CN116387712A - 一种低成本高容量锂电池盖板及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本高容量锂电池盖板及其生产工艺，包括设置有正负极柱孔的盖板，正负极压板分别绝缘连接在极柱孔处的盖板上面，位于下绝缘垫下方的正负极柱穿过各自对应引片和极柱孔后分别与正负极压板电接触，所述盖板于正负极柱孔处向上拉伸设置有用于增加盖板强度的第一环形凸台，正负极柱孔周边向上延伸设置有一圈用于增加产品密封厚度的第二环形凸台，沿正负极柱孔下面周边设置有增加密封摩擦力的第一环形沉台，沿正负极柱孔下面设置有用于定位下绝缘垫第二环形沉台，第二环形沉台还预留膨胀空间。通过上述方式，本发明结构简易，轻量化、高容量、并保证各项电池盖板性能稳定，极大降低同款型号电池盖板加工成本及难度。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种低成本高容量锂电池盖板及其生产工艺。
背景技术
动力锂电池在安装到动力车上时，会将锂电池放在一个盒体内形成电池包，该电池包上设置有盖板将其封闭，并通过盖板上设置的电气元件实现电气导通，现有技术中，电池盖板的正极极柱与负极极柱的固定一般在盖板上下表面设置连接结构铆接实现，并在盖板的上下表面均设置密封圈，电池盖板常规设计2mm左右，轻量化与电池容量也一直是本领域的研究热点，为了减重，目前市场要求电池盖板做到1.5mm，1.2mm，甚至有的要求1.0mm的厚度，这势必会降低电池盖板的强度，正负极极柱是需要铆压到盖板上的，这对盖板的安装强度有要求，若自身强度不够，铆合过程容易变形，此外焊接高温也会导致变形，电池盖板变薄也会影响密封厚度，铆钉铆合时容易造成密封件膨胀外溢，影响密封效果，这些会造成电池漏液，影响电池质量。
电池盖上常安装有防爆膜，由于加工精度的限制，很难百分百加工不带毛刺的防爆膜，这就需要多一道去毛刺工艺，否则防爆膜上的毛刺对准盖板，容易产生间隙，一铆合毛刺作用于盖板，影响其整体性能，防爆膜大都是焊接在盖板上的，激光焊接的起始点和结束点能量不稳定，容易击穿，这些大大降低了防爆膜的安装成功率。
此外，目前正负极柱是直接穿过引片的，这会导致正负极压板和引片之间电阻值不稳定，使得批量生产中的盖板内阻值不够稳定。
基于以上缺陷和不足，有必要对现有的技术予以改进，设计出一种低成本高容量锂电池盖板及其生产工艺。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种低成本高容量锂电池盖板及其生产工艺，轻量化设计，解约盖板轻薄化设计造成的安装强度、密封性、内阻值不稳定等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种低成本高容量锂电池盖板，该种低成本高容量锂电池盖板包括设置有正负极柱孔的盖板，正负极压板分别绝缘连接在极柱孔处的盖板上面，盖板下面安装有下绝缘垫，位于下绝缘垫下方的正负极柱穿过各自对应引片和极柱孔后分别与正负极压板电接触，正负极柱置于各自极柱孔中并垫有绝缘密封件，所述盖板下面焊接有防爆膜，盖板上面与之对应处贴有面贴，其特征在于：所述盖板于正负极柱孔处向上拉伸设置有用于增加盖板强度的第一环形凸台，正负极柱孔周边向上延伸设置有一圈用于增加产品密封厚度的第二环形凸台，沿正负极柱孔下面周边设置有增加密封摩擦力的第一环形沉台，沿正负极柱孔下面设置有用于定位下绝缘垫第二环形沉台，第二环形沉台还预留膨胀空间。
优选的是，所述第一环形凸台为盖板实际厚度的1-5倍，形状为长方形、正方形、椭圆形、多边形、三角形或任意不规则形状。
