CN115458846A - 一种方形电池顶盖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种方形电池顶盖，包括：正极柱组件、密封圈、正极上塑胶、负极上塑胶、光铝片、下塑胶、负极柱组件，光铝片上开设有正极柱安装孔和负极柱安装孔；正极柱组件和负极柱组件分别对应设置在正极柱安装孔和负极柱安装孔内，负极柱组件具有负极柱，负极柱采用铜铝复合板材制成；正极上塑胶内设置有第一密封件安装槽；负极上塑胶内设置有第二密封件安装槽；两个密封圈分别设置在第一密封件安装槽和第二密封件安装槽内；正极柱组件和负极柱组件与光铝片的底面之间均设置有下塑胶。本发明通过设置铜铝复合板材的负极柱，从而节省了传统负极柱采用摩擦焊方式的加工成本；由于复合板材的使用，也减少了铜材的用量，减轻了顶盖的重量。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种方形电池顶盖。
背景技术
目前在现有政策及市场的推动下，对锂离子动力电池的需求日益增加，对电池顶盖的成本、加工工序的复杂程度都提出了更高的要求，现有顶盖结构中传统的装配方式主要为注塑式和铆接式两种，其中铆接式顶盖的负极柱采用了两种材料摩擦焊接的方式加工而成，由于摩擦焊的加工成本较高导致顶盖价格成本很难降低，且摩擦焊的加工方式对供应商的加工能力要求很高，提高了供应商的选择门槛；同时，传统结构的负极柱铜材的用量较多，影响了能量密度的提升。
发明内容
基于此，有必要针对传统结构的负极柱铜材的用量较多和负极柱采用了两种材料摩擦焊接加工成本较高问题，提供一种施工工艺简单的方形电池顶盖。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种方形电池顶盖，所述方形电池顶盖包括：正极柱组件、密封圈、正极上塑胶、负极上塑胶、光铝片、下塑胶和负极柱组件，所述光铝片上开设有正极柱安装孔和负极柱安装孔；所述正极柱组件和负极柱组件分别对应设置在所述光铝片的正极柱安装孔和负极柱安装孔内，所述负极柱组件具有负极柱，所述负极柱采用铜铝复合板材制成；所述正极上塑胶设置在正极柱组件与光铝片的顶面之间并向上延伸包覆住正极柱组件的侧面，且所述正极上塑胶内设置有第一密封件安装槽；所述负极上塑胶设置在负极柱组件与光铝片的顶面之间，且所述负极上塑胶内设置有第二密封件安装槽；所述密封圈设置有两个，两个所述密封圈分别设置在第一密封件安装槽和第二密封件安装槽内，且两个所述密封圈顶部分别与正极柱组件和负极柱组件相靠接；所述正极柱组件和负极柱组件与光铝片的底面之间均设置有下塑胶。
上述方形电池顶盖通过设置铜铝复合板材的负极柱，从而节省了传统负极柱采用摩擦焊方式的加工成本；由于复合板材的使用，也减少了铜材的用量，减轻了顶盖的重量。
在其中一个实施例中，所述光铝片开设有防爆口，所述光铝片的顶面设置有用于封堵防爆口的防爆阀保护膜，所述光铝片的底面设置有防护保护膜防爆阀，所述防护保护膜防爆阀焊接固定在光铝片的底面，所述防护保护膜防爆阀的出口端与防爆口连通。
在其中一个实施例中，所述光铝片的顶面具有正极柱安装凸台和负极柱安装凸台，所述正极柱安装孔开设在正极柱安装凸台的中心处，所述正极上塑胶包覆在正极柱安装凸台上；所述负极上塑胶包覆在负极柱安装凸台上；所述负极上塑胶和正极上塑胶均采用PP材质绝缘塑胶制成。本实施例的正极上塑胶和负极上塑胶分别包覆在正极柱安装凸台和负极柱安装凸台上，这种结构使得上塑胶和极柱安装凸台的结合面积更大且更牢固，因而使得整体的电池顶盖结构更牢固不易发生相对位移；同时，上塑胶能够起到极柱和光铝片之间的绝缘作用。
在其中一个实施例中，所述负极柱采用铜铝复合板材的铝和铜的质量比1：1-5：1，所述铜铝复合板材的厚度为2-5mm。本实施例的负极柱具有导电的作用，这种复合板材比常规铜铝摩擦焊的方式更加节约加工成本。
在其中一个实施例中，所述正极柱组件包括正极柱和正极底板，所述正极柱贯穿正极柱安装孔，且所述正极柱的一端固定在正极底板上，所述正极底板开设有第一安装孔，所述第一安装孔与正极柱同轴设置；
