CN114614171A - 电池组件以及极耳与盖板的连接方法 - Google Patents

电池组件以及极耳与盖板的连接方法 Download PDF

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CN114614171A CN202210381479.2A CN202210381479A CN114614171A CN 114614171 A CN114614171 A CN 114614171A CN 202210381479 A CN202210381479 A CN 202210381479A CN 114614171 A CN114614171 A CN 114614171A
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边颖
黄海洋
王聪
潘福中
牛亚琪
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Weirui Electric Automobile Technology Ningbo Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种电池组件以及极耳与盖板的连接方法，电池组件包括盖板组件和电芯，盖板组件包括盖板、极柱和引出片，盖板上设置有第一过孔，极柱自所述盖板的一侧穿出第一过孔设置，引出片设于所述盖板的另一侧，引出片包括固定段和焊接段，固定段与极柱的一端固定连接，并且与盖板并行设置，焊接段一端与固定段一端连接并与固定段呈折叠设置，以使得焊接段与盖板并行，电芯包括极耳，极耳与焊接段背离所述固定段的一侧焊接，本方案中极柱与电芯连接时，只需通过引出片的焊接段与极耳连接并折弯即可，结构简单连接方便，并且焊接段和固定段均与盖板并行设置，提升电池内部空间使用率。

Description

电池组件以及极耳与盖板的连接方法
技术领域
本发明涉及电池领域，具体涉及一种电池组件以及极耳与盖板的连接方法。
背景技术
随着新能源汽车的普及，对动力电池需求越来越多，同时对动力电池性能要求越来越高，电池实现充放电需要将电芯的极耳与盖板连接在一起，因此极耳与盖板的连接是电池生产环节非常重要的一环。
相关工艺中，极耳与盖板一般通过焊接进行连接，传统电芯极耳与盖板的连接顺序为：电芯极耳首先与保护片超声预焊在一起，对极耳进行保护，然后使用过渡片，将极耳通过超声焊接连接在过渡片的一端，过渡片的另一端采用激光焊接与盖板连接。在此过程中，需要经过两次超声焊和一次激光焊，焊接次数多，工序较复杂，存在虚焊风险高、欧姆阻抗大等问题；同时最后一次激光焊接为穿透焊，需要的功率大，对焊接精度要求高，且过程需要保护气，极易出现金属飞溅，造成安全隐患；进一步的，激光焊接过程产生的热量会融化与盖板接触的绝缘隔圈，为了满足焊接后绝缘耐压的要求，隔圈的厚度较厚，以保证隔圈焊接融化后有足够的残厚，隔圈厚度侵占了电芯的空间，不利于电池容量的提升。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种电池组件以及极耳与盖板的连接方法，旨在解决现有电芯极耳与盖板连接结构复杂导致生产效率低、安全风险高和占用空间大的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种电池组件，包括：
盖板组件，包括盖板、极柱和引出片，所述盖板沿第二方向和第三方向延伸，所述盖板上设置有第一过孔，所述极柱沿第一方向延伸，且自所述盖板的一侧穿出所述第一过孔设置，所述引出片设于所述盖板的另一侧，所述引出片包括固定段和焊接段，所述固定段与所述极柱的一端固定连接，并且与所述盖板并行设置，所述焊接段一端与所述固定段一端连接并与所述固定段呈折叠设置，以使得所述焊接段与所述盖板并行；以及，
