CN116073043B - 正极盖板、电芯及组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及正极盖板、电芯及组装方法，包括盖板片和正极支架，盖板片具有相对的第一表面和第二表面，正极支架与盖板片可拆卸连接，正极支架具有相对的第三表面和第四表面，第三表面贴合盖板片的第二表面，正极支架一侧贯通有容纳极耳的避让槽，第三表面对应避让槽的一侧设置有台阶，台阶与第二表面之间形成卡槽。电芯包括正极盖板、极组和外壳。本发明由于正极盖板上卡槽的存在，使得正极盖板能够插在外壳上，从而减小极耳引出端与盖板片焊接位置之间的距离，缩短极耳长度，提高了电芯的安全性，节约了生产成本，也方便了正极盖板的组装。

Description

正极盖板、电芯及组装方法

技术领域

本发明涉及电芯加工技术领域，尤其是指一种正极盖板、电芯及组装方法。

背景技术

锂电池是绿色环保的新型储能元器件，具有绿色环保，能量密度大，使用寿命长等优点，在汽车储能技术、分布式电站、通讯基站储能、家用电器、电动工具等领域有着广泛应用。

锂电池的单体电芯在组装过程中，通常极组先与负极盖板组件焊接固定，而后将极组插入外壳，再将极组与正极盖板组件焊接固定。但极组在插入外壳后，由于负极盖板的限制，极组的拉出长度有限。为了保证极组与正极盖板组件的连接，通常要将极组的正极极耳设置的较长。然而，由于极耳较长，当正极盖板组件与外壳焊接时，极耳容易被夹在盖板与外壳之间，导致连接不良或者甚至短路。这不仅会影响电池的性能，而且还会增加电池的制造成本。

因此如何在保证极耳与正极盖板组件焊接可靠性的同时缩短极耳的长度成为业界亟待解决的一个难题。

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极耳长度过长，导致极耳容易被夹在盖板与外壳之间的缺陷，提供一种正极盖板、电芯及组装方法，实现缩短极耳长度的同时不影响极耳与盖板焊接的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供了正极盖板，包括：

盖板片，所述盖板片具有相对的第一表面和第二表面；

正极支架，所述正极支架与所述盖板片可拆卸连接，所述正极支架具有相对的第三表面和第四表面，所述第三表面贴合所述盖板片的第二表面，所述正极支架一侧贯通有容纳极耳的避让槽，所述第三表面对应所述避让槽的一侧设置有台阶，所述台阶与所述第二表面之间形成卡槽。

在本发明的一个实施例中，所述台阶的台阶面为斜面，所述卡槽为V形槽。

在本发明的一个实施例中，所述第二表面设置有倒扣盲孔，所述第三表面上设置有与所述倒扣盲孔位置对应的倒扣柱。

在本发明的一个实施例中，所述避让槽的拐角内侧设置有加强板，所述倒扣柱设置在所述加强板上。

在本发明的一个实施例中，所述盖板片上设置有注液孔，所述注液孔通过封口胶钉密封。

在本发明的一个实施例中，所述封口胶钉包括密封段和透气段，所述密封段与所述注液孔的尺寸相匹配，所述透气段沿所述密封段轴向延伸，所述透气段侧边沿轴向开设有若干透气槽。

在本发明的一个实施例中，所述密封段上设置有连通所述透气槽的透气孔。

在本发明的一个实施例中，所述注液孔密封焊接有封口铝钉。

本发明还提供了电芯，包括上述的正极盖板，以及极组和外壳，所述卡槽的宽度大于所述外壳的厚度。

本发明进一步提供了电芯组装方法，采用上述的正极盖板，包括如下步骤：

S1：将正极支架与盖板片扣合固定，极组插入外壳内；

S2：将卡槽卡在外壳端部一侧边上；

S3：使极组端部的极耳与盖板片的第二表面固定相连；

S4：翻转正极盖板，使其扣合于外壳端部；

S5：将正极盖板与外壳固定连接。本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的正极盖板，由于卡槽的存在，使得正极盖板能够插在外壳上，从而减小极耳引出端与盖板片焊接位置之间的距离，缩短极耳长度；