所述负极柱组件包括负极底板和负极柱，所述负极柱贯穿负极柱安装孔，且所述负极柱的一端固定在负极底板上，所述负极底板开设有第二安装孔，所述第二安装孔与负极柱同轴设置。
在其中一个实施例中，所述正极底板采用铝材质制成，所述负极底板采用铜材质制成，所述正极底板和负极底板的厚度为0.5-3mm，所述正极柱和负极柱的顶面与光铝片之间的距离为1-7mm，所述正极柱和极柱的顶面均开设有中心冲压孔，所述中心冲压孔的深度为0-5mm。本实施例的正极柱和负极柱用于电流的导通作用，底板用于内部电芯正负极材料的导通，极柱上表面用于导通电池包对外供电。
在其中一个实施例中，所述密封圈采用氟橡胶制成。
在其中一个实施例中，光铝片的底面设置有下塑胶安装凸台，所述下塑胶包覆在下塑胶安装凸台上，所述下塑胶为PP材质绝缘塑胶制成。
在其中一个实施例中，所述正极柱的一端穿过正极底板并向外翻折压住正极底板，所述正极柱与正极底板铆接固定。
在其中一个实施例中，所述正极柱与正极底板焊接固定。
优点及效果：
1.本发明通过设置铜铝复合板材的负极柱，从而节省了传统负极柱采用摩擦焊方式的加工成本；由于复合板材的使用，也减少了铜材的用量，减轻了顶盖的重量。
2.本发明的极柱和底板之间用激光焊接的方式连接，装配方式简化，“一压二焊”即可完成，简化的装配方式降低了顶盖的加工成本。
附图说明
图1为本发明实施例的方形电池顶盖的结构示意图；
图2为本发明实施例的方形电池顶盖的爆炸视图；
图3为本发明实施例的方形电池顶盖装配关系示意图1；
图4为本发明实施例的方形电池顶盖装配方式示意图2；
图5为本发明实施例的具有安装凸台的极柱与底板焊接装配示意图，其中左上图为正极柱与正极底板的焊接示意图1，右上图为正极柱与正极底板的焊接示意图2，左下图为负极柱与负极底板的焊接示意图1，右下图为负极柱与负极底板的焊接示意图2；
图6为本发明实施例的无安装凸台的极柱与底板焊接装配示意图，其中上图为正极柱与正极底板的焊接示意图；下图为负极柱与负极底板的焊接示意图；
图7为本发明实施例的正极柱和负极柱可选用的截面形状示意图；
图8为本发明实施例的极柱与底板铆接装配示意图，其中上图为正极柱与正极底板的铆接示意图，下图为负极柱与负极底板的铆接示意图。
100-方形电池顶盖；101-正极柱；102-密封圈；103-正极上塑胶；104-光铝片；105-下塑胶；106-正极底板；107-负极柱；108-负极上塑胶；109-负极底板；110-防爆阀保护膜；111-防爆阀。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。
此外，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该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
如图1-8所示，本发明实施例的一种方形电池顶盖，包括：正极柱组件、密封圈102、正极上塑胶103、负极上塑胶108、光铝片104、下塑胶105和负极柱组件，其中光铝片104上开设有正极柱安装孔和负极柱安装孔；其中正极柱组件和负极柱组件分别对应设置在光铝片10的正极柱安装孔和负极柱安装孔内，负极柱组件具有负极柱107，负极柱107采用铜铝复合板材制成；其中正极上塑胶103设置在正极柱组件与光铝片104的顶面之间并向上延伸包覆住正极柱组件的侧面，且正极上塑胶103内设置有第一密封件安装槽；其中上塑胶108设置在负极柱组件与光铝片104的顶面之间，且负极上塑胶108内设置有第二密封件安装槽；其中圈102设置有两个，两个密封圈102分别设置在第一密封件安装槽和第二密封件安装槽内，且两个密封圈102顶部分别与正极柱组件和负极柱组件相靠接；正极柱组件和负极柱组件与光铝片104的底面之间均设置有下塑胶105。本申请的方形电池顶盖通过设置铜铝复合板材的负极柱107，从而节省了传统负极柱采用摩擦焊方式的加工成本；由于复合板材的使用，也减少了铜材的用量，减轻了顶盖的重量。
本发明实施例的光铝片104开设有防爆口，光铝片104的顶面设置有用于封堵防爆口的防爆阀保护膜110，光铝片104的底面设置有防护保护膜防爆阀111，防护保护膜防爆阀111通过激光焊固定在光铝片104的底面，防护保护膜防爆阀111的出口端与防爆口连通。
