CN116190937A - 负极极柱、方形电池盖板组件、极芯承载装置及方形电池 - Google Patents

负极极柱、方形电池盖板组件、极芯承载装置及方形电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种负极极柱、方形电池盖板组件、极芯承载装置及方形电池，盖板本体的第一侧开有用于容纳第一绝缘件的第一凹槽，第一绝缘件开有用于容纳负极极柱的第二凹槽，第一凹槽内开有第一通孔，第二凹槽内开有第二通孔；开有第三通孔的第二绝缘件位于盖板本体的第二侧，负极极柱依次穿过第一通孔、第二通孔和第三通孔，且负极极柱的端部与负极内引出片固定且电连接；负极极柱的第一柱体套设有位于盖板本体、第一柱体和负极内引出片之间的负极密封圈；负极极柱，包括：一体成型的第一柱体部和第一板体部，第一柱体部为铜材质，第一板体部为铜铝复合板，第一柱体部与第一板体部的铜材质部分连接；本发明提高了电池稳定性。

Description

负极极柱、方形电池盖板组件、极芯承载装置及方形电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种负极极柱、方形电池盖板组件、极芯承载装置及方形电池。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
新能源迅猛发展，方形动力电池应用越来越广泛，盖板组件作为电池的重要组成部分，对电池起到引流及密封的重要作用。
发明人发现，现有盖板组件上的负极极柱多采用摩擦焊接进行铜铝复合，加工成本高，加工难度大，复合面可靠性能差，且极柱底座大小对复合面强度影响大。复合面可靠性能差，一方面，会导致电池过流较大时，产生大量的热，使极柱从复合面处熔断，甚至会产生明火，导致整个电池失控，进而影响整个包体及整车；另一方面，复合面强度低，在正常使用时，车辆行驶过程中经历长期的振动、冲击等工况，很容易从复合面处断裂，导致断路，增加了售后维修的人力及物力成本。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种负极极柱、方形电池盖板组件、极芯承载装置及方形电池，解决了铜铝摩擦焊接结构不稳定带来的一系列问题，提高了电池稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种负极极柱。
一种负极极柱，包括：一体成型的第一柱体部和第一板体部；
第一柱体部位于第一板体部的一侧，第一柱体部为铜材质，第一板体部为铜铝复合板，第一柱体部与第一板体部的铜材质部分连接。
作为本发明第一方面可选的一种实现方式，第一柱体部为圆柱体或者棱柱体。
作为本发明第一方面可选的一种实现方式，第一柱体部包括第一柱体和第一凸台，第一柱体的一端与第一板体部的铜材质部分连接，第一柱体的另一端与第一凸台连接。
作为本发明第一方面进一步的限定，第一柱体和第一凸台的中轴共线。
本发明第二方面提供了一种方形电池盖板组件，
一种方形电池盖板组件，至少包括：负极内引出片以及本发明第一方面所述的负极极柱；
负极极柱与负极内引出片贴合的边缘位置通过铆接和/或激光缝焊连接，负极极柱与负极内引出片的贴合部分通过激光穿透焊进行电连接。
作为本发明第二方面可选的一种实现方式，所述方形电池盖板组件，还包括：盖板本体、第一绝缘件和第二绝缘件；
盖板本体的第一侧开有用于容纳第一绝缘件的第一凹槽，第一绝缘件开有用于容纳负极极柱的第二凹槽，第一凹槽内开有第一通孔，第二凹槽内开有第二通孔；
开有第三通孔的第二绝缘件位于盖板本体的第二侧，第一通孔、第二通孔和第三通孔贯通，负极极柱依次穿过第一通孔、第二通孔和第三通孔，且负极极柱的端部与负极内引出片固定且电连接；
负极极柱的第一柱体套设有位于盖板本体、第一柱体和负极内引出片之间的负极密封圈。
作为本发明第二方面可选的一种实现方式，第二绝缘件的第三通孔外周边缘设有沿第三通孔轴向布置的第一突出部，第一突出部的外侧壁与盖板本体的第一通孔的内侧壁贴合。
作为本发明第二方面可选的一种实现方式，负极极柱的端部与负极内引出片固定且电连接，包括：
负极极柱的第一凸台与负极内引出片贴合的边缘位置通过铆接和/或激光缝焊连接，负极极柱的第一柱体与负极内引出片的贴合部分通过激光穿透焊进行电连接。
