CN115275463B - 电池单元顶盖、电池单元、电池模组及电池包 - Google Patents

电池单元顶盖、电池单元、电池模组及电池包 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种电池单元顶盖、电池单元、电池模组及电池包，属于电池技术领域。本公开的电池单元顶盖，其包括极柱、密封件、盖板和顶盖绝缘件；其中，所述盖板包括相对设置的第一表面和第二表面；所述密封件设置在所述第一表面，所述极柱通过所述密封件与所述盖板相固定；所述顶盖绝缘件设置在所述第二表面；所述电池单元顶盖还包括第一容纳部；所述第一容纳部依次贯穿所述密封件、所述盖板和所述顶盖绝缘件，且电连接组件能够通过所述第一容纳部与所述极柱电连接。

Description

电池单元顶盖、电池单元、电池模组及电池包
技术领域
本公开属于电池技术领域，具体涉及一种电池单元顶盖、电池单元、电池模组及电池包。
背景技术
二次锂电池系统作为移动装置和电动车类型的各种产品中的可移动能源，目前日益受到重视和广泛的关注应用。二次锂电池系统是轻量化的清洁能源，正在逐渐替代化石燃料，因其使用的是电力能源，来源广泛，不会产生副产物而作为友好型能源日益受到重视。二次锂电池系统能量密度日益增加，在相同体积内的可用能量有逐渐增加的趋势，以满足移动设备或者电动车辆日益增加的能量需求。二次锂离子电池作为锂电池系统的基本单元，在相同化学体系的情况下，如何使电芯有更大的内部空间，使相同外形的电芯其内部极片能尽量尺寸做大，从而容量尽量做大，成为了较为重要的研究方向。
再一方面，因方形电芯的特点，其机械结构零部件的成本占整个电芯的成本一般为12～22％，如何降低机械结构件的成本，是一个重要课题。而且，方形电芯的结构件一般属于精密零部件，在试制阶段需要较多的时间和成本，一般还需要考虑机械结构件试制的成本和产品交期，如何简化结构件的设计使得产品能快速的试制，也是重要课题。
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，提供一种电池单元顶盖、电池单元、电池模组及电池包。
第一方面，本公开实施例提供一种电池单元顶盖，其包括极柱、密封件、盖板和顶盖绝缘件；其中，所述盖板包括相对设置的第一表面和第二表面；所述密封件设置在所述第一表面，所述极柱通过所述密封件与所述盖板相固定；所述顶盖绝缘件设置在所述第二表面；所述电池单元顶盖还包括第一容纳部；所述第一容纳部依次贯穿所述密封件、所述盖板和所述顶盖绝缘件，且电连接组件能够通过所述第一容纳部与所述极柱电连接。
其中，所述极柱包括导电部、基座和绝缘部；
所述绝缘部的轮廓呈环形，且其内壁限定出第二容纳部；所述基座的部分由所述绝缘部的外壁嵌入至所述绝缘部内，所述导电部位于所述第二容纳部内，且导电部的部分由所述绝缘部的内壁嵌入至所述绝缘部内，且所述导电部与所述基座不接触。
其中，所述绝缘部采用注塑成型，并通过注塑工艺实现与所述基座和所述导电部的固定连接。
其中，所述基座包括第一主体部和第一凸出部；所述第一凸出部设置在第一主体部上；所述绝缘部具有第一限位槽，所述第一凸出部固定于所述第一限位槽内，并限定出第二容纳部；所述导电部固定在所述第二容纳部内，并与密封件相抵。
其中，所述第一凸出部上具有第一凹陷部；所述第一限位槽的内壁上具有第一固定部；所述第一凹陷部与所述第一固定部一一对应连接，且所述第一固定部被与之对应的所述第一凹陷部包覆。
其中，所述密封件位于所述第二容纳部内，且与所述绝缘部环绕所述密封件设置，并与所述密封件之间具有一定的距离。
其中，所述第二容纳部内具有形成在所述绝缘部侧壁上的第二限位槽；所述导电部具有第一延伸部，且所述第一延伸部与所述第二限位槽卡接。
其中，所述第二限位槽具有相对设置的第一侧壁和第二侧壁；所述第二侧壁相较于所述第一侧壁更靠近所述盖板，且所述第二侧壁突出于所述第一侧壁。
其中，所述第二侧壁与所述盖板之间具有一定的间距。
其中，所述第一凸出部包括第一子结构和第二子结构；所述第一子结构的一端与所述第一主体部连接，另一端与所述第二子结构连接；所述第二子结构与所述第一子结构的延伸方向不同，且朝向所述第二容纳部设置；所述绝缘部包覆所述第一子结构和所述第二子结构。
其中，所述第一主体部包括第三子结构和第四子结构；所述第三子结构位于所述第一表面，且所述第三子结构的一端与所述第一子结构连接，另一端与所述第四子结构连接；所述第四子结构与所述第一子结构之间具有一定的间距。
