对动力电池的能量密度、经济性、安全性都具有重 大的影响。相关技术中，防爆阀距离电池顶盖的边缘过近，导致焊接电池顶盖与外壳焊接时 容易造成防爆阀开裂失效等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电池顶盖， 当焊接电池顶盖与外壳时，能够减少防爆阀的开裂。

本发明还提出一种具有上述电池顶盖的动力电池。

根据本发明实施例的电池顶盖，所述电池顶盖具有安装孔，所述安装孔用于安装防爆阀， 所述电池顶盖还具有缓冲槽，所述缓冲槽位于所述电池顶盖的边沿与所述安装孔之间，用于 消耗所述电池顶盖与外壳之间焊接时产生的应力。

根据本发明实施例的电池顶盖，至少具有如下有益效果：可以采用激光焊接等方式，完 成电池顶盖的边沿与外壳之间的焊接。其中，由于电池顶盖的边沿与安装孔之间设置有缓冲 槽，所以电池顶盖与外壳焊接时，缓冲槽形成缓冲结构，电池顶盖与外壳焊接时产生的应力 传递至缓冲槽，缓冲槽发生相应的变形，从而消耗掉焊接时热胀冷缩产生的残余应力，进而 避免了残余应力传递至安装孔，安装孔用于安装防爆阀。由上可见，缓冲槽的设计减少了防 爆阀在生产过程中的开裂问题，提高了动力电池的生产良率，并提升了动力电池的安全可靠 性。

根据本发明的一些实施例，所述电池顶盖具有相对设置的内表面与外表面，所述内表面 和所述外表面中至少一个设置有所述缓冲槽；或者，所述缓冲槽贯通所述内表面和所述外表 面。

根据本发明的一些实施例，所述电池顶盖还设置有排气槽，所述排气槽的一端与所述缓 冲槽相连通，所述排气槽的另一端与所述安装孔连通，所述排气槽与所述缓冲槽位于所述电 池顶盖的同一表面。

根据本发明的一些实施例，所述排气槽具有多个，多个所述排气槽对称或非对称排布。

根据本发明的一些实施例，所述电池顶盖向一侧凸起限定出所述缓冲槽。

根据本发明的一些实施例，所述缓冲槽至少具有两个，所述安装孔位于两个所述缓冲槽 之间；其中，所述电池顶盖的边沿具有长边与短边，所述缓冲槽的长度方向与所述长边的长 度方向平行设置。

根据本发明的一些实施例，所述缓冲槽为环形槽，所述缓冲槽沿所述安装孔周向设置。

根据本发明实施例的动力电池，包括：外壳与上述的电池顶盖，所述外壳具有开口，所 述顶盖的边沿与所述开口的边沿焊接连接。

根据本发明实施例的动力电池，至少具有如下有益效果：动力电池采用上述电池顶盖， 上述电池顶盖的边沿与外壳之间的焊接时，由于电池顶盖的边沿与安装孔之间设置有缓冲槽， 所以顶盖与外壳焊接时，缓冲槽形成缓冲结构，缓冲槽消耗电池顶盖与外壳焊接时热胀冷缩 产生的残余应力，从而规避了防爆阀在生产过程中的开裂问题，提高了动力电池的生产良率， 并提升了动力电池的安全可靠性。

根据本发明的一些实施例，所述动力电池还包括装配连接于所述电池顶盖的导电单元， 所述导电单元包括铆接块与极柱，所述铆接块位于所述电池顶盖的外侧，所述极柱穿设于所 述顶盖，并所述铆接块相连接；其中，所述铆接块具有铆接孔，所述铆接孔包括锥形孔段， 沿远离所述电池顶盖的方向，所述锥形孔段的横截面逐渐增加，并与所述极柱的周面相适配。

根据本发明的一些实施例，所述锥形孔段的内壁以及所述极柱的外壁中的至少一个设置 有防滑纹。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显， 或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例的动力电池的整体结构示意图；

图2为本发明实施例的动力电池顶部的结构示意图；

图3为本发明实施例的其中一种电池顶盖的结构示意图；

图4为本发明实施例的其中一种电池顶盖的结构示意图；

图5为本发明实施例的其中一种电池顶盖的结构示意图；

图6为本发明实施例的其中一种电池顶盖的结构示意图；

图7为本发明实施例的其中一种电池顶盖的结构示意图；

图8为本发明实施例的防爆阀与安装孔的装配示意图；

图9为本发明实施例的其中一种电池顶盖的结构示意图；

图10为本发明实施例的其中一种电池顶盖的结构示意图；

图11为本发明实施例的其中一种电池顶盖的结构示意图；

图12为图2的爆炸结构示意图；

图13为图2中A-A方向的剖视图；

图14为图13中A部区域的放大示意图；

图15为本发明实施例的铆接块的剖视图。

附图标记：

电池顶盖100、外表面110、内表面120、缓冲槽130、凸起部140、排气槽150、安装孔160、长边170、短边180；

外壳200；

导电单元300、铆接块310、铆接孔311、锥形孔312、防滑纹3121、极柱320、上塑胶330、下塑胶340、密封圈350、引脚360；

防爆阀400、阀体410、保护膜420。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或 类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的 实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化 描述，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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超 过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只 是用于区分技术特征为目的，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 术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属 技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