电芯，包括极耳，所述极耳与所述焊接段背离所述固定段的一侧焊接。
可选的，所述电池组件还包括设置在所述焊接段和所述电芯之间的隔圈。
可选的，所述隔圈包括沿第二方向分布的两个隔离件，所述两个隔离件沿第三方向延伸，且所述两个隔离件的相对的一侧为第一侧，所述两个隔离件的两端的第一侧均设置有对接结构，所述两个隔离件的两端分别通过所述对接结构连接，以围合形成所述隔圈。
可选的，所述对接结构包括第一卡扣和第一卡槽，所述第一卡扣和所述第一卡槽分开设置在所述两个隔离件的相对一端的第一侧。
可选的，所述盖板组件还包括绝缘板，所述绝缘板设置在所述盖板面向所述电芯一侧，所述绝缘板上设有第二过孔供所述极柱穿设；
其中，所述绝缘板在第二方向上的两侧端均设有第二卡槽，所述两个隔离件的两端分别设有向所述盖板延伸的第二卡扣，所述第二卡扣与第二卡槽配合限位，以使得所述隔圈与所述绝缘板配合连接。
可选的，所述焊接段与所述固定段之间的连接处形成一折弯段，所述折弯段的厚度为0.5-1mm。
可选的，所述折弯段在所述第二方向上偏置所述盖板的中心位置设置。
可选的，所述极耳为多层极耳，所述多层极耳为10-100层集流体单片堆叠设置。
本发明还提供一种极耳与盖板的连接方法，所述极耳与盖板的连接方法包括以下步骤：
步骤S10、提供一盖板组件，所述盖板组件包括盖板、极柱和引出片，所述盖板上设置有第一过孔，所述极柱由所述盖板外侧向所述盖板内侧穿设于所述第一过孔设置，所述引出片包括固定段和焊接段，所述固定段与所述极柱朝向所述盖板内侧一端固定连接，并且与所述盖板并行设置，所述焊接段自所述固定段的一端弯折形成；
步骤S20、提供一种电芯，所述电芯包括极耳，将所述极耳与所述焊接段背对所述固定段的一侧通过超声波焊接；
步骤S30、对所述焊接段折叠，使所述焊接段与所述固定段并行。
可选的，在步骤S20中，所述连接段与所述固定段之间的夹角为a，80°≤a≤100°。
可选的，步骤S20中：所述固定段与所述极柱一体设置；或者，所述固定段与所述极柱焊接固定。
可选的，步骤S20中：所述焊接段与所述极耳之间设有保护片，焊接位置在所述保护片的中间位置。
本发明的技术方案中，所述电池组件包括盖板组件和电芯，盖板组件包括盖板、极柱和引出片，所述盖板沿第二方向和第三方向延伸，所述盖板上设置有第一过孔，所述极柱沿第一方向延伸，且自所述盖板的一侧穿出所述第一过孔设置，所述引出片设于所述盖板的另一侧，所述引出片包括固定段和焊接段，所述固定段与所述极柱的一端固定连接，并且与所述盖板并行设置，所述焊接段一端与所述固定段一端连接并与所述固定段呈折叠设置，以使得所述焊接段与所述盖板并行，电芯包括极耳，所述极耳与所述焊接段背离所述固定段的一侧焊接，本方案中所述极柱与所述引出片连接，在安装所述盖板使其与所述电芯连接时，只需通过所述引出片的所述焊接段与所述极耳焊接并折弯即可，结构简单连接方便，提高了生产效率降低了生产成本，并且焊接段和固定段均与盖板并行设置，减少连接结构占用的空间，提高了所述电池组件内部的所述电芯的可用空间，有利于提升电池容量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的电池组件一实施例的结构示意图；
图2为图1中的盖板组件和隔圈连接的立体结构示意图；
图3为图2中绝缘板和隔圈的爆炸结构示意图；
图4为图2中隔圈的立体结构示意图；
图5为图4中隔圈的爆炸结构图示意图；
图6为本发明提供的极耳与盖板的连接方法的一实施例的流程示意图；
图7为图1中的盖板组件的焊接段在焊接时的状态示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 电池组件 142 第二卡槽
1 盖板组件 2 电芯