其中，所述盖板的第一表面具有第三限位槽；所述基座位于所述第三限位槽内；所述第四子结构具有与所述第三限位槽的侧壁相抵的第一面，与所述第三限位槽底壁相对、且远离所述第三限位槽的底壁设置的第二面，以及连接所述第一面和所述第二面的第一连接面；所述盖板包括与所述第一面相抵的第三面，与所述第二面平齐的第四面，以及连接所述第三面和所述第四面连接的第二连接面；所述第一连接面和所述第二连接面形成二面角，且所述二面角的角部指向所述第三限位槽的底壁所在方向。
其中，所述导电部包括沿背离所述第一表面方向依次叠层设置的第一子导电部和第二子导电部；所述第二容纳部内具有形成在所述绝缘部侧壁上的第二限位槽；所述第一子导电部与所述第二限位槽卡接。
其中，所述第二子导电部包括沿背离所述第一表面方向依次叠层设置的第一部分和第二部分；所述第二部分突出于所述第二容纳部，且所述第二部分位于所述第一部分所限定的区域内，所述第二部分的边缘与所述第一部分的边缘之间具有一定的距离。
其中，所述极柱为正极极柱；所述第一子导电部和第二子导电部为一体成型；或者，
所述极柱为负极极柱；所述第一子导电部和第二子导电部焊接连接。
其中，所述盖板的第一表面上设置有第二凸出部，所述密封件具有第四限位槽，所述第二凸出部与所述第四限位槽卡接。
其中，所述盖板的第二表面上设置有第三凸出部；所述顶盖绝缘件包括相对设置的第三表面和第四表面，且所述第三表面相较于所述第四表面更靠近所述第二表面；所述第三表面上具有第五限位槽，所述第三凸出部固定在所述第五限位槽内，且所述第一容纳部贯穿所述第三凸出部和所述第五限位槽。
其中，所述第三凸出部包括第二主体部、第二固定部和第三固定部；所述第二固定部和所述第三固定部均小于所述第二主体部的厚度，且均与所述第二表面之间具有一定的间距；
所述第五限位槽的侧壁上设置有第一卡槽和第二卡槽；所述第二固定部与所述第一卡槽卡接，所述第三固定部与所述第二卡槽卡接。
其中，所述电池单元顶盖还包括电连接组件，所述电连接组件通过所述第一容纳部与所述极柱电连接。
其中，所述电连接组件包括第一子连接件和第二子连接件；所述第一子连接件位于所述第二子连接件靠近所述极柱的一侧，且所述第一子连接件的一端与所述第二子连接件的一端连接，并限定出弹性空间；所述第一子连接件通过所述第一容纳部与所述极柱电连接。
其中，所述第一子连接件具有朝向所述极柱突出的连接部，所述连接部通过所述第一容纳部与所述极柱电连接。
其中，所述第一子连接件和所述第二子连接件为一体成型结构。
其中，所述第一子连接件和所述第二子连接件的连接位置设置有间隔设置的多个第二凹陷部。
第二方面，本公开实施例提供一种电池单元，其包括上述任一所述的电池单元
第三方面，本公开实施例提供一种电池模组，包括上述所述的电池单元。
第四方面，本公开实施例提供一种电池包，包括上述所述的电池单元或者电池模组。
附图说明
图1为本公开实施例的电池单元顶盖的爆炸图；
图2为本公开实施例的电池单元顶盖的截面图；
图3为本公开实施例的电池单元顶盖的极柱的爆炸图；
图4为本公开实施例的电池单元顶盖的极柱的截面图；
图5为本公开实施例的极柱的基座的立体图；
图6为本公开实施例的极柱的绝缘部和基座装配示意图；
图7为本公开实施例的极柱的基座的局部截面图；
图8为本公开实施例的极柱的一种导电部的示意图(正极极柱)；
图9为本公开实施例的极柱的另一种导电部的示意图(负极极柱)；
图10为本公开实施例的电池单元顶盖的盖板的示意图(第一表面和第二表面)；
图11为本公开实施例的电池单元顶盖的盖板和基座的局部截面图；
图12为本公开实施例的电池单元顶盖的密封件的立体图；
图13为本公开实施例的电池单元顶盖的顶盖绝缘件的立体图；
图14为本公开实施例的电池单元顶盖的电连接组件的立体图；
图15为本公开实施例的电池模组的爆炸图。