作为本发明第二方面进一步的限定，负极内引出片的一侧设有第二突出部，第二突出部开有与第一凸台配合的第四通孔，第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔依次贯通。
作为本发明第二方面进一步的限定，负极密封圈分别与第一柱体部、第一板体部、盖板本体、第一绝缘件、第二绝缘件和负极内引出片接触。
作为本发明第二方面可选的一种实现方式，还包括正极极柱、第三绝缘件和正极内引出片，正极极柱包括一体成型的第二柱体部和第二板体部，第二柱体部位于第二板体部的一侧；
盖板本体的第一侧开有用于容纳第三绝缘件的第三凹槽，第三绝缘件开有用于容纳正极极柱的第四凹槽，第三凹槽内开有第五通孔，第四凹槽内开有第六通孔；
第二绝缘件开有第七通孔，第五通孔、第六通孔和第七通孔贯通，正极极柱的第二柱体部依次穿过第五通孔、第六通孔和第七通孔，且正极极柱的端部与正极内引出片固定且电连接；
正极极柱的第二柱体部套设有位于盖板本体、第二柱体和负极内引出片之间的正极密封圈。
作为本发明第二方面进一步的限定，第二柱体部为圆柱体或者棱柱体。
作为本发明第二方面进一步的限定，第二柱体部包括第二柱体和第二凸台，第二柱体的一端与第二板体部连接，第二柱体的另一端与第二凸台连接。
作为本发明第二方面进一步的限定，第二柱体和第二凸台的中轴共线。
作为本发明第二方面进一步的限定，第二绝缘件的第七通孔外周边缘设有沿第七通孔的轴向布置的第三突出部，第三突出部的外侧壁与盖板本体的第五通孔的内侧壁贴合。
作为本发明第二方面进一步的限定，正极极柱的端部与正极内引出片固定且电连接，包括：正极极柱的端部与正极内引出片焊接。
作为本发明第二方面进一步的限定，正极内引出片的一侧设有第四突出部，第四突出部开有与第二凸台配合的第八通孔，第五通孔、第六通孔、第七通孔和第八通孔依次贯通。
作为本发明第二方面进一步的限定，正极密封圈分别与第二柱体部、第二板体部、盖板本体、第二绝缘件、第三绝缘件和正极内引出片接触。
本发明第三方面提供了一种极芯承载装置。
一种极芯承载装置，包括壳体以及本发明第二方面所述的方形电池盖板组件，方形电池盖板组件与壳体固定连接，以形成容纳极芯的密封腔体；
负极内引出片用于与极芯的负极耳电连接，正极内引出片用于与极芯的正极耳电连接。
本发明第四方面提供了一种方形电池，包括本发明第二方面所述的方形电池盖板组件；或者，包括本发明第三方面所述的极芯承载装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，铜铝复合板加工成型的铜铝复合负极极柱以及两道焊接实现了极柱与内引出片的电连接，不仅可以增加电池的过流能力，不至于产热太多造成内部绝缘失效，提升了电池的工作性能，而且可以提升极柱的结构稳定性，增加了电池的安全性能，降低了生产成本，节省了不良返修及报废造成的人力物力损耗。
2、本发明中，整个负极极柱由铜铝复合板加工而成，避免了极柱摩擦焊接工序，铜铝复合板加工简单，结构稳定，成本降低，并且铜铝复合位置面积大，过流能力增强，大电流情况下，不会出现极柱熔断，从而避免了电池失控。
3、本发明中，负极极柱与负极内引出片贴合的边缘位置能够通过激光缝焊连接，负极极柱与负极内引出片的贴合部分能够通过激光穿透焊进行电连接，两道焊缝的设计既能保证焊接强度，使极柱经历一定条件的推拉力和扭力等测试时不会失效，又能保证内引出片到极柱的过流能力满足要求。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1中提供的负极极柱的结构示意图；
图2为本发明实施例2中提供的盖板组件的示意图一；
图3为本发明实施例2中提供的盖板组件的示意图二；
图4为本发明实施例2中提供的盖板组件的爆炸图一；
图5为本发明实施例2中提供的盖板组件的爆炸图二；
图6为本发明实施例2中提供的盖板组件的剖视图；
图7为本发明实施例2中图6中的C区域的放大图；
图8为本发明实施例2中正极极柱的结构示意图；
其中，10、负极极柱；20、正极极柱；30、盖板本体；40、第一绝缘件；50、第三绝缘件；60、第二绝缘件；70、负极内引出片；80、正极内引出片；90、负极密封圈；A0.正极密封圈；B0、负极极柱与负极内引出片第一焊缝；C0、负极极柱与负极内引出片第二焊缝；101、负极极柱铝质部分；102、负极极柱铜质部分；103、第一柱体；104、第一凸台；201、第二柱体；202、第二凸台。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