11 盖板 21 极耳
111 第一过孔 3 隔圈
12 极柱 31 隔离件
13 引出片 311 对接结构
131 固定段 311a 第一卡扣
132 焊接段 311b 第一卡槽
133 折弯段 312 第二卡扣
14 绝缘板 313 隔离板
141 第二过孔
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明的主要目的是提出一种电池组件100，旨在解决现有电芯的极耳与盖板连接结构复杂导致生产效率低、安全风险高和占用空间大的技术问题。
请参阅图1至图5，本发明提供一种电池组件100，所述电池组件100包括盖板组件1和电芯2，盖板组件1包括盖板11、极柱12和引出片13，所述盖板11沿第二方向和第三方向延伸，所述盖板11上设置有第一过孔111，所述极柱12沿第一方向延伸，且自所述盖板11的一侧穿出所述第一过孔111设置，所述引出片13设于所述盖板11的另一侧，所述引出片13包括固定段131和焊接段132，所述固定段131与所述极柱12的一端固定连接，并且与所述盖板11并行设置，所述焊接段132一端与所述固定段131一端连接并与所述固定段131呈折叠设置，以使得所述焊接段132与所述盖板11并行，进一步地，可使所述固定段131和所述焊接段132均与所述盖板11平行设置，所述电芯2包括极耳21，所述极耳21与所述焊接段132背离所述固定段131的一侧焊接，本方案中所述极柱12与所述引出片13连接，在安装所述盖板11使其与所述电芯2连接时，只需通过所述引出片13的所述焊接段132与所述极耳21焊接并折弯即可，结构简单连接方便，提高了生产效率降低了生产成本，并且焊接段132和固定段131均与盖板11并行设置，减少连接结构占用的空间，提高了所述电池组件100内部的所述电芯2的可用空间，有利于提升电池容量。
进一步地，所述引出片13的所述固定段131和所述焊接段132为实现一体成型，可采用一体铸造结构，或者多层铝合金箔经过分子扩散焊接成形，或者采用镦薄工艺制成。
进一步地，在本发明实施例中，所述电池组件100还包括设置在所述焊接段132和所述电芯2之间的隔圈3，所述隔圈3的材料为PP或者PET，所述隔圈3包括沿第二方向分布的两个隔离件31，所述两个隔离件31沿第三方向延伸，且所述两个隔离件31的相对的一侧为第一侧，所述两个隔离件31的两端的第一侧均设置有对接结构311，所述两个隔离件31的两端分别通过所述对接结构311连接，以围合形成所述隔圈3，用以保护所述极耳21与所述引出片13的焊接区域，并固定所述极耳21，提高电池的安全性。
进一步地，所述两个隔离件31的第一侧均设有隔离板313，所述隔离板313设置在所述焊接段132与所述电芯2之间，两个所述隔离板313自所述两个隔离件31的第一侧沿所述第二方向相向延伸，两个所述隔离板313的相对一侧端间隔一定距离设置形成一避让口，用以供所述极耳21从所述避让口穿设，并且两个所述隔离板313在所述第二方向上的长度不同，使所述避让口的位置呈在所述第二方向上偏置所述电池组件100的中心设置，便于所述极耳21与所述焊接段132连接后随之折弯。
进一步地，所述对接结构311包括第一卡扣311a和第一卡槽311b，所述第一卡扣311a和所述第一卡槽311b分开设置在所述两个隔离件31的相对一端的所述第一侧，所述第一卡扣311a和所述第一卡槽311b相互配合以使得所述两个隔离件31固定连接，在本发明一实施例中，所述两个隔离件31其中之一的所述第一侧的两端均设置所述第一卡扣311a，在所述两个隔离件31中另一个的所述第一侧的两端均设置所述第一卡槽311b，在本发明另一实施例中，所述两个隔离件31其中之一的所述第一侧的两端分别设置所述第一卡扣311a和所述第一卡槽311b，在所述两个隔离件31中另一个的所述第一侧的两端分别设置与之相对的所述第一卡槽311b和所述第一卡扣311a。