其中附图标记为：1、极柱；2、密封件；3、盖板；4、顶盖绝缘件；5、电连接组件；6、正极极片内极耳；7、极片总成；8、绝缘盒；9、壳体；10、防爆阀；11、导电部；12、绝缘部；13、基座；111、第一子导电部；112、第二子导电部；1121、第一部分；1122、第二部分；121、第一限位槽；122、第二限位槽；123、第一固定部；131、第一主体部；132、第一凸出部；1311、第一子结构；1312、第二子结构；1321、第一凹陷部；1322、第三子结构；1323、第四子结构；21、第四限位槽；31、第二凸出部；32、第三限位槽；33、第一开口；34、第三凸出部；341、第二主体部；342、第二固定部；343、第三固定部；41、第四凸出部；42、第五限位槽；421、第一卡槽；422、第二卡槽；51、第一子连接件；52、第二子连接件；53、第二凹陷部；511、连接部；101、正极电池单元顶盖；102、负极电池单元顶盖；5-1、正极电连接组件；5-2负极电连接组件；100、第一容纳部；200、第二容纳部；S01、第一表面；S02、第二表面；S1、第一面；S2、第二面；S3、第一连接面；S4、第三面；S5、第四面；S6、第二连接面。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
第一方面，图1为本公开实施例的电池单元顶盖的爆炸图；图2为本公开实施例的电池单元顶盖的截面图；如图1和2所示，本公开实施例提供一种电池单元顶盖，其包括极柱1、密封件2、盖板3和顶盖绝缘件4。其中，极柱1作为电流通道，主要作用是加载电流，将电池极片总成的电流从电池模组内部导出，起到基本的导出电流的作用；盖板3被配置为电池极柱1提供支撑；密封件2顾名思义用于密封，其主要功能是为电池模组的内部和点至模组外部密封，为电池模组的电化学材料提供与外部空气绝缘密封的工作条件；顶盖绝缘件4被配置为将电连接组件5与电池模组的壳体绝缘。
具体的，盖板3包括相对设置的第一表面S01和第二表面S02。密封件2设置在盖板3的第一表面S01上，极柱1通过密封件2与盖板3相固定。顶盖绝缘件4设置在第二表面S02。电池盖板3包括第一容纳部100，该第一容纳部100贯穿密封件2、盖板3和顶盖绝缘件4，且电池模组的电连接组件5能够通过第一容纳部100与极柱1电连接。
需要说明的是，本公开实施例中电池单元顶盖并不限定安装在电池单元上的位置，也就是说“顶盖”并没有对位置的限定意义。电池单元顶盖为安装在电池单元一端的结构。电连接组件5是指用于将电池模组的电芯和极柱1进行电连接的连接件。
在本公开实施例的电池单元顶盖中形成有贯穿密封件2、盖板3和顶盖绝缘件4的第一容纳部100，电连接组件5能够通过第一容纳部100与极柱1电连接，也就是说，电连接件可以嵌入第一容纳部100中与极柱1电连接，此时也可降低顶盖的高度，有效的增大电池模组的内部空间，显著的提高电池容量。
在一些示例中，图3为本公开实施例的电池单元顶盖的极柱的爆炸图；图4为本公开实施例的电池单元顶盖的极柱的截面图；如图3和4所示，极柱1可以包括导电部11、基座13和绝缘部12。其中，基座13包括第一主体部131和第一凸出部132，绝缘部12具有第一限位槽121，基座13的第一凸出部132固定于第一限位槽121内，并限定出第二容纳部200，导电部11固定在所述第二容纳部200内，并与密封件2相抵。应当理解的是，由于极柱1需要与电连接组件5通过第一容纳部100进行电连接，而极柱1的导电部11作为极柱1的导电结构，其作为极柱1中与电连接组件5电连接的结构，因此，基座13和绝缘部12所形成的第二容纳部200应当与第一容纳部100对应设置，以提供电连接组件5和极柱1的导电部11电连接的连接通道。
由于本公开实施例中的极柱1包括导电部11、基座13和绝缘部12，且绝缘部12的第一限位槽121和基座13的第一凸出部132嵌套设置，因此该极柱1的结构紧凑，使得极柱1总体尺寸较小。
在一些示例中，绝缘部12的轮廓呈环形，且其内壁限定出第二容纳部200；基座13的部分由绝缘部12的外壁嵌入至绝缘部13内，导电部11位于第二容纳部200内，且导电部11的部分由绝缘部200的内壁嵌入至绝缘部13内，且导电部11与基座13不接触。其中，极柱1中的绝缘部12为注塑件，也即采用注塑工艺形成。具体的，可以先将极柱1的导电部11和基座13放入模具中，之后采用注塑工艺形成绝缘部12，此时绝缘部12将导电部11和基座13的特定位置包覆，从而实现绝缘部12与导电部11、基座13之间的紧密连接。
在一些示例中，参照图2，导电部11具有第一延伸部，第二容纳部200内具有形成形成在绝缘部12侧壁上的第二限位槽122，导电部11的第一延伸部与第二限位槽122卡接，从而实现导电部11和绝缘部12的固定连接。其中，第一延伸部可以为一环形结构，相应第二限位槽122可以为环形槽，通过该种方式可以使得导电部11和绝缘部12的连接更加稳固。进一步的，第二限位槽122包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁，第二侧壁相较于第一侧壁更靠近盖板3，第二侧壁突出于第一侧壁，也即如图2所示，第二侧壁在下，第一侧壁在上，特别的是，第二侧壁的宽度相较于第一侧壁更宽，这样一来可以为导电部11提供更稳定的支撑。