根据本发明第一方面实施例公开了电池顶盖100，参照图1至图4，电池顶盖100具有安 装孔160，安装孔160用于安装防爆阀400，电池顶盖100还具有缓冲槽130，缓冲槽130位 于电池顶盖100的边沿与安装孔160之间，用于消耗电池顶盖100与外壳200之间焊接时产 生的应力。

具体的，可以采用激光焊接等方式，完成电池顶盖100的边沿与外壳200之间的焊接。 其中，由于电池顶盖100的边沿与安装孔160之间设置有缓冲槽130，所以电池顶盖100与 外壳200焊接时，缓冲槽130形成缓冲结构，电池顶盖100与外壳200焊接时产生的应力传递至缓冲槽130，缓冲槽130发生相应的变形，从而消耗掉焊接时热胀冷缩产生的残余应力，进而避免了残余应力传递至安装孔160，安装孔160用于安装防爆阀400。由上可见，缓冲槽130的设计减少了防爆阀400在生产过程中的开裂问题，提高了动力电池的生产良率，并提升了动力电池的安全可靠性。

在一些实施例中，参照图2，电池顶盖100设置有两个缓冲槽130，两个缓冲槽130平行 设置。电池顶盖100具有长边170和短边180，两个缓冲槽130的长度方向与短边180的长度方向平行设置。安装孔160位于上述两个缓冲槽130之间。具体的，电池顶盖100的短边180与外壳200焊接时，残余应力在传递至安装孔160的过程中，缓冲槽130能够隔断残余 应力的路线，从而能够较佳地消耗热胀冷缩产生的残余应力。

在一些实施例中，参照图3，电池顶盖100设置有两个缓冲槽130，两个缓冲槽130平行 设置。电池顶盖100具有长边170和短边180，两个缓冲槽130的长度方向与长边170的长度方向平行设置，安装孔160位于上述两个缓冲槽130之间。可以理解的是，安装孔160与 电池顶盖100的长边170之间的间距较小，缓冲槽130位于长边170与缓冲槽130之间，因 此，电池顶盖100的长边170与外壳200焊接时，缓冲槽130能够更明显地体现出消耗焊接 时产生的残余应力，减少防爆阀400在生产过程中发生开裂。

需要说明的是，电池顶盖100设计时，电池顶盖100可设计上述一种缓冲槽130或同时 设置上述两种缓冲槽130。

在一些实施例中，代替上述缓冲槽130的设置方式，参照图4，缓冲槽130设计为环状， 安装孔160位于环状体的缓冲槽130的中心位置。具体的，电池顶盖100四周边沿的各个位 置焊接时产生的应力在传递至安装孔160时，残余应力均需要经过缓冲槽130，因此，环形 的缓冲槽130能够较佳地消耗热胀冷缩产生的残余应力，避免防爆阀400在生产过程中发生 开裂。

此外，缓冲槽130设计成环状，并位于所述电池顶盖100的外表面110，如此，缓冲槽130可以作为防爆阀400的保护膜420的定位基准，便于防爆阀400的保护膜420的粘贴， 提高其生产良率。

在一些实施例中，参照图2至图4，电池顶盖100具有外表面110，缓冲槽130开设于电 池顶盖100的外表面110，如此，缓冲槽130不仅能够通过变形释放焊接产生的残余应力，而且能够增加电池顶盖100与外界空气的接触面积，使得电池顶盖100的散热效果更好。可以理解的是，缓冲槽130靠近防爆阀400设置，使得电池顶盖100靠近防爆阀400的区域能 够及时的散热。

