CN114824596A - 一种简易式方形电池端盖及方形电池 - Google Patents

一种简易式方形电池端盖及方形电池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种简易式方形电池端盖及方形电池，包括：盖板，盖板上分别设置有安全阀孔、注液孔、绝缘槽和极柱通孔，安全阀孔内固定有安全阀片，注液孔通过封口胶塞密封，绝缘槽为非圆形，绝缘槽内安装有与其形状匹配的绝缘塑胶件，极柱通孔贯穿绝缘槽和绝缘塑胶件；正极支架，正极支架两端对应安全阀孔和注液孔的位置设置为栅板，正极支架开设有对应极柱通孔的导电孔；极柱组件，极柱组件包括正极柱和正极连接片，正极连接片设置有与极柱通孔对应的连接孔，正极柱穿过绝缘通孔、导电孔和连接孔，正极柱两端向外延伸夹持绝缘塑胶件、盖板、正极支架和正极连接片。本发明简化了电池端盖及电池的结构的同时实现防扭能力的提升。

Description

一种简易式方形电池端盖及方形电池
技术领域
本发明涉及方形电池制造技术领域，尤其是指一种简易式方形电池端盖及方形电池。
背景技术
随着国内外新能源领域政策的引导推动，锂电池在储能、通信、动力等方向的技术创新迅速发展，其主流应用产品类型之一的方形铝壳锂电池的相关技术研究逐步加深，锂电池产业化急速提升，锂电池应用客户端要求也越来越高，作为方形锂电池重要组件的电池盖板技术研究也愈加受到关注，对于电池盖板设计的技术要求也越加严格。
现有技术中，锂电池中的电极柱一般为圆柱状，为了防止在使用过程中电极柱发生扭转而破坏电池的内部结构，一般会在电极柱的外周固定套设有陶瓷方台，然后将套设有陶瓷方台的电极柱穿设在顶盖片的两端，从而防止电极柱发生扭转。
然而上述的这种结构中，如果陶瓷方台与电极柱之间固定的不稳固，电极柱仍然会发生扭转，从而容易造成电池内部结构损坏。为了提升电池盖板结构的稳定性以及方形锂电池整体的安全性及稳定性，必须对电池盖板的结构进行改善。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中电池端盖抗扭性差，结构复杂的缺陷，提供一种简易式方形电池盖板，提高了防扭能力。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种简易式方形电池端盖，包括：
盖板，所述盖板上分别设置有安全阀孔、注液孔、绝缘槽和极柱通孔，所述安全阀孔内固定有安全阀片，所述注液孔通过封口胶塞密封，所述绝缘槽为非圆形，所述绝缘槽内安装有与其形状匹配的绝缘塑胶件，所述极柱通孔贯穿所述绝缘槽和绝缘塑胶件；
正极支架，所述正极支架两端对应所述安全阀孔和注液孔的位置设置为栅板，所述正极支架开设有对应所述极柱通孔的导电孔；
极柱组件，所述极柱组件包括正极柱和正极连接片，所述正极连接片设置有与所述极柱通孔对应的连接孔，所述正极柱穿过所述极柱通孔、导电孔和连接孔，所述正极柱两端向外延伸夹持所述绝缘塑胶件、盖板、正极支架和正极连接片。
在本发明的一个实施例中，所述安全阀孔和注液孔分别设置于所述盖板两端，所述绝缘槽设置于所述盖板中部。
在本发明的一个实施例中，所述正极支架的两端向下突出有支撑肋，所述正极连接片位于两所述支撑肋之间。
在本发明的一个实施例中，所述极柱通孔设置有一个，所述极柱通孔为非圆孔，所述正极柱为与所述极柱通孔形状匹配的键形极柱。
在本发明的一个实施例中，所述极柱通孔设置有两个，所述极柱通孔为圆孔，两个所述正极柱穿出所述绝缘塑胶件的一端通过导电压片相连。
在本发明的一个实施例中，所述安全阀片包括向下凹陷的第一裂痕、第二裂痕和第三裂痕，所述第一裂痕环设于所述安全阀片四周，所述第二裂痕和第三裂痕交叉设置于所述安全阀片中心且端部均与所述第一裂痕相接，所述第一裂痕、第二裂痕和第三裂痕将所述安全阀片分隔为若干凸起的弧面部。
在本发明的一个实施例中，所述安全阀片为矩形，所述第二裂痕和第三裂痕沿矩形的对角线设置。
在本发明的一个实施例中，所述安全阀片包括从下表面向上凹陷的第四裂痕，所述第四裂痕环设于所述安全阀片四周，所述安全阀片中心向下凹陷形成第一凹面，所述第一凹面与第四裂痕之间通过过渡面相连。