继续参照图2，绝缘部12的第二限位槽122的第二侧壁与盖板3之间具有一定的间距，密封件2位于第二容纳部200内，密封件2与绝缘部12之间具有一定间距。由图2可以看出，密封件2、盖板3、导电部11和绝缘部12限定出一纵截面为“L”型的空间。该空间不仅可以为密封件2提供一弹性释放空间，同时预留一定的空间便于安装。
进一步的，图5为本公开实施例的极柱的基座的立体图；图6为本公开实施例的极柱的绝缘部和基座装配示意图；如图5和6所示，极柱1的绝缘部12为一注塑件，也即绝缘部12采用注塑成型的方式形成，在该种情况下，绝缘部12将基座13的第一凸出部132包覆，用于容纳第一凸出部132的结构则为绝缘部12的第一限位槽121，同时，绝缘部12还将导电部11的第一延伸部限制在其内，用于承载第一延伸部的结构则为绝缘部12的第二限位槽122。而由于采用注塑工艺形成绝缘部12，该绝缘部12可以与第一凸出部132和导电部11实现稳定连接，且提高极柱1的集成度。
更进一步的，继续参照图6，基座13的第一凸出部132具有第一凹陷部1321，绝缘部12的第一限位槽121的内壁上具有第一固定部123，第一凹陷部1321与第一固定部123一一对应设置，且第一固定部123被与之对应的第一凹陷部1321包裹。例如，当绝缘部12采用注塑件时，通过注塑工艺形成绝缘部12时，填充于第一凹陷部1321内的材料则形成了第一固定部123，通过该种方式，可以进一步的加固绝缘部12和基座13的连接，使得绝缘部12和基座13形成致密的整体结构。在一些示例中，第一凹陷部1321可以为通孔结构，也可以为凹坑结构。在本公开实施例中以第一凹陷部1321为通孔结构为例。其中，第一凹陷部1321的数量可以为多个，且第一凹陷部1321可以按照周期性的排布，例如：第一凹陷部1321沿第一凸出部132的周向排布，且相邻设置的第一凹陷部1321之间的间距相等。
进一步的图7为本公开实施例的极柱的基座的局部截面图，参照图7，基座13的第一凸出部132包括第一子结构1311和第二子结构1312；其中，第一子结构1311的第一端与基座13的第一主体部131连接，另一端则连接第二子结构1312。第一子结构1311和第二子结构1312延伸方向不同，且第二子结构1312朝向第二容纳部200设置，绝缘部12包覆第一子结构1311和第二子结构1312。也即如图7所示，第一凸出部132的纵截面呈拉钩结构，在该种情况下，上述的第一凹陷部1321则形成在第二子结构1312上。当采用注塑成型的方式形成绝缘部12时，第一凸出部132可以与绝缘部12牢牢地固定在一起，同时通过拉钩结构将导电部11固定并提供机械拉力，使得极柱1结构更加可靠。
更进一步的，继续参照图7，基座13的第一主体部131包括第三子结构1322和第四子结构1323；其中，第三子结构1322位于盖板3的第一表面S01，且第三子结构1322的一端与第一子结构1311连接，另一端与第四子结构1323连接；第四子结构1323与第一子结构1311相对设置，且二者的延伸方向平行或者大致平行；第四子结构1323与第一子结构1311之间具有一定的间距，该间距是为了使得绝缘部12能够很好的将第一凸出部132包覆。
需要说明的是，在本公开实施例中仅以图5中所示的基座13结构为例，也即基座13包括由第一子结构1311和第二子结构1312连接形成的第一凸出部132，以及由第三子结构1322和第四子结构1323连接形成的第一主体部131。
在一些实施例中，基座13可以采用整体拉伸和机加工的方式制备，基座13的材料包括但不限于Al-3003。
在一些示例中，极柱1的轮廓可以为长方形，当然也可以为其它形状，例如圆形、正方形等，在本公开实施例中仅以极柱1的轮廓为长方形为例。其中，极柱1的导电部11可以包括沿背离盖板3的第一表面S01方向依次设置的第一子导电部111和第二子导电部112，第二子导电部112位于第一子导电部111内，且二者之间的边缘存在一定的间距，也即如图1所示，第一子导电部111相较于第二子导电部112而言，边缘向外凸出，也就限定出了导电部11的第一延伸部。在该种情况下，第一子导电部111的边缘与绝缘部12的第二限位槽122卡接，从而实现导电部11与绝缘部12的固定连接。