进一步地，参照图5与图8，电池顶盖100的外表面110设置有排气槽150，排气槽150的一端与缓冲槽130相连通，排气槽150的另一端与安装孔160相连通，如此，防爆阀400 的保护膜420内气压与外部气压相导通，即防爆阀400的阀体410与防爆阀400的保护膜420 之间的空间，与电芯的外部相连通。具体的，当动力电池制作过程中或者使用过程中，若动 力电池的内部的气压发生变化，导致防爆阀400的阀体410外鼓或者内凹，防爆阀400的阀 体410与防爆阀400的保护膜420之间的空间缩小或增大(保护膜420位于阀体410的外部)， 从而导致防爆阀400的保护膜420的内气压与外部气压(电芯的外部气压)之间存在气压差，进而导致防爆阀400的保护膜420因内外压差发生脱落。在本申请方案中，通过排气槽150的设置，排气槽150的一端连通防爆阀400的阀体410与防爆阀400的保护膜420之间的空间，排气槽150的另一端连通缓冲槽130，缓冲槽130与电芯的外部相连通，因此，排气槽 150能够消除上述的气压差(保护膜420内外压差)，从而避免了防爆阀400的保护膜420 因内外压差发生脱落的问题。

可以理解的是，在没有排气槽150的情况下，当防爆阀400的保护膜420与电池顶盖100 贴合紧密时，防爆阀400的保护膜420可以将整个防爆阀400的阀体410密封于安装孔160 内，从而无法检出焊接缺陷导致的气密不良。当存在排气槽150时，由于排气槽150使得防 爆阀400的阀体410与防爆阀400的保护膜420之间空间与外部环境相导通，保护膜420未实现安装孔160与外部环境之间的密封，因此可以保证防爆阀400的阀体410与电池顶盖100之间气密性检测的准确性。

更进一步地，排气槽150具有多个，例如排气槽150设置为两个，两个排气槽150位于 安装孔160的同一侧或位于安装孔160的对侧上(参照图6与图7)。

作为缓冲槽130开设于电池顶盖100的外表面110的替代方案，参照图9，缓冲槽130开设于电池顶盖100的内表面120，如此，缓冲槽130不仅能够通过变形释放焊接产生的残余应力，而且增加了电池顶盖100与动力电池的内部环境之间的接触面积，使得电池顶盖100 的散热效果更好。

进一步地，电池顶盖100的内表面120设置有排气槽150(图中未示出)，排气槽150的 一端与缓冲槽130相连通，排气槽150的另一端与安装孔160相连通，如此，有利于动力电池内部的气体的排出。

更进一步地，排气槽150具有多个，例如排气槽150设置为两个，两个排气槽150对称 排布或非对称排布，即两个排气槽150位于安装孔160的同一侧或位于安装孔160的对侧上。

作为缓冲槽130开设于电池顶盖100的表面的替代方案，在一些实施例中，参照图10， 电池顶盖100具有向内凹陷的凸起部140，凸起部140的内侧形成上述的缓冲槽130，缓冲槽 130的开口位于电池顶盖100的外表面110。可以理解的是，通过凸起部140的设置，在满足 消耗焊接时热胀冷缩产生的残余应力的前提下，凸起部140还具有以下优势：其一，电池顶 盖100靠近防爆阀400的区域与动力电池内外的接触面积增加，使得电池顶盖100的散热效 果更好；其二，凸台增加了电池顶盖100靠近防爆阀400区域的强度。

作为缓冲槽130开设于电池顶盖100的表面的替代方案，在一些实施例中，参照图11， 电池顶盖100具有向外凹陷的凸起部150，凸起部150的内侧形成上述的缓冲槽130，缓冲槽 130的开口位于电池顶盖100的内表面120。可以理解的是，通过凸起部150的设置，在满足 消耗焊接时热胀冷缩产生的残余应力的前提下，凸起部150还具有以下优势：其一，电池顶 盖100靠近防爆阀400的区域与动力电池内外的接触面积增加，使得电池顶盖100的散热效 果更好；其二，凸台增加了电池顶盖100靠近防爆阀400区域的强度。

在一些实施例中，作为上述缓冲槽130的替代方案，缓冲槽130贯通内表面120和外表 面110，如此，缓冲槽130能够更好地消耗掉焊接时热胀冷缩产生的残余应力。此外，电池顶盖100与铝壳200焊接完成后，工作人员需要对缓冲槽130进行正常密封，以保证防爆阀400能够正常使用。

根据本发明第二方面实施例公开了一种动力电池，参照图1与图8，包括上述的电池顶 盖100与铝壳200，铝壳200具有开口，电池顶盖100的边沿与开口的边沿焊接连接。具体 的，上述电池顶盖100的边沿与外壳200之间的焊接时，由于电池顶盖100的边沿与安装孔 160之间设置有缓冲槽130，所以顶盖与外壳200焊接时，缓冲槽130形成缓冲结构，从而辅 助产生变形，即，消耗焊接时热胀冷缩产生的残余应力，从而规避了防爆阀400在生产过程 中的开裂问题，提高了动力电池的生产良率，并提升了动力电池的安全可靠性。