本发明实施例的光铝片104的顶面具有正极柱安装凸台和负极柱安装凸台，正极柱安装孔开设在正极柱安装凸台的中心处，正极上塑胶103包覆在正极柱安装凸台上；负极上塑胶108包覆在负极柱安装凸台上，也可根据产品尺寸要求调节凸包高度，亦可将凸包取消或者设置反向凸包以满足产品尺寸要求；负极上塑胶108和正极上塑胶103均采用PP材质绝缘塑胶制成。本实施例的本实施例的正极上塑胶103和负极上塑胶108分别包覆在正极柱安装凸台和负极柱安装凸台上，这种结构使得上塑胶和极柱安装凸台的结合面积更大且更牢固，因而使得整体的电池顶盖结构更牢固不易发生相对位移；同时，上塑胶能够起到极柱和光铝片之间的绝缘作用。
本发明实施例的负极柱107采用铜铝复合板材的铝和铜的质量比1：1-5：1，铜铝复合板材的厚度为2-5mm。本实施例的负极柱107具有导电的作用，这种复合板材比常规铜铝摩擦焊的方式更加节约加工成本。
本发明实施例的正极柱组件包括正极柱101和正极底板106，正极柱101贯穿正极柱安装孔，且正极柱101的一端固定在正极底板106上，正极底板106开设有第一安装孔，第一安装孔与正极柱101同轴设置；负极柱组件包括负极底板109和负极柱107，负极柱107贯穿负极柱安装孔，且负极柱107的一端固定在负极底板109上，负极底板109开设有第二安装孔，第二安装孔与负极柱107同轴设置。
本发明实施例的正极底板106采用铝材质制成，负极底板109采用铜材质制成，正极底板106和负极底板109的厚度为0.5-3mm，正极柱101和负极柱107的顶面与光铝片104之间的距离为1-7mm，其中正极柱101和负极柱107的截面可以制为正方形、矩形、圆形、跑道形、椭圆形、单切边圆形、双切边圆形等形状正极柱101和极柱107的顶面均开设有中心冲压孔，中心冲压孔的深度为0-5mm，中心冲压孔可以是正方形、矩形、圆形、跑道形、椭圆形、单切边圆形或双切边圆形等形状。本实施例的正极柱101和负极柱107用于电流的导通作用，底板用于内部电芯正负极材料的导通，极柱上表面用于导通电池包对外供电。
本发明实施例的密封圈102的材质为氟橡胶，密封圈的截面可以是L方形、矩形或圆形等。
本发明实施例的光铝片104的底面设置有下塑胶安装凸台，下塑胶105包覆在下塑胶安装凸台上，下塑胶105为PP材质绝缘塑胶制成。
本发明实施例的正极柱101与正极底板106焊接固定，如图5所示，为本发明所提及的一种方形电池顶盖，正极柱101与正极底板106相互压紧使接合面10A贴合到位，之后在平面区域106b内用激光焊接的方式将其焊接；同样的，负极柱107与负极底板109相互压紧使接合面10A贴合到位，之后在平面区域109b内用激光焊接的方式将其焊接。
如图5所示，为本发明实施例所提及的一种方形电池顶盖，正极柱101与正极底板106相互压紧使通孔接合面10B贴合到位，之后在通孔侧壁区域106c内用激光焊接的方式将其焊接；同样的，负极柱107与负极底板109相互压紧使通孔接合面10B贴合到位，之后在平面区域109c内用激光焊接的方式将其焊接。
如图6所示，为本本发明实施例所提及的一种方形电池顶盖，光铝片104没有正极柱安装凸台和负极柱安装凸台的情况，正极柱101与正极底板106相互压紧使通孔接合面10B贴合到位，之后在通孔侧壁区域106c内用激光焊接的方式将其焊接；同样的，负极柱107与负极底板109相互压紧使通孔接合面10B贴合到位，之后在1平面区域109c内用激光焊接的方式将其焊接。本发明的极柱和极柱底板之间用激光焊接的方式连接，装配方式简化，“一压二焊”即可完成，简化的装配方式降低了顶盖的加工成本。
本发明实施例的正极柱101穿过正极底板106并向外翻折压住正极底板106，正极柱101与正极底板106铆接固定。具体的，如图8所示，为本发明实施例所提及的一种方形电池顶盖，为了进一步降低成本，节约激光焊接的成本，还可以将原有激光焊的形式改为铆接形式，具体装配方式为：正极柱101穿过正极底板106的台阶孔106d，将正极柱101下端冲压形成翻边10C压住106正极底板，从而完成铆接装配；负极柱107穿过负极底板109的台阶孔109d，将正极柱107下端冲压形成翻边10C压住正极底板106，从而完成铆接装配，这个连接方式加工工艺简单，降低了整体的方形电池顶盖加工的复杂程度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种方形电池顶盖，其特征在于，所述方形电池顶盖包括：正极柱组件、密封圈(102)、正极上塑胶(103)、负极上塑胶(108)、光铝片(104)、下塑胶(105)和负极柱组件，