在本发明的一个实施例中，所述第四裂痕和第一凹面为与所述安全阀片同心设置的圆形，所述第一凹面的圆心向上凸起。
本发明还提供一种方形电池，包括上述的电池端盖，还包括极组、负极端盖和外壳，所述负极端盖包括负极盖和负极支架，所述负极支架分隔所述极组与负极盖，所述极组设置在所述外壳内，所述极组的负极耳叠合成两组对接后穿过所述负极支架与所述负极盖相连，所述极组的正极耳叠合成一组与所述正极连接片相连，所述外壳两端分别连接所述盖板和负极盖。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的方形电池端盖及方形电池，通过设置非圆形的绝缘塑胶件，并将正极柱设置在绝缘塑胶件范围内，实现防扭能力的提升；通过正极柱固定各部件，简化了电池端盖的结构；通过对接的负极耳提高与负极盖的连接稳定性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例一爆炸图；
图2是本发明实施例一剖视图；
图3是本发明实施例二爆炸图；
图4是本发明实施例二剖视图；
图5是本发明安全阀片实施例一示意图；
图6是本发明安全阀片实施例二剖视图；
图7是本发明封口胶塞安装结构示意图；
图8是本发明方形电池爆炸视图；
图9是本发明方形电池剖视图。
说明书附图标记说明：10、盖板；11、安全阀孔；12、注液孔；13、绝缘槽；14、极柱通孔；15、安全阀片；151、第一裂痕；152、第二裂痕；153、第三裂痕；154、弧面部；155、第四裂痕；156、第一凹面；157、过渡面；16、封口胶塞；17、绝缘塑胶件；171、第一台阶；18、密封圈；19、导电压片；
20、正极支架；21、导电孔；
30、极柱组件；31、正极柱；311、第一限位台；312、第二限位台；313、键形极柱；314、铆钉极柱；32、正极连接片；321、第二台阶；33、连接孔；
40、极组；41、负极耳；42、正极耳；
50、负极端盖；51、负极盖；52、负极支架；
60、外壳。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1和图2所示，本发明的一种简易式方形电池端盖，包括：
盖板10，所述盖板10上分别设置有安全阀孔11、注液孔12、绝缘槽13和极柱通孔14，所述安全阀孔11内固定有安全阀片15，所述注液孔12通过封口胶塞16密封，所述绝缘槽13为非圆形，所述绝缘槽13内安装有与其形状匹配的绝缘塑胶件17，所述极柱通孔14贯穿所述绝缘槽13和绝缘塑胶件17；
正极支架20，所述正极支架20两端对应所述安全阀孔11和注液孔12的位置设置为栅板，所述正极支架20开设有对应所述极柱通孔14的导电孔21；
极柱组件30，所述极柱组件30包括正极柱31和正极连接片32，所述正极连接片32设置有与所述极柱通孔14对应的连接孔33，所述正极柱31穿过所述极柱通孔14、导电孔21和连接孔33，所述正极柱31两端向外延伸夹持所述绝缘塑胶件17、盖板10、正极支架20和正极连接片32。
本实施例中，正极支架20设置于盖板10下方，以将盖板10与极组分隔一定的距离，方便容纳突出极组表面一定高度的极耳。绝缘塑胶件17嵌套于绝缘槽13内，由于绝缘塑胶件17与绝缘槽13均为非圆形，从而能够提高防扭功能，增强稳定性。极柱通孔14、导电孔21和连接孔33对应设置，使得极柱能够同时穿过绝缘塑胶件17、盖板10、正极支架20和正极连接片32，正极柱31上套设有密封圈18，以实现与盖板10和正极连接片32的密封。其中，导电孔21的尺寸大于正极柱31的尺寸，从而为密封圈18的变形预留空间。特别的，正极柱31两端向外延伸有第一限位台311和第二限位台312，由于极柱通孔14、导电孔21和连接孔33与正极柱31的形状相匹配，因此第一限位台311和第二限位台312延伸到极柱通孔14外围，从而将绝缘塑胶件17、盖板10、正极支架20和正极连接片32夹持固定在中间。此时正极柱31即起到了极柱的作用，同时还是连接绝缘塑胶件17、盖板10、正极支架20和正极连接片32的限位件。利用正极柱31的限位作用，大大简化了电池端盖的结构，方便组装。为了使得正极柱31和正极连接片32能够同时接触极耳，正极连接片32上设置有对应第二限位台312的第二台阶321，使得正极柱31的下表面与正极连接片32表面齐平。绝缘塑胶件17表面设置有第一台阶171，使得正极柱31的第一限位台311卡在第一台阶171中，正极柱31的上表面与绝缘塑胶件17顶部齐平。