本发明的电芯，由于极耳长度缩短，提高了电芯的安全性，同时节约了生产成本；

本发明的电芯组装方法，利用卡槽，将正极盖板插在外壳上，实现极耳长度的缩短，同时方便正极盖板的组装。

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是本发明正极盖板爆炸图；

图2是本发明正极盖板工作示意图；

图3是本发明正极盖板侧视图；

图4是本发明正极支架示意图；

图5是本发明盖板片结构示意图；

图6是本发明封口胶钉示意图；

图7是本发明电芯结构示意图；

图8是本发明电芯组装时剖视图；

图9是本发明电芯组装完成后剖视图。

说明书附图标记说明：10、正极盖板；11、盖板片；11a、第一表面；11b、第二表面；111、倒扣盲孔；112、注液孔；113、封口胶钉；114、密封段；115、透气段；116、透气槽；117、透气孔；118、封口铝钉；12、正极支架；12a、第三表面；12b、第四表面；123、卡槽；124、倒扣柱；125、加强板；

20、极组；

30、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所示，为本发明的正极盖板。本实施例中，所述正极盖板10包括：

盖板片11，所述盖板片11具有相对的第一表面11a和第二表面11b。本实施例中作为正极的盖板片11为光铝板。盖板片11的第二表面11b与极耳直接固定连接，以将极组20产生的电量引出，盖板片11的第一表面11a用于连接外部电路。

正极支架12，正极支架12用于限制极组20的位置，同时绝缘分隔极组20与盖板片11。所述正极支架12与所述盖板片11可拆卸连接，方便组装。所述正极支架12具有相对的第三表面12a和第四表面12b，所述第三表面12a贴合所述盖板片11的第二表面11b。由于第二表面11b与极耳直接连接，因此在所述正极支架12一侧贯通有容纳极耳的避让槽，空出容纳极耳的空间，极耳从避让槽的位置与第二表面11b相连。进一步的，所述第三表面12a对应所述避让槽的一侧设置有台阶，所述台阶与所述第二表面11b之间形成卡槽123，从而正极盖板10能够利用该卡槽123卡在外壳30上。参照图2所示，当正极盖板10卡在外壳30一边上，一方面，外壳30对正极盖板10形成支撑，从而方便固定正极盖板10以对极耳和盖板片11进行焊接固定，另一方面，由于正极盖板10部分的插入外壳30内，因此极耳引出端与盖板片11上焊接部分之间的距离小，从而无需长极耳即可实现与盖板片11的焊接，相对于常规结构，极耳长度缩短了2-6mm，极耳长度的缩短提升了电芯的安全性能，且正极盖板10在翻转的过程中，将极耳向外壳30卡有正极盖板10的对侧拉动，保证极耳不会夹在盖板片11与外壳30之间。同时，极耳长度缩短，节省了极耳材料的用量，也节约一定生产成本。

进一步的，第三表面12a设置的台阶可以为常规的台阶状，此时卡槽123截面为矩形。但此种情况下，卡槽123的宽度需要设置较大，以保证正极盖板10翻转时不会与外壳30之间卡死。也可以如图3所示，使所述台阶的台阶面为斜面，形成V字形卡槽123。V字形卡槽123的优点在于，第一，卡槽123开口大，方便正极盖板10卡入外壳30；第二，外壳30完全插入卡槽123时，卡槽123的宽度能够容纳外壳30厚度即可，当正极盖板10翻转时，若想直接翻转而不需要将正极盖板10从外壳30上取下，则卡槽123需要能够容纳插入其内的外壳30的高度，而V字形卡槽123由于顶部宽度小，能够卡住外壳30，使得正极盖板10位置固定，方便焊接极耳，卡槽123下部宽度大，能够在正极盖板10翻转时不与外壳30干涉，便于正极盖板10直接翻转，无需对正极盖板10和外壳30进行二次定位。