进一步的，本公开实施例中的极柱1可以为正极极柱，也可以为负极极柱。图8为本公开实施例的极柱的一种导电部的示意图(正极极柱)；如图8所示，当极柱为正极极柱时，导电部11的第一子导电部111和第二子导电部112为一体成型结构。在该种情况下，第一子导电部111和第二子导电部112的材料可以为同种材料，例如二者的材料均为Al。图9为本公开实施例的极柱的另一种导电部11的示意图(负极极柱)；如图9所示，当导电部11为负极极柱时，可以通过对导电部11的第一子导电部111进行摩擦，之后采用焊接的方式，将第一子导电部111和第二子导电部112连接在一起，其中，第一子导电部111的材料可以为Cu(例如：紫铜)，第二子导电部112的材料可以为Al。对于负极极柱，第一子导电部111相较于第二子导电部112而言，厚度较薄，也就是说第一子导电部111和第二子导电部112采用薄片接触式设计结构，从而使得第一子导电部111和第二子导电部112实现线性接触。
更进一步的，参照图8和9，无论极柱1为正极极柱还是负极极柱，导电部11的第二子导电部112均包括背离第一表面S01方向依次设置的第一部分1121和第二部分1122；第二部分1122突出于第二容纳部200，且第二部分1122位于第一部分1121所限定的区域内，第二部分1122的边缘与第一部分1121的边缘之间具有一定的距离。也就是说，在第二子导电部112的边缘形成由第一部分1121和第二部分1122尺寸差限定出的台阶结构，台阶的高度由第二部分1122的厚度决定，也即第二部分1122的厚度多大，台阶的高度多高。例如：第二部分1122的厚度在0.3-0.8mm，优选为0.5mm。在本公开实施例中，由于导电部11的第二子导电部112的第二部分1122突出于绝缘部12，从而有助于后续将极柱1与汇流排进行焊接，同时避免汇流排与绝缘部12接触，而在焊接工艺中造成绝缘部12损坏的问题。
在一个示例中，参照图1，第二子导电部112的第一部分1121背离第一子导电部111的表面与绝缘部12的上表面平齐，仅第二子导电部112的第二部分1122突出于绝缘部12设置，以此尽可能缩小电池单元顶盖的尺寸。
在一些示例中，图10为本公开实施例的电池单元顶盖的盖板3的示意图(第一表面S01和第二表面S02)；如图10所示，盖板3的第一表面S01具有第三限位槽32，基座13位于第三限位槽32内，且基座13的第四子结构1323与第三限位槽32的侧壁相接触。在一个示例中，如图1所示，第四子结构1323的高度与第三限位槽32的深度相等或者大致相等。在本公开实施例中将基座13设置在第三限位槽32内，不仅能够将极柱1与盖板3的固定，还有助于缩小电池单元顶盖尺寸。
其中，由于第一容纳部100需要贯穿盖板3，因此在盖板3上需要形成第一开口33，第一开口33位于第三限位槽32内。第一开口33包括但不限于矩形开口，在本公开实施例中以第一开口33为矩形开口为例，该第一开口33的长度为L1，宽度为W1，例如：L1比W1的值大5～18mm，W1的取值在5～12mm左右。在本公开实施例中，第三限位槽32的深度在0.8-1.5mm左右。
进一步的，图11为本公开实施例的电池单元顶盖的盖板和基座的局部截面图；参照图2、10、11，基座13的第四子结构1323具有与第三限位槽32相抵的第一面S1，以及与第三限位槽32的底壁相对、且远离第三限位槽32底壁的第二面S2(上表面)，以及将第一表面S01和第二面S2连接第一连接面S3。盖板3包括与第一面S1相接触的第三面S4，与第二面S2平齐的第四面S5，以及将第三面S4和第四面S5连接的第二连接面S6；第一连接面S3和第二连接面S6形成二面角，且二面角的角部指向第三限位槽32的底壁所在方向。在该种情况下，可以通过在二面角的位置进行焊接，以实现盖板3和基座13的连接，从而使得盖板3和极柱1形成为一体结构。而且在二面角位置进行焊接，焊接痕迹不会突出于盖板3表面，外观更加美观。在一个示例中，二面角的尺寸可以在0.25～0.75mm*0.25～0.75mm左右。在本公开实施例中对于二面角的尺寸的大小可以依据后续对盖板3和基座13的焊接要求而定，该二面角应当满足盖板3和基座13可以稳固的焊接。
在一些示例中，参照图10，盖板3不仅包括形成在第一表面S01的第三限位槽32，还包括设置在第三限位槽32内、且环绕第一开口33的第二凸出部31。图12为本公开实施例的电池单元顶盖的密封件的立体图；参照图12，密封件2具有第四限位槽21，第二凸出部31与第四限位槽21卡接。例如：第二凸出部31为一环形结构，相应的第四限位槽21可以为环形限位槽。当然，第二凸出部31也可以呈环形排布间隔设置的多个子凸出部，密封件2的第四限位槽21仍然为环形限位槽，各子凸出部均与第四限位槽21卡接。在一个示例中，第二凸出部31的高度在0.7～1.2mm左右，宽度在0.5～1.4mm。