作为本发明的优选实施例，所述安全阀孔11和注液孔12分别设置于所述盖板10两端，所述绝缘槽13设置于所述盖板10中部。电池端盖仅设置有正极，负极与正极分别设置于电池的两端。对应于安全阀孔11和注液孔12，所述正极支架20的两端向下突出有支撑肋，所述正极连接片32位于两所述支撑肋之间。即能够形成对盖板10的支撑，又能够避让极耳的位置，方便正极连接片32及正极柱31与极耳相连。
参照图2所述，为本发明的实施例一剖视图。本实施例中，所述极柱通孔14设置有一个，所述极柱通孔14为非圆孔，所述正极柱31为与所述极柱通孔14形状匹配的键形极柱313。由于极柱为非圆形，因此即使外界力度过大，经绝缘塑胶件17过渡后，仍有扭矩传递到正极柱31上，依然可以保证正极柱31几乎不产生扭转，提高防扭能力。
参照图3和图4所示，为本发明实施例二示意图。本实施例中，所述极柱通孔14设置有两个，所述极柱通孔14为圆孔，正极柱31为铆钉极柱314，便于加工、组装；两个所述正极柱31穿出所述绝缘塑胶件17的一端通过导电压片19相连。由于极柱通孔14设置有两个，因此每个极柱通孔14的尺寸较小，从而能够提高正极柱31与极柱通孔14的密封性。且两个正极柱31通过导电压片19相连形成非圆形结构，从而即使正极柱31为圆形，依然能够提高防扭能力。在本发明的其他实施例中，正极柱31的数量还可以根据实际情况设置。
参照图5所示，为本发明安全阀片15的实施例一示意图。本实施例中，所述安全阀片15包括向下凹陷的第一裂痕151、第二裂痕152和第三裂痕153，所述第一裂痕151环设于所述安全阀片15四周，所述第二裂痕152和第三裂痕153交叉设置于所述安全阀片15中心且端部均与所述第一裂痕151相接，所述第一裂痕151、第二裂痕152和第三裂痕153将所述安全阀片15分隔为若干凸起的弧面部154。第二裂痕152和第三裂痕153的交叉点厚度最薄，高度最低，此处最为薄弱，应力集中，当电池内部压力达到一定值后，优先裂开。由于第二裂痕152和第三裂痕153周围的弧面部154向上凸起，因此当中心裂开后，中心有向上翘起的趋势，在电池内部压力和向上翘起的杠杆力的同时作用下，安全阀片15呈开花式快速、完全裂开，及时释放电池内部产生的压力，起到防爆作用。这种从中心向边缘的裂开方式能够提高释放效率，提高开阀稳定性，使开阀彻底。进一步的，所述安全阀片15为矩形，所述第二裂痕152和第三裂痕153沿矩形的对角线设置。裂痕的设置方向与安全阀片15的形状匹配，进一步提高开阀效率。
参照图6所示，为本发明安全阀片15的实施例二示意图。本实施例中，所述安全阀片15包括从下表面向上凹陷的第四裂痕155，所述第四裂痕155环设于所述安全阀片15四周，所述安全阀片15中心向下凹陷形成第一凹面156，所述第一凹面156与第四裂痕155之间通过过渡面157相连。将裂痕设置为向上凹陷，将第四裂痕155内部设置为向下凹陷，从而当电池内部压力达到一定值后，将中间的第一凹面156和过渡面157向上顶起，第四裂痕155的翻折方向与凹陷方向相反，因而更容易裂开。且利用过渡面157连接第四裂痕155和第一凹面156，压力集中于第一凹面156，提高开阀效率，及时释放电池内部产生的压力。进一步的，所述第四裂痕155和第一凹面156为与所述安全阀片15同心设置的圆形，此时第一凹面156中心承受压力大，使得第一凹面156能够被迅速顶起，快速打开安全阀片15。更进一步的，所述第一凹面156的圆心向上凸起。从而第一凹面156有向上的趋势，更容易被电池内部的压力顶起。
参照图7所述，为本发明的封口胶塞安装结构示意图。所述封口胶塞16两端分别设置有第一限位环和第二限位环，第一限位环和第二限位环之间的距离大于注液孔12的厚度。为保证封口胶塞16不会在电池内部压力的作用下被顶出，所述封口胶塞16通过封口盖帽密封在所述注液孔12内。