在本发明另一实施例中，所述连接结构还可以是粘性连接，在所述两个隔离件31的相对一端的所述第一侧分别设置粘合部，当所述两个隔离件31的所述第一侧靠紧时通过所述粘合部粘合固定连接。
在本发明实施例中，所述盖板组件1还包括绝缘板14，所述绝缘板14设置在所述盖板11面向所述电芯2一侧，所述绝缘板14上设有第二过孔141供所述极柱12穿设，其中，所述绝缘板14在第二方向上的两侧端均设有第二卡槽142，所述两个隔离件31的两端分别设有向所述盖板11延伸的第二卡扣312，所述第二卡扣312与第二卡槽142配合限位，以使得所述隔圈3与所述绝缘板14配合连接，在安装时将所述两个隔离件31沿所述第二方向相向对合，使所述第二卡扣312卡入所述第二卡槽142，并且所述第一卡扣311a与所述第一卡槽311b配合，实现所述隔圈3与所述盖板组件1的固定连接，并将所述焊接段132与所述极耳21的焊接部分保护起来，保证所述引出片13不会挤压到所述极耳21和所述电芯2，提高安全性。
进一步地，在本发明实施例中，所述焊接段132与所述固定段131之间连接处形成一折弯段133，所述折弯段133和所述焊接段132均为易折弯材质设置，所述折弯段133和所述焊接段132的厚度为0.5-1mm，以便于所述焊接段132与所述极耳21焊接和折弯。
进一步地，所述折弯段133在所述第二方向上偏置所述盖板11的中心位置设置，以便于所述极耳21与所述焊接段132焊接后随所述焊接段132折弯。
在本发明实施例中，所述极耳21为多层极耳，所述多层极耳为10-100层集流体单片堆叠设置。
请参阅图6，基于以上硬件结构，本发明还提供一种极耳与盖板的连接方法，所述极耳与盖板的连接方法包括以下步骤：
步骤S10、提供一盖板组件1，所述盖板组件1包括盖板11、极柱12和引出片13，所述盖板11上设置有第一过孔111，所述极柱12由所述盖板11外侧向所述盖板11内侧穿设于所述第一过孔111设置，所述引出片13包括固定段131和焊接段132，所述固定段131与所述极柱12朝向所述盖板11内侧一端固定连接，并且与所述盖板11并行设置，所述焊接段132自所述固定段131的一端弯折形成；
步骤S20、提供一种电芯2，所述电芯2包括极耳21，将所述极耳21与所述焊接段132背对所述固定段131的一侧通过超声波焊接；
步骤S30、对所述焊接段132折叠，使所述焊接段132与所述固定段131并行。
在本发明的技术方案中，在连接所述盖板组件1和所述电芯2时，只需使用超声波焊接将所述焊接段132背对所述固定段131的一侧与所述极耳21焊接，形成一牢固的焊接面，再将所述焊接段132向所述固定段131折弯使所述焊接段132与所述盖板11呈并行状态即可完成连接，只需一步焊接，再将所述两个隔离件31插入到所述焊接段132与所述电芯2之间使所述引出片13固定即可完成，操作简单安全风险低。
进一步地，焊接必须保证焊接强度，以防止所述极耳21在电池使用过程中脱落，因此焊接区域必须具有一定抗拉强度，焊接效果是所述极耳21与所述引出片13之间紧密贴合，所述焊接区域的抗拉强度≥20N。
请参阅图7，在本发明实施例中，为了使所述极耳21与所述焊接段132的焊接便于操作，在步骤S20中，所述连接段与所述固定段131之间的夹角为a，80°≤a≤100°，在本发明一实施例中，所述夹角a优选为90°。
在本实施例中，为了便于所述极柱12与所述固定段131的制作，步骤S20中：所述固定段131与所述极柱12一体设置；或者，所述固定段131与所述极柱12焊接固定。
在本实施例中，为了起到保护焊接位置，步骤S20中：所述焊接段132与所述极耳21之间设有保护片，焊接位置在所述保护片的中间位置。