如图1所示，本发明实施例1提供了一种负极极柱，负极极柱为铜铝复合材质，包括负极极柱铝质部分101及负极极柱铜质部分102；
更具体的，包括：一体成型的第一柱体部和第一板体部；
第一柱体部位于第一板体部的一侧，第一柱体部为铜材质，第一板体部为铜铝复合板，第一柱体部与第一板体部的铜材质部分连接。
可选的，第一柱体部为圆柱体或者棱柱体或者为其他结构体(例如截面为梯形的结构体等等)，本实施例中，优选的，第一柱体部为圆柱体。
可选的，第一柱体部包括第一柱体103和第一凸台104，第一柱体103的一端与第一板体部的铜材质部分连接，第一柱体103的另一端与第一凸台104连接；本实施例中，第一柱体103和第一凸台104均为圆柱体结构，第一柱体103和第一凸台104的中轴共线，且第一凸台104的外径小于第一柱体103的外径。
本实施例中，整个负极极柱由铜铝复合板加工而成，避免了极柱摩擦焊接工序，铜铝复合板加工简单，结构稳定，成本降低，并且铜铝复合位置面积大，过流能力增强，大电流情况下，不会出现极柱熔断，从而避免了电池失控。
实施例2：
如图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本发明实施例2提供了一种方形电池盖板组件，至少包括：盖板本体30、第一绝缘件40、第二绝缘件60、负极内引出片70以及本发明实施例1所述的负极极柱10；
盖板本体30的第一侧开有用于容纳第一绝缘件30的第一凹槽，第一绝缘件30开有用于容纳负极极柱10的第二凹槽，第一凹槽内开有第一通孔，第二凹槽内开有第二通孔；
开有第三通孔的第二绝缘件60位于盖板本体30的第二侧，第一通孔、第二通孔和第三通孔贯通，负极极柱10依次穿过第一通孔、第二通孔和第三通孔，且第一柱体103的端部与负极内引出片70固定且电连接；
负极极柱10的第一柱体103套设有位于盖板本体30、第一柱体103和负极内引出片70之间的负极密封圈90，对三者起绝缘作用并且对电池起密封作用。
本实施例中，第一绝缘件40位于盖板本体30负极侧的第一凹槽之内，负极极柱10的板体部分之下，对二者起绝缘作用。
本实施例中，第二绝缘件60位于盖板本体30之下，负极内引出片70和正极内引出片80之上，对三者起到绝缘作用。
可选的，本实施例中的第一通孔、第二通孔和第三通孔均为圆形通孔；可以理解的，在其他一些实现方式中，第一通孔、第二通孔和第三通孔也可是其他形状通孔，例如方形通孔或者梯形通孔等等，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。
可选的，本实施例中，第二绝缘件60的第三通孔外周边缘设有轴向布置的第一突出部，第一突出部的外侧壁与盖板本体30的第一通孔的内侧壁贴合。
可选的，本实施中，第一突出部为绕第三通孔的外周设置的连续板件；可以理解的，在其他一些实现方式中，第一突出部也可以是绕第三通孔的外周设置的断续板件，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。
可选的，本实施例中，第一柱体103的端部与负极内引出片70固定且电连接，包括：
第一凸台104与负极内引出片70贴合的边缘位置通过铆接和/或激光缝焊连接(这里形成第一焊缝B0)，第一柱体103与负极内引出片70的贴合部分通过激光穿透焊进行电连接(这里形成第二焊缝C0)；两道焊缝既能保证焊接强度，使极柱经历一定条件的推拉力，扭力等测试不会失效，又能保证内引出片到极柱的过流能力满足要求。
可选的，本实施例中，负极内引出片70的一侧设有第二突出部，第二突出部开有与第一凸台104配合的第四通孔，第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔依次贯通。
本实施例中，负极内引出片70开有第五通孔，第二突出部位于第五通孔上侧，且第四通孔与第五通孔贯通，第二突出部的上侧分别与第一柱体103和负极密封圈90贴合，第二突出部的朝向第四通孔轴向的一侧与第一凸台104的外侧面贴合。
本实施例中，负极密封圈90分别与第一柱体部、第一板体部、盖板本体30、第一绝缘件30、第二绝缘件60和负极内引出片70接触。