其中，本公开实施例中的密封件2的材料包括但不限于氟橡胶，也即聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene，简写为PTFE)。该种材质密封性能较好，且具有良好的弹性。
在一些示例中，盖板3的第二表面S02上设置有第三凸出部34。顶盖绝缘件4包括相对设置的第三表面和第四表面上，且第三表面相较于第四表面更靠近第二表面S02。在顶盖绝缘件4的第三表面上设置有第三限位槽32，第三凸出部34固定在第五限位槽42内，且第一容纳部100贯穿第三凸出部34和第五限位槽42。也就是说，通过第三凸出部34和第五限位槽42的固定连接，从而实现盖板3和顶盖绝缘件4的连接。
进一步的，图13为本公开实施例的电池单元顶盖的顶盖绝缘件的立体图；如图10和13所示，盖板3的第三凸出部34包括第二主体部341、第二固定部342和第三固定部343；第二固定部342和所第三固定部343均小于第二主体部341的厚度，且均与所述第二表面S02之间具有一定的间距；第一容纳部100贯穿第二主体部341。盖板3绝缘件的第五限位槽42的侧壁上设置有第一卡槽421和第二卡槽422；第二固定部342与第一卡槽421卡接，第三固定部343与所述第二卡槽422卡接。在一个示例中，第二固定部342和第三固定部343分别设置在第二主体部341的两相对侧边上，相应的第一卡槽421和第二卡槽422同样相对设置，通过该种设置方式可以包括第二固定部342与第一卡槽421稳固的连接，第三固定部343与第二卡槽422稳固连接，从而保证盖板3和盖板3绝缘件稳固连接。
继续参照图2和13，顶盖绝缘件4包括位于第五限位槽42内的第四凸出部41，第四凸出部41与密封件2相抵，这样一来，在顶盖密封件2与盖板3固定的时，密封件2可以起到缓冲的作用。其中，顶盖绝缘件4起到一定的绝缘用。顶盖绝缘件4的材料一般采用塑料，例如塑料PP，其可通过注塑成型的方式形成。
在一些示例中，图14为本公开实施例的电池单元顶盖的电连接组件的立体图；如图14所示，本公开实施例中的电池单元顶盖不仅包括上述结构，还可以包括电连接组件5，该电连接组件5可以通过第一容纳部100与极柱1电连接。具体的，电连接组件5可以通过第一容纳部100与极柱1的导电部11电连接。由于连接组件5可以通过第一容纳部100与极柱1电连接，故连接组件5需要具有朝向极柱1凸出的连接部511，从而实现连接组件5和极柱1的电连接。
在一个示例中，继续参照图14，连接组件5包括第一子连接件51和第二子连接件52；其中，第一子连接件51位于第二子连接件52靠近极柱1的一侧，且第一子连接件51的一端与第二子连接件52的一端连接，并限定出弹性空间，也就是说，第一子连接件51和第二子连接件52连接形成类似水平倒下的“U”型结构；第一子连接件51通过第一容纳部100与极柱1电连接。这样一来，有助于第一子连接件51与极柱1的电连接。
进一步的，第一子连接件51具有朝向极柱1凸出的连接部511，连接部511通过第一容纳部100，与第三凸出部34的内壁和密封件2的内壁相抵，并与极柱1电连接。连接部511的形状与第一容纳部100的形状相适配。例如：如图14所示，连接部511的纵截面类似方波状。其中，连接部511的高度在2.5～4.6mm左右，宽度在5～12mm左右，长度在13～27mm左右。当然，连接部511的尺寸可以根据第一容纳部100的尺寸而定。
进一步的，继续参照图14，电连接组件5的第一子连接件51和第二子连接件52为一体成型结构。例如：电连接组件5为一软连接件，其可以采用弯折工艺制备。具体的，在未弯折前可以将第二子连接件52与电池模组的极耳焊接，之后再将第一子连接件51与极柱1的导电部11焊接，之后在将进行弯折，以使第一子连接件51相较于第二子连接件52更靠近极柱1的导电部11。更进一步的，第一子连接件51和第二子连接件52的连接位置设置间隔设置的多个第二凹陷部53，该第二凹陷部53包括但不限于通孔或者凹坑，这样一来，便于在第一子连接件51和第二子连接件52的连接位置进行弯折。当第二凹陷部53采用通孔时，通孔的数量应当满足导电需要。