进一步地，参照图2与图11，动力电池还包括装配连接于电池顶盖100的导电单元300， 导电单元300又分为正极导电单元与负极导电单元。导电单元300包括位铆接块310与极柱 320，极柱320垂直穿设于顶盖，铆接块310位于电池顶盖100的外部，极柱320的内端部与 动力电池的卷芯相连接，极柱320的外端部与动力电池的铆接块310相连接。

更进一步地，参照图12至图14，铆接块310具有铆接孔311，极柱320部分穿设于铆接 孔311。其中，铆接孔311部分为锥形孔312，锥形孔312与极柱320的周面相适配，锥形孔312远离电池顶盖100的一端大于锥形孔312靠近电池顶盖100的一端，即锥形孔312的上 端口大于锥形孔312的下端口。通过锥形孔312的设置，增加极柱320胀开后的金属与铆接 块310之间的接触面积(极柱320的外端部具有膨胀孔，从而使极柱320的外端部能够膨胀)，从而增大极柱320与铆接块310之间的摩擦力，提高铆接强度，显著地增强动力电池的安全性和可靠性，并且，锥形孔312加工简单，易于实现。

更进一步地，在锥形孔312的基础上，在锥形孔312的内壁增加防滑纹3121(参照图15)， 从而进一步增加极柱320胀开后的金属与铆接块310之间的接触面积和摩擦系数，大幅增大 极柱320与铆接块310之间的摩擦力，显著地提高铆接强度。当然，极柱320的周面具有防 滑纹3121(图中未示出)，防滑纹3121与锥形孔312的内壁相抵接，同样能够增加极柱320 胀开后的金属与铆接块310之间的接触面积和摩擦系数，大幅增大极柱320与铆接块310之 间的摩擦力。

在一些实施例中，导电单元300还包括上塑胶330、下塑胶340以及密封圈350，密封圈 350的内周面与极柱320的外周面密封连接，密封圈350的外周面与电池顶盖100密封连接， 如此，密封圈350使极柱320与电池顶盖100密封连接；下塑胶340套设于极柱320的外周面，并位于电池顶盖100的内侧，下塑胶340的一侧面与动力电池的引脚360相抵接，下塑 胶340的另一侧与电池顶盖100的内表面120相抵接，从而进一步使极柱320与电池顶盖100 密封连接。上塑胶330套设于极柱320的外周面，并位于电池顶盖100的外侧，上塑胶330 的一侧面与铆接块310相抵接，上塑胶330的另一侧与电池顶盖100的外表面110相抵接， 从而进一步使极柱320与电池顶盖100密封连接。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技 术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变 化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.电池顶盖，所述电池顶盖具有安装孔，所述安装孔用于安装防爆阀，其特征在于，所述电池顶盖还具有缓冲槽，所述缓冲槽位于所述电池顶盖的边沿与所述安装孔之间，用于消耗所述电池顶盖与外壳之间焊接时产生的应力。

2.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述电池顶盖具有相对设置的内表面与外表面，所述内表面和所述外表面中至少一个设置有所述缓冲槽；或者，所述缓冲槽贯通所述内表面和所述外表面。

3.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述电池顶盖还设置有排气槽，所述排气槽的一端与所述缓冲槽相连通，所述排气槽的另一端与所述安装孔连通，所述排气槽与所述缓冲槽位于所述电池顶盖的同一表面。

4.根据权利要求3所述的电池顶盖，其特征在于，所述排气槽具有多个，多个所述排气槽对称或非对称排布。

5.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述电池顶盖向一侧凸起限定出所述缓冲槽。

6.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述缓冲槽至少具有两个，所述安装孔位于两个所述缓冲槽之间；

其中，所述电池顶盖的边沿具有长边与短边，所述缓冲槽的长度方向与所述长边的长度方向平行设置。

7.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述缓冲槽为环形槽，所述缓冲槽沿所述安装孔周向设置。

8.一种动力电池，其特征在于，包括：

外壳，具有开口；

权利要求1至7中任一项所述的电池顶盖，所述电池顶盖的边沿与所述开口的边沿焊接连接。

9.根据权利要求8所述的动力电池，其特征在于，所述动力电池还包括装配连接于所述电池顶盖的导电单元，所述导电单元包括铆接块与极柱，所述铆接块位于所述电池顶盖的外侧，所述极柱穿设于所述顶盖，并所述铆接块相连接；

其中，所述铆接块具有铆接孔，所述铆接孔包括锥形孔段，沿远离所述电池顶盖的方向，所述锥形孔段的横截面逐渐增加，并与所述极柱的周面相适配。

10.根据权利要求9所述的电池顶盖，其特征在于，所述锥形孔段的内壁以及所述极柱的外壁中的至少一个设置有防滑纹。

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