为固定正极支架12与盖板片11，正极支架12可以与盖板片11通过超声焊接组装固定。但该种固定方式操作不便且成本高，因此，本发明中，参照图4和图5所示，在所述第二表面11b设置有倒扣盲孔111，所述第三表面12a上设置有与所述倒扣盲孔111位置对应的倒扣柱124。倒扣柱124可以与正极支架12一体注塑成型，方便制作。组装正极盖板10时，直接将倒扣柱124卡入倒扣盲孔111，操作方便，无须另外设置超声焊接设备，大大降低了生产成本。进一步的，由于正极支架12表面积较大，而避让槽占据了正极支架12中部的位置，为了减少倒扣柱124的数量，且保证正极支架12与盖板片11连接的稳定，本实施例中在所述避让槽的拐角内侧处设置有加强板125，所述倒扣柱124设置在所述加强板125上。一方面，将加强板125设置在避让槽内侧拐角处，可以增强正极支架12的强度，避免正极支架12变形，另一方面，加强板125为尺寸远大于倒扣柱124直径的平板，将倒扣柱124设置在加强板125中部，倒扣柱124的连接更加稳定。

参照图4所示，所述盖板片11上设置有注液孔112，所述注液孔112通过封口胶钉113密封。实现在对电芯内部注液后的密封。由于极组20在持续的充放电过程中会产生大量气体，大量气体的存在使得电芯内部压强增加，有可能会将封口胶钉113顶出，因此在所述注液孔112外侧还密封焊接有封口铝钉118。封口铝钉118与盖板片11的连接强度大，即使电芯内部压强将封口胶钉113向外推出，由于封口铝钉118的阻挡，封口胶钉113也不会脱落，保证对电芯的密封。

鉴于极组20在持续充放电的过程中会产生大量气体，导致电芯内部压强过大，本发明采用在封口胶钉113插入注液孔112的过程中对电芯内部抽真空，使得电芯内部呈现负压状态，从而即使电芯在充放电的过程中产生气体，由于负压的存在，也不会导致电芯鼓胀。具体的，参照图6所示，所述封口胶钉113包括密封段114和透气段115，所述密封段114与所述注液孔112的尺寸相匹配，所述透气段115沿所述密封段114轴向延伸，所述透气段115侧边沿轴向开设有若干透气槽116。在透气段115尚未完全插入注液孔112中时，由于仍存在透气槽116连通电芯内部与外部空间，因此能够通过透气槽116对电芯内部进行抽真空，在电芯内部形成负压。进一步的，所述密封段114上设置有连通所述透气槽116的透气孔117。从而即使用力过大，使得透气段115完全插入注液孔112，也依然有透气孔117连通电芯内外空间，保证对电芯的抽真空。同时还可以利用透气孔117向电芯内部通入少量氦气等易检测气体，方便检查电池是否存在漏气。

本发明中，由于卡槽123的存在，正极盖板10能够卡在外壳30的一边，缩短了极耳引出端与盖板片11上焊接位置的距离，从而使得极耳的长度能够减小，提高了电芯的安全性。同时正极盖板10卡在外壳30上后，其位置被固定，方便与极耳进行焊接，且直接翻转即可实现正极盖板10的扣合，操作简便。封口胶钉113的设置使得在不影响电芯密封效果的情况下能够对其内部进行抽真空，进一步提高了电芯的安全性。

参照图7所示，为本发明的电芯。电芯包括上述的正极盖板10，以及极组20和外壳30，所述卡槽123的宽度大于所述外壳30的厚度。从而正极盖板10能够卡在外壳30一边上，此时正极盖板10的位置固定，可以对极耳进行焊接固定，而无需另外设置夹持装置夹持固定正极盖板10以和极耳进行连接，且此时由于正极盖板10一侧插入外壳30内，另一侧抬起，空出了焊接空间，因此极耳引出端与盖板片11上的焊接位置之间距离小，进而极耳长度可以缩短，且方便连接。极耳长度的缩短，提高了电芯的安全性，也节约了极耳的材料成本。