可选择，在其他一些实现方式中，如图8所示，还包括正极极柱80、第三绝缘件50和正极内引出片80，正极极柱80包括一体成型的第二柱体201部和第二板体部，第二柱体201部位于第二板体部的一侧；
盖板本体30的第一侧开有用于容纳第三绝缘件50的第三凹槽，第三绝缘件50开有用于容纳正极极柱80的第四凹槽，第三凹槽内开有第五通孔，第四凹槽内开有第六通孔；
第二绝缘件60开有第七通孔，第五通孔、第六通孔和第七通孔贯通，正极极柱80的第二柱体201部依次穿过第五通孔、第六通孔和第七通孔，且第二柱体201部的端部与正极内引出片80固定且电连接；
正极极柱80的第二柱体201部套设有位于盖板本体30、第二柱体201和负极内引出片70之间的正极密封圈A0。
盖板本体30在正极极柱位置开设有第三凹槽，第三绝缘件50位于盖板本体30正极侧的第三凹槽之内，正极极柱20的板体部分之下，对二者起绝缘作用。
可选的，本实施例中的第一通孔、第二通孔和第三通孔均为圆形通孔；可以理解的，在其他一些实现方式中，第一通孔、第二通孔和第三通孔也可是其他形状通孔，例如方形通孔或者梯形通孔等等，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。
可选的，第二柱体201部为圆柱体或者棱柱体或者为其他结构体(例如截面为梯形的结构体等等)，本实施例中，优选的，第二柱体201部为圆柱体。
可选的，第二柱体201部包括第二柱体201和第二凸台202，第二柱体201的一端与第二板体部连接，第二柱体201的另一端与第二凸台202连接；本实施例中，第二柱体201和第二凸台202均为圆柱体结构，第二柱201和第二凸台202的中轴共线，且第二凸台202的外径小于第二柱体201的外径。
可选的，第二绝缘件60的第七通孔外周边缘设有轴向布置的第三突出部，第三突出部的外侧壁与盖板本体30的第五通孔的内侧壁贴合；
可选的，本实施中，第三突出部为绕第三通孔的外周设置的连续板件；可以理解的，在其他一些实现方式中，第三突出部也可以是绕第三通孔的外周设置的断续板件，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。
可选的，正极极柱20的端部与正极内引出片80固定且电连接，包括：正极极柱20的端部与正极内引出片80焊接，本实施例中，将正负极内引出片上的电流引流到正负极柱，从而实现了电流由内向外的引出。
可以理解的，在其他一些实现方式中，第二凸台202与正极内引出片80贴合的边缘位置通过铆接和/或激光缝焊连接(这里形成第三焊缝)，第二柱体201与正极内引出片80的贴合部分通过激光穿透焊进行电连接(这里形成第四焊缝)。
可选的，正极内引出片80的一侧设有第四突出部，第四突出部开有与第二凸台202配合的第八通孔，第五通孔、第六通孔、第七通孔和第八通孔依次贯通。
作为本发明第二方面进一步的限定，正极密封圈A0分别与第二柱体201部、第二板体部、盖板本体30、第二绝缘件60、第三绝缘件50和正极内引出片80接触。
本实施例中，正极极柱20、盖板本体30、正极内引出片80为铝材质，第一绝缘件40、第三绝缘件50、第二绝缘件60、负极密封圈90、正极密封圈A0为橡胶和/或塑料材质。
实施例3：
本发明实施例3提供了一种极芯承载装置，包括壳体以及本发明实施例2所述的方形电池盖板组件，方形电池盖板组件与壳体固定连接，以形成容纳极芯的密封腔体；
负极内引出片70用于与极芯的负极耳电连接，正极内引出片80用于与极芯的正极耳电连接。
实施例4：
本发明实施例4提供了一种方形电池，包括本发明实施例2所述的方形电池盖板组件；或者，包括本发明实施例3所述的极芯承载装置。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种负极极柱，其特征在于，
包括：一体成型的第一柱体部和第一板体部；
第一柱体部位于第一板体部的一侧，第一柱体部为铜材质，第一板体部为铜铝复合板，第一柱体部与第一板体部的铜材质部分连接。
2.如权利要求1所述的负极极柱，其特征在于，
第一柱体部为圆柱体或者棱柱体。
3.如权利要求1或2所述的负极极柱，其特征在于，
第一柱体部包括第一柱体和第一凸台，第一柱体的一端与第一板体部的铜材质部分连接，第一柱体的另一端与第一凸台连接。
4.如权利要求3所述的负极极柱，其特征在于，
第一柱体和第一凸台的中轴共线。
5.一种方形电池盖板组件，其特征在于，