所述光铝片(104)上开设有正极柱安装孔和负极柱安装孔；
所述正极柱组件和负极柱组件分别对应设置在所述光铝片(10)的正极柱安装孔和负极柱安装孔内，所述负极柱组件具有负极柱(107)，所述负极柱(107)采用铜铝复合板材制成；
所述正极上塑胶(103)设置在正极柱组件与光铝片(104)的顶面之间并向上延伸包覆住正极柱组件的侧面，且所述正极上塑胶(103)内设置有第一密封件安装槽；
所述负极上塑胶(108)设置在负极柱组件与光铝片(104)的顶面之间，且所述负极上塑胶(108)内设置有第二密封件安装槽；
所述密封圈(102)设置有两个，两个所述密封圈(102)分别设置在第一密封件安装槽和第二密封件安装槽内，且两个所述密封圈(102)顶部分别与正极柱组件和负极柱组件相靠接；
所述正极柱组件和负极柱组件与光铝片(104)的底面之间均设置有下塑胶(105)。
2.根据权利要求1所述的方形电池顶盖，其特征在于，所述光铝片(104)开设有防爆口，所述光铝片(104)的顶面设置有用于封堵防爆口的防爆阀保护膜(110)，所述光铝片(104)的底面设置有防护保护膜防爆阀(111)，所述防护保护膜防爆阀(111)焊接固定在光铝片(104)的底面，所述防护保护膜防爆阀(111)的出口端与防爆口连通。
3.根据权利要求1所述的方形电池顶盖，其特征在于，所述光铝片(104)的顶面具有正极柱安装凸台和负极柱安装凸台，所述正极柱安装孔开设在正极柱安装凸台的中心处，所述正极上塑胶(103)包覆在正极柱安装凸台上；所述负极上塑胶(108)包覆在负极柱安装凸台上；所述负极上塑胶(108)和正极上塑胶(103)均采用PP材质绝缘塑胶制成。
4.根据权利要求1所述的方形电池顶盖，其特征在于，所述负极柱(107)采用铜铝复合板材的铝和铜的质量比1：1-5：1，所述铜铝复合板材的厚度为2-5mm。
5.根据权利要求3所述的方形电池顶盖，其特征在于，所述正极柱组件包括正极柱(101)和正极底板(106)，所述正极柱(101)贯穿正极柱安装孔，且所述正极柱(101)的一端固定在正极底板(106)上，所述正极底板(106)开设有第一安装孔，所述第一安装孔与正极柱(101)同轴设置；
所述负极柱组件包括负极底板(109)和负极柱(107)，所述负极柱(107)贯穿负极柱安装孔，且所述负极柱(107)的一端固定在负极底板(109)上，所述负极底板(109)开设有第二安装孔，所述第二安装孔与负极柱(107)同轴设置。
6.根据权利要求3所述的方形电池顶盖，其特征在于，所述正极底板(106)采用铝材质制成，所述负极底板(109)采用铜材质制成，所述正极底板(106)和负极底板(109)的厚度为0.5-3mm，所述正极柱(101)和负极柱(107)的顶面与光铝片(104)之间的距离为1-7mm，所述正极柱(101)和极柱(107)的顶面均开设有中心冲压孔，所述中心冲压孔的深度为0-5mm。
7.根据权利要求5所述的方形电池顶盖，其特征在于，所述密封圈(102)采用氟橡胶制成。
8.根据权利要求7所述的方形电池顶盖，其特征在于，光铝片(104)的底面设置有下塑胶安装凸台，所述下塑胶(105)包覆在下塑胶安装凸台上，所述下塑胶(105)为PP材质绝缘塑胶制成。
9.根据权利要求5所述的方形电池顶盖，其特征在于，所述正极柱(101)的一端穿过正极底板(106)并向外翻折压住正极底板(106)，所述正极柱(101)与正极底板(106)铆接固定。
10.根据权利要求5所述的方形电池顶盖，其特征在于，所述正极柱(101)与正极底板(106)焊接固定。
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