优选的是，所述第二环形凸台为盖板实际厚度的0.2-2倍，形状可随着铆钉的变化而变化。
优选的是，所述第一环形沉台表面可为平整形状或做成倒“V”、倒“U”型密封线。
优选的是，所述盖板和引片通过下绝缘垫绝缘，绝缘密封件的下端向外延伸设置有隔绝部007，在竖直投影方向，隔绝部与下绝缘垫有重合区域。
优选的是，所述盖板下面设置有防爆膜安装沉台，沿防爆膜安装沉台外围设置有一圈凹形沉台，凹形沉台与防爆膜外圈毛刺面对应。
优选的是，所述防爆膜通过激光焊接到盖板下面，防爆膜的焊接轨迹与防爆膜外形一致，焊接轨迹的起始点和结束点引导到防爆膜焊接轨迹外，可在焊接轨迹周边的任意一处。
优选的是，所述正负极柱与各自对应引片采用超声焊焊接在一起。
优选的是，所述盖板与绝缘密封件采用一体注塑成型，其紧密的与盖板相结合在一起。
一种低成本高容量锂电池盖板及其生产工艺，包括以下步骤：
S1、防爆膜安装，将防爆膜放置到盖板下面的防爆膜安装沉台内，防爆膜冲压毛刺对准凹形沉台；
S2、焊接，通过激光焊接将防爆膜焊接到盖板下面，焊接轨迹的起始点和结束点引导到防爆膜焊接轨迹外，将面贴贴附到防爆膜上方的盖板上；
S3、极柱孔注胶密封，将步骤S2中盖板放模具中一体注塑，于正负极极柱孔内形成绝缘密封件，缘密封件下端向四轴延伸设置有隔绝部；
S4、极柱安装，将正负极柱分别穿过各自对应引片，并采用超声焊焊接在一起；
S5、铆压，将步骤S4半成品的正负极柱穿过步骤S3半成品的极柱孔，并铆合到一起得到低成本高容量锂电池盖板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
第一环形凸台增加盖板强度；
正负极柱孔周边向上延伸设置有一圈第二环形凸台，此环形凸台主要是增加产品的密封面积，确保产品的密封性能；
沿正负极柱孔下面周边设置有第一环形沉台，其环形沉台表面可为平整形状，也可做倒“V”、“U”型密封线来增加盖板与绝缘密封件的摩擦力；
沿极柱孔周边做一环形沉台，其环形沉台为防止极柱铆合时绝缘密封件膨胀外溢造成产品不良，是为其预留膨胀空间；
盖板与绝缘密封件采用一体注塑成型方式，其紧密的与盖板相结合在一起，减少组件装配累积公差及装配工序，大大的提升了产品的稳定性及降低了装配成本；
沿盖板防爆膜沉台外围尺寸再打一圈凹形沉台，能有效的避开防爆膜冲压毛刺，提高焊膜良率，焊接轨迹的起始点和结束点引导到防爆膜焊接轨迹外，能有效的避开因焊接机开始和结束时能量不稳定而产生的产品不良，提升产品良率；
正负极柱与引片采用超声焊焊接工艺，降低产品内阻值，提升产品性能；
本发明涉及所有电池盖板整体结构设计及配件设计，而非传统电池盖板常规结构，具有结构、制程、工艺简单，制造成本低，性能稳定等特点，对于整个电池盖板的结构件发展提供了新的方向。
附图说明
图1为一种低成本高容量锂电池盖板的展开示意图。
图2为一种低成本高容量锂电池盖板的装配剖视图。
图3为一种低成本高容量锂电池盖板的盖板极柱孔处剖视图。
图4为图2局部放大图。
图5为一种低成本高容量锂电池盖板的防爆膜安装剖面示意图。
图6为一种低成本高容量锂电池盖板的防爆膜焊接轨迹示意图。
其中，1、正极压板，2、正极绝缘密封件，3、盖板，30、极柱孔，4、下绝缘垫，5、单边侧焊正极引片，6、蝴蝶焊正极饮片，7、正极极柱，8、面贴，9、防爆膜，10、负极压板，11、负极绝缘密封件，12、单边侧焊负极引片，13、蝴蝶焊负极引片，14、负极极柱；
001、第一环形凸台，002、第二环形凸台；003、第一环形沉台，004、第二环形沉台，005、凹形沉台，006、焊接轨迹，007、隔绝部。
具体实施方式