至此完成本公开实施例的电池单元顶盖的介绍。
本公开实施例的电池的顶盖，总体高度降低，应用本公开实施例的电池单元顶盖的电池模组的电池容量可以得到提升，同时可以缩短电池单元顶盖的制备时间。
第二方面，本公开实施例提供一种电池单元，该电池单元包括上述的任一电池单元顶盖，当然电池单元还包括电芯，电池单元顶盖位于电芯的一端。
第三方面，图15为本公开实施例的电池模组的爆炸图；如图15所示，本公开实施例提供一种电池模组，该电池模组包括正极电池单元顶盖101和负极电池单元顶盖102，无论是正极电池单元顶盖101和负极电池单元顶盖102均可以采用上述的电池单元顶盖结构。但应当理解的是的，正极电池单元顶盖101和负极电池单元顶盖102略有区别，区别仅在于，极柱1的导电部11结构，正如上述示例所说，当极柱1为正极极柱时，导电部11的第一子导电部111和第二子导电部112为一体成型结构。在该种情况下，第一子导电部111和第二子导电部112的材料可以为同种材料，例如二者的材料均为Al。当极柱1为负极极柱时，可以通过对导电部11的第一子导电部111进行摩擦，之后采用焊接的方式，将第一子导电部111和第二子导电部112连接在一起，其中，第一子导电部111的材料可以为Cu(例如：紫铜)，第二子导电部112的材料可以为Al。对于负极极柱，第一子导电部111相较于第二子导电部112而言，厚度较薄，也就是说第一子导电部111和第二子导电部112采用薄片接触式设计结构，从而使得第一子导电部111和第二子导电部112实现线性接触。
在一些示例中，本公开实施例中的电池模组不仅包括上述的正极电池单元顶盖、负极电池单元顶盖，而且还包括正极极片内极耳6、极片总成7、绝缘盒8、壳体9、防爆阀10、负极极片内极耳(图中未示)。其中，正极电池单元顶盖101中的极柱的导电部与正极电连接组件5-1连接，正极电连接组件5-1与正极极片内极耳6连接、正极极片内极6耳连接极片总成7，负极电池单元顶盖102中的极柱的导电部与负极电连接组件5-2连接，负极电连接组件5-2与负极极片内极耳连接。由于本公开实施例的电池模组的正极电池单元顶盖和负极电池单元顶盖采用上述结构，故其结构简单且可标准化，电池单元顶盖成本显著降低20％～30％、对于两头出极耳的电池模组由于显著的减短电池内极耳的长度，有效降低了电池极片内极耳的长度，简化了极片总成和顶盖的制造工艺，显著降低了电池的成本。
第四方面，本公开实施例提供一种电池包，该电池包包括上述的电池模组或者包括上述的电池单元。当电池包包括电池单元时，也即电池包由电池单元构成，此时不包括壳体，该电池包为软包。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (22)

1.一种电池单元顶盖，其包括极柱、密封件、盖板和顶盖绝缘件；其中，所述盖板包括相对设置的第一表面和第二表面；所述密封件设置在所述第一表面，所述极柱通过所述密封件与所述盖板相固定；所述顶盖绝缘件设置在所述第二表面；所述电池单元顶盖还包括第一容纳部；所述第一容纳部依次贯穿所述密封件、所述盖板和所述顶盖绝缘件，且电连接组件能够通过所述第一容纳部与所述极柱电连接；所述顶盖绝缘件被配置为将所述电连接组件与电池模组的壳体绝缘；所述电连接组件是指用于将所述电池模组的电芯和所述极柱进行电连接的连接件；
所述极柱包括导电部、基座和绝缘部；
所述绝缘部的轮廓呈环形，且其内壁限定出第二容纳部；所述基座的部分由所述绝缘部的外壁嵌入至所述绝缘部内，所述导电部位于所述第二容纳部内，且导电部的部分由所述绝缘部的内壁嵌入至所述绝缘部内，且所述导电部与所述基座不接触；
所述基座和所述绝缘部所形成的所述第二容纳部与所述第一容纳部对应设置，以提供所述电连接组件和所述极柱的导电部电连接的连接通道；
所述基座包括第一主体部和第一凸出部；所述第一凸出部设置在第一主体部上；所述绝缘部具有第一限位槽，所述第一凸出部固定于所述第一限位槽内；
所述第一凸出部上具有第一凹陷部；所述第一限位槽的内壁上具有第一固定部；所述第一凹陷部与所述第一固定部一一对应连接，且所述第一固定部被与之对应的所述第一凹陷部包覆。
2.根据权利要求1所述的电池单元顶盖，其中，所述绝缘部采用注塑成型，并通过注塑工艺实现与所述基座和所述导电部的固定连接。
3.根据权利要求1所述的电池单元顶盖，其中，所述密封件位于所述第二容纳部内，且与所述绝缘部环绕所述密封件设置，并与所述密封件之间具有一定的距离。