需要说明的是，在焊接时可以不使用所述保护片，也可以使用所述保护片，是否使用所述保护片决定于超声焊接设备，当使用所述保护片时，所述保护片在所述极耳21与所述引出片13接触面的相对面，焊接位置在所述保护片的中间位置，起到保护焊接的作用。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种电池组件，其特征在于，包括：
盖板组件，包括盖板、极柱和引出片，所述盖板沿第二方向和第三方向延伸，所述盖板上设置有第一过孔，所述极柱沿第一方向延伸，且自所述盖板的一侧穿出所述第一过孔设置，所述引出片设于所述盖板的另一侧，所述引出片包括固定段和焊接段，所述固定段与所述极柱的一端固定连接，并且与所述盖板并行设置，所述焊接段一端与所述固定段一端连接并与所述固定段呈折叠设置，以使得所述焊接段与所述盖板并行；以及，
电芯，包括极耳，所述极耳与所述焊接段背离所述固定段的一侧焊接。
2.如权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述电池组件还包括设置在所述焊接段和所述电芯之间的隔圈。
3.如权利要求2所述的电池组件，其特征在于，所述隔圈包括沿第二方向分布的两个隔离件，所述两个隔离件沿第三方向延伸，且所述两个隔离件的相对的一侧为第一侧，所述两个隔离件的两端的第一侧均设置有对接结构，所述两个隔离件的两端分别通过所述对接结构连接，以围合形成所述隔圈。
4.如权利要求3所述的电池组件，其特征在于，所述对接结构包括第一卡扣和第一卡槽，所述第一卡扣和所述第一卡槽分开设置在所述两个隔离件的相对一端的第一侧。
5.如权利要求3所述的电池组件，其特征在于，所述盖板组件还包括绝缘板，所述绝缘板设置在所述盖板面向所述电芯一侧，所述绝缘板上设有第二过孔供所述极柱穿设；
其中，所述绝缘板在第二方向上的两侧端均设有第二卡槽，所述两个隔离件的两端分别设有向所述盖板延伸的第二卡扣，所述第二卡扣与第二卡槽配合限位，以使得所述隔圈与所述绝缘板配合连接。
6.如权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述焊接段与所述固定段之间的连接处形成一折弯段，所述折弯段的厚度为0.5-1mm。
7.如权利要求6所述的电池组件，其特征在于，所述折弯段在所述第二方向上偏置所述盖板的中心位置设置。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的电池组件，其特征在于，所述极耳为多层极耳，所述多层极耳为10-100层集流体单片堆叠设置。
9.一种极耳与盖板的连接方法，其特征在于，所述极耳与盖板的连接方法包括以下步骤：
步骤S10、提供一盖板组件，所述盖板组件包括盖板、极柱和引出片，所述盖板上设置有第一过孔，所述极柱由所述盖板外侧向所述盖板内侧穿设于所述第一过孔设置，所述引出片包括固定段和焊接段，所述固定段与所述极柱朝向所述盖板内侧一端固定连接，并且与所述盖板并行设置，所述焊接段自所述固定段的一端弯折形成；
步骤S20、提供一种电芯，所述电芯包括极耳，将所述极耳与所述焊接段背对所述固定段的一侧通过超声波焊接；
步骤S30、对所述焊接段折叠，使所述焊接段与所述固定段并行。
10.如权利要求9所述的极耳与盖板的连接方法，其特征在于，在步骤S20中，所述连接段与所述固定段之间的夹角为a，80°≤a≤100°。
11.如权利要求9所述的极耳与盖板的连接方法，其特征在于，步骤S20中：所述固定段与所述极柱一体设置；或者，所述固定段与所述极柱焊接固定。
12.如权利要求9所述的极耳与盖板的连接方法，其特征在于，步骤S20中：所述焊接段与所述极耳之间设有保护片，焊接位置在所述保护片的中间位置。
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