参照图8和图9所示，本发明还提供一种电芯组装方法，采用上述的正极盖板10，包括如下步骤：

S1：将正极支架12与盖板片11扣合固定，带有极耳的极组20插入外壳30内；

S2：将卡槽123卡在外壳30端部一侧边上；此时正极盖板10一侧的部分插入外壳30内，正极盖板10的位置被固定，且减小了极耳引出端与盖板片11焊接位置之间的距离，缩短了极耳的长度，由于正极盖板10另一侧抬起，空出操作空间，因此方便焊接固定极耳与盖板片11。

S3：使极组20端部的极耳与盖板片11的第二表面11b固定连接。本实施例中采用焊接的方式固定，实现极耳的引出。

S4：翻转正极盖板10，使其扣合于外壳30端部；无需将正极盖板10从卡住外壳30的位置取下，可以直接翻转正极盖板10，从而在翻转正极盖板10的过程中极耳引出端与盖板片11上焊接位置之间的距离不会增加，保证极耳与盖板片11连接的稳定性。

S5：将正极盖板10与外壳30固定连接，为保证连接的密封性，本实施例中采用焊接的方式进行固定。

在将正极盖板10卡在外壳30上之前，首先将正极支架12与盖板片11组装形成正极盖板10。正极支架12的倒扣柱124直接插入盖板片11上的倒扣盲孔111，两者扣合固定形成正极盖板10。正极盖板10和外壳30固定连接后，通过注液孔112向外壳30内注入电解液，而后插入封口胶钉113。在插入封口胶钉113的过程中，利用透气槽116或透气孔117对电芯内部抽真空，使得电芯内部为负压状态，而后向电芯内部注入检测气体，以方便进行气密性检测。继续插入封口胶钉113，使得封口胶钉113完全密封注液孔112。再在注液孔112外侧焊接固定封口铝钉118，防止封口胶钉113脱出。

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.正极盖板，其特征在于，包括：

盖板片，所述盖板片具有相对的第一表面和第二表面；

正极支架，所述正极支架与所述盖板片可拆卸连接，所述正极支架具有相对的第三表面和第四表面，所述第三表面贴合所述盖板片的第二表面，所述正极支架一侧贯通有容纳极耳的避让槽，所述第三表面对应所述避让槽的一侧设置有台阶，所述台阶与所述第二表面之间形成卡槽，所述正极盖板能够利用所述卡槽卡在电芯的外壳上，且所述正极盖板翻转时不会与外壳之间卡死。

2.根据权利要求1所述的正极盖板，其特征在于，所述台阶的台阶面为斜面，所述卡槽为V形槽。

3.根据权利要求1所述的正极盖板，其特征在于，所述第二表面设置有倒扣盲孔，所述第三表面上设置有与所述倒扣盲孔位置对应的倒扣柱。

4.根据权利要求3所述的正极盖板，其特征在于，所述避让槽的拐角内侧设置有加强板，所述倒扣柱设置在所述加强板上。

5.根据权利要求1所述的正极盖板，其特征在于，所述盖板片上设置有注液孔，所述注液孔通过封口胶钉密封。

6.根据权利要求5所述的正极盖板，其特征在于，所述封口胶钉包括密封段和透气段，所述密封段与所述注液孔的尺寸相匹配，所述透气段沿所述密封段轴向延伸，所述透气段侧边沿轴向开设有若干透气槽。

7.根据权利要求6所述的正极盖板，其特征在于，所述密封段上设置有连通所述透气槽的透气孔。

8.根据权利要求5所述的正极盖板，其特征在于，所述注液孔密封焊接有封口铝钉。

9.电芯，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的正极盖板，以及极组和外壳，所述卡槽的宽度大于所述外壳的厚度。

10.电芯组装方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的正极盖板，包括如下步骤：

S1：将正极支架与盖板片扣合固定，极组插入外壳内；

S2：将卡槽卡在外壳端部一侧边上；

S3：使极组端部的极耳与盖板片的第二表面固定相连；

S4：翻转正极盖板，使其扣合于外壳端部；

S5：将正极盖板与外壳固定连接。

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