参照图8和图9所示，为本发明的一种方形电池整体结构示意图。本发明的方形电池，包括上述的电池端盖，还包括极组40、负极端盖50和外壳60。所述负极端盖50包括负极盖51和负极支架52，所述负极支架52分隔所述极组40与负极盖51；负极支架52能够与正极支架配合实现对极组40的限位，同时负极支架52的设置能够为负极耳41的连接预留空间。所述极组40设置在所述外壳60内，所述极组40的负极耳41叠合成两组对接后穿过所述负极支架52与所述负极盖51相连，通过负极耳41的对接，使得负极耳41形成O形，从而负极耳41存在向外撑开的趋势，进而能够保证负极耳41与负极盖51的相接，提高电连接的稳定性。而由于极组40装入外壳60后再连接正极耳42，此时空间较小，不便将正极耳42对接，故所述极组40的正极耳42叠合成一组与所述正极连接片相连。所述外壳60两端分别连接所述盖板和负极盖51，将极组40密封在其内。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种简易式方形电池端盖，其特征在于，包括：
盖板，所述盖板上分别设置有安全阀孔、注液孔、绝缘槽和极柱通孔，所述安全阀孔内固定有安全阀片，所述注液孔通过封口胶塞密封，所述绝缘槽为非圆形，所述绝缘槽内安装有与其形状匹配的绝缘塑胶件，所述极柱通孔贯穿所述绝缘槽和绝缘塑胶件；
正极支架，所述正极支架两端对应所述安全阀孔和注液孔的位置设置为栅板，所述正极支架开设有对应所述极柱通孔的导电孔；
极柱组件，所述极柱组件包括正极柱和正极连接片，所述正极连接片设置有与所述极柱通孔对应的连接孔，所述正极柱穿过所述极柱通孔、导电孔和连接孔，所述正极柱两端向外延伸夹持所述绝缘塑胶件、盖板、正极支架和正极连接片。
2.根据权利要求1所述的一种简易式方形电池端盖，其特征在于，所述安全阀孔和注液孔分别设置于所述盖板两端，所述绝缘槽设置于所述盖板中部。
3.根据权利要求2所述的一种简易式方形电池端盖，其特征在于，所述正极支架的两端向下突出有支撑肋，所述正极连接片位于两所述支撑肋之间。
4.根据权利要求1所述的一种简易式方形电池端盖，其特征在于，所述极柱通孔设置有一个，所述极柱通孔为非圆孔，所述正极柱为与所述极柱通孔形状匹配的键形极柱。
5.根据权利要求1所述的一种简易式方形电池端盖，其特征在于，所述极柱通孔设置有两个，所述极柱通孔为圆孔，两个所述正极柱穿出所述绝缘塑胶件的一端通过导电压片相连。
6.根据权利要求1所述的一种简易式方形电池端盖，其特征在于，所述安全阀片包括向下凹陷的第一裂痕、第二裂痕和第三裂痕，所述第一裂痕环设于所述安全阀片四周，所述第二裂痕和第三裂痕交叉设置于所述安全阀片中心且端部均与所述第一裂痕相接，所述第一裂痕、第二裂痕和第三裂痕将所述安全阀片分隔为若干凸起的弧面部。
7.根据权利要求6所述的一种简易式方形电池端盖，其特征在于，所述安全阀片为矩形，所述第二裂痕和第三裂痕沿矩形的对角线设置。
8.根据权利要求1所述的一种简易式方形电池端盖，其特征在于，所述安全阀片包括从下表面向上凹陷的第四裂痕，所述第四裂痕环设于所述安全阀片四周，所述安全阀片中心向下凹陷形成第一凹面，所述第一凹面与第四裂痕之间通过过渡面相连。
9.根据权利要求8所述的一种简易式方形电池端盖，其特征在于，所述第四裂痕和第一凹面为与所述安全阀片同心设置的圆形，所述第一凹面的圆心向上凸起。
10.一种方形电池，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电池端盖，还包括极组、负极端盖和外壳，所述负极端盖包括负极盖和负极支架，所述负极支架分隔所述极组与负极盖，所述极组设置在所述外壳内，所述极组的负极耳叠合成两组对接后穿过所述负极支架与所述负极盖相连，所述极组的正极耳叠合成一组与所述正极连接片相连，所述外壳两端分别连接所述盖板和负极盖。
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