至少包括：负极内引出片以及权利要求1-4任一项所述的负极极柱；
负极极柱与负极内引出片贴合的边缘位置通过铆接和/或激光缝焊连接，负极极柱与负极内引出片的贴合部分通过激光穿透焊进行电连接。
6.如权利要求5所述的方形电池盖板组件，其特征在于，
所述方形电池盖板组件，还包括：盖板本体、第一绝缘件和第二绝缘件；
盖板本体的第一侧开有用于容纳第一绝缘件的第一凹槽，第一绝缘件开有用于容纳负极极柱的第二凹槽，第一凹槽内开有第一通孔，第二凹槽内开有第二通孔；
开有第三通孔的第二绝缘件位于盖板本体的第二侧，第一通孔、第二通孔和第三通孔贯通，负极极柱依次穿过第一通孔、第二通孔和第三通孔，且负极极柱的端部与负极内引出片固定且电连接；
负极极柱的第一柱体套设有位于盖板本体、第一柱体和负极内引出片之间的负极密封圈。
7.如权利要求6所述的方形电池盖板组件，其特征在于，
第二绝缘件的第三通孔外周边缘设有沿第三通孔轴向布置的第一突出部，第一突出部的外侧壁与盖板本体的第一通孔的内侧壁贴合。
8.如权利要求6所述的方形电池盖板组件，其特征在于，
负极极柱的第一凸台与负极内引出片贴合的边缘位置通过铆接和/或激光缝焊连接，负极极柱的第一柱体与负极内引出片的贴合部分通过激光穿透焊进行电连接。
9.如权利要求8所述的方形电池盖板组件，其特征在于，
负极内引出片的一侧设有第二突出部，第二突出部开有与第一凸台配合的第四通孔，第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔依次贯通。
10.如权利要求8所述的方形电池盖板组件，其特征在于，
负极密封圈分别与第一柱体部、第一板体部、盖板本体、第一绝缘件、第二绝缘件和负极内引出片接触。
11.如权利要求6所述的方形电池盖板组件，其特征在于，
还包括正极极柱、第三绝缘件和正极内引出片，正极极柱包括一体成型的第二柱体部和第二板体部，第二柱体部位于第二板体部的一侧；
盖板本体的第一侧开有用于容纳第三绝缘件的第三凹槽，第三绝缘件开有用于容纳正极极柱的第四凹槽，第三凹槽内开有第五通孔，第四凹槽内开有第六通孔；
第二绝缘件开有第七通孔，第五通孔、第六通孔和第七通孔贯通，正极极柱的第二柱体部依次穿过第五通孔、第六通孔和第七通孔，且正极极柱的端部与正极内引出片固定且电连接；
正极极柱的第二柱体部套设有位于盖板本体、第二柱体和负极内引出片之间的正极密封圈。
12.如权利要求11所述的负极极柱，其特征在于，
第二柱体部为圆柱体或者棱柱体。
13.如权利要求11或12所述的方形电池盖板组件，其特征在于，
第二柱体部包括第二柱体和第二凸台，第二柱体的一端与第二板体部连接，第二柱体的另一端与第二凸台连接。
14.如权利要求13所述的负极极柱，其特征在于，
第二柱体和第二凸台的中轴共线。
15.如权利要求11所述的负极极柱，其特征在于，
第二绝缘件的第七通孔外周边缘设有沿第七通孔的轴向布置的第三突出部，第三突出部的外侧壁与盖板本体的第五通孔的内侧壁贴合。
16.如权利要求11所述的方形电池盖板组件，其特征在于，
正极极柱的端部与正极内引出片固定且电连接，包括：正极极柱的端部与正极内引出片焊接。
17.如权利要求16所述的方形电池盖板组件，其特征在于，
正极内引出片的一侧设有第四突出部，第四突出部开有与第二凸台配合的第八通孔，第五通孔、第六通孔、第七通孔和第八通孔依次贯通。
18.如权利要求16所述的方形电池盖板组件，其特征在于，
正极密封圈分别与第二柱体部、第二板体部、盖板本体、第二绝缘件、第三绝缘件和正极内引出片接触。
19.一种极芯承载装置，其特征在于，
包括壳体以及权利要求5-18任一项所述的方形电池盖板组件，方形电池盖板组件与壳体固定连接，以形成容纳极芯的密封腔体；
负极内引出片用于与极芯的负极耳电连接，正极内引出片用于与极芯的正极耳电连接。
20.一种方形电池，其特征在于，
包括权利要求5-18任一项所述的方形电池盖板组件；或者，包括权利要求19所述的极芯承载装置。
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CN116435721A (zh) * 2023-06-12 2023-07-14 深圳海辰储能控制技术有限公司 极柱组件、端盖组件、储能装置及用电设备

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