4.根据权利要求1所述的电池单元顶盖，其中，所述第二容纳部内具有形成在所述绝缘部侧壁上的第二限位槽；所述导电部具有第一延伸部，且所述第一延伸部与所述第二限位槽卡接。
5.根据权利要求4所述的电池单元顶盖，其中，所述第二限位槽具有相对设置的第一侧壁和第二侧壁；所述第二侧壁相较于所述第一侧壁更靠近所述盖板，且所述第二侧壁突出于所述第一侧壁。
6.根据权利要求1所述的电池单元顶盖，其中，所述第一凸出部包括第一子结构和第二子结构；所述第一子结构的一端与所述第一主体部连接，另一端与所述第二子结构连接；所述第二子结构与所述第一子结构的延伸方向不同，且朝向所述第二容纳部设置；所述绝缘部包覆所述第一子结构和所述第二子结构。
7.根据权利要求6所述的电池单元顶盖，其中，所述第一主体部包括第三子结构和第四子结构；所述第三子结构位于所述第一表面，且所述第三子结构的一端与所述第一子结构连接，另一端与所述第四子结构连接；所述第四子结构与所述第一子结构之间具有一定的间距。
8.根据权利要求7所述的电池单元顶盖，其中，所述盖板的第一表面具有第三限位槽；所述基座位于所述第三限位槽内；所述第四子结构具有与所述第三限位槽的侧壁相抵的第一面，与所述第三限位槽底壁相对、且远离所述第三限位槽的底壁设置的第二面，以及连接所述第一面和所述第二面的第一连接面；所述盖板包括与所述第一面相抵的第三面，与所述第二面平齐的第四面，以及连接所述第三面和所述第四面连接的第二连接面；所述第一连接面和所述第二连接面形成二面角，且所述二面角的角部指向所述第三限位槽的底壁所在方向。
9.根据权利要求1所述电池单元顶盖，其中，所述导电部包括沿背离所述第一表面方向依次叠层设置的第一子导电部和第二子导电部；所述第二容纳部内具有形成在所述绝缘部侧壁上的第二限位槽；所述第一子导电部与所述第二限位槽卡接。
10.根据权利要求9所述的电池单元顶盖，其中，所述第二子导电部包括沿背离所述第一表面方向依次叠层设置的第一部分和第二部分；所述第二部分突出于所述第二容纳部，且所述第二部分位于所述第一部分所限定的区域内，所述第二部分的边缘与所述第一部分的边缘之间具有一定的距离。
11.根据权利要求9所述的电池单元顶盖，其中，所述极柱为正极极柱；所述第一子导电部和第二子导电部为一体成型；或者，
所述极柱为负极极柱；所述第一子导电部和第二子导电部焊接连接。
12.根据权利要求1所述的电池单元顶盖，其中，所述盖板的第一表面上设置有第二凸出部，所述密封件具有第四限位槽，所述第二凸出部与所述第四限位槽卡接。
13.根据权利要求1所述的电池单元顶盖，其中，所述盖板的第二表面上设置有第三凸出部；所述顶盖绝缘件包括相对设置的第三表面和第四表面，且所述第三表面相较于所述第四表面更靠近所述第二表面；所述第三表面上具有第五限位槽，所述第三凸出部固定在所述第五限位槽内，且所述第一容纳部贯穿所述第三凸出部和所述第五限位槽。
14.根据权利要求13所述的电池单元顶盖，其中，所述第三凸出部包括第二主体部、第二固定部和第三固定部；所述第二固定部和所述第三固定部均小于所述第二主体部的厚度，且均与所述第二表面之间具有一定的间距；
所述第五限位槽的侧壁上设置有第一卡槽和第二卡槽；所述第二固定部与所述第一卡槽卡接，所述第三固定部与所述第二卡槽卡接。
15.根据权利要求1所述的电池单元顶盖，其中，还包括电连接组件，所述电连接组件通过所述第一容纳部与所述极柱电连接。
16.根据权利要求15所述的电池单元顶盖，其中，所述电连接组件包括第一子连接件和第二子连接件；所述第一子连接件位于所述第二子连接件靠近所述极柱的一侧，且所述第一子连接件的一端与所述第二子连接件的一端连接，并限定出弹性空间；所述第一子连接件通过所述第一容纳部与所述极柱电连接。
17.根据权利要求16所述的电池单元顶盖，其中，所述第一子连接件具有朝向所述极柱突出的连接部，所述连接部通过所述第一容纳部与所述极柱电连接。
18.根据权利要求16所述的电池单元顶盖，其中，所述第一子连接件和所述第二子连接件为一体成型结构。
19.根据权利要求16所述的电池单元顶盖，其中，所述第一子连接件和所述第二子连接件的连接位置设置有间隔设置的多个第二凹陷部。
20.一种电池单元，其包括权利要求1-19中任一项所述的电池单元顶盖。
21.一种电池模组，其包括权利要求20所述的电池单元。
22.一种电池包，其包括权利要求20所述的电池单元，或包括权利要求21所述的模组。
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