下面结合附图对本发明较佳实施例进行详细阐述，以使发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1至图6，本发明实施例包括：
如图1和图2所示，一种低成本高容量锂电池盖板，该种低成本高容量锂电池盖板包括盖板3，盖板3左右两侧设置有正负极柱孔30，正极压板1和负极压板10分别绝缘连接在极柱孔30处的盖板3上面，盖板3下面安装有下绝缘垫4，位于下绝缘垫4下方的正极极柱7和负极极柱14穿过各自对应引片和极柱孔30后分别与正极压板1和负极压板10电接触，正极极柱7和负极极柱14置于各自极柱孔30中并垫有正极绝缘密封件2和负极绝缘密封件11，所述盖板1下面焊接有防爆膜9，盖板1上面与之对应处贴有面贴8，正极引片采用单边侧焊正极引片5或蝴蝶焊正极饮片6，负极引片采用单边侧焊负极引片12或蝴蝶焊负极引片13，取其中一种。
在本实施例中，如图3所示，盖板3于正负极柱孔30处向上拉伸设置有用于增加盖板强度的第一环形凸台001，第一环形凸台001起到加强筋的作用，第一环形凸台001为盖板3实际厚度的1-5倍，形状可为长方形、正方形、椭圆形、多边形、三角形或任意不规则形状，如综合考虑其盖板强度能满足产品需求时可取消此凸台。
所述正负极柱孔30周边向上延伸设置有一圈第二环形凸台002，第二环形凸台002为盖板3实际厚度的0.2-2倍，形状可随着铆钉的变化而变化，增厚设置的第二环形凸台002用于增加产品的密封厚度，确保产品的密封性能，如果正负极柱孔30处截面比较薄，密封厚度不够，达不到良好密封效果，容易漏液。
沿正负极柱孔30下面周边设置有第一环形沉台003，所述第一环形沉台003表面可为平整形状或做成倒“V”、倒“U”型密封线，增加盖板2与密封垫即正极绝缘密封件2和负极绝缘密封件11之间的摩擦力，首先产品公差配合小，此处密封垫是注塑成型的，注塑材料PFA收缩率大，若不设置第一环形沉台003，注塑件会因为过度收缩导致密封不到位，第一环形沉台003的设置是为了避免注塑密封件过度收缩。
沿正负极柱孔30下面设置有第二环形沉台004，下绝缘垫4上设置有与之配合的凸台，第二环形沉台004起到定位安装下绝缘垫4的作用，且第二环形沉台004还预留膨胀空间，当铆钉铆合时，密封件膨胀外溢到此预留空间，若不预留此膨胀空间，铆压造成密封件膨胀，朝周边挤压，会造成周边零件受挤压变形，影响装配及密封性。
如图4所示，盖板3和引片通过下绝缘垫4绝缘，正极绝缘密封件2和负极绝缘密封件11的下端向外延伸设置有隔绝部007，在竖直投影方向，隔绝部007与下绝缘垫4有重合区域，能够隔绝盖板3和引片，若未设置隔绝部007，绝缘密封件外壁和垫片安装孔内壁竖直方向对齐，产生的间隙极容易产生通电产生电弧。
正极极柱7和负极极柱14与各自对应引片采用超声焊焊接在一起，降低产品内阻值，提升产品性能，可根据实际情况设定一个及一个以上极柱数量，以前正极极柱7和负极极柱14直接穿过各自对应引片，未焊接，这造成正负极压板与各自对应引片之间电阻值不稳定，及产品内阻值不稳定。
如图5所示，在盖板3下面设置有防爆膜安装沉台，沿防爆膜安装沉台外围设置有一圈凹形沉台005，凹形沉台005与防爆膜9外圈毛刺面对应，盖板3能够有效的避开防爆膜9冲压毛刺，提高焊膜良率。
如图6所示，所述防爆膜9的焊接轨迹006与防爆膜外形一致，焊接轨迹006的起始点和结束点引导到防爆膜焊接轨迹外，可在焊接轨迹周边的任意一处，能有效的避开因焊接机开始和结束时能量不稳定而产生的产品不良，提升产品良率。
所述盖板3与正极绝缘密封件2和负极绝缘密封件11可采用一体注塑成型，其紧密的与盖板相结合在一起，减少组件装配累积公差及装配工序，大大的提升了产品的稳定性及降低了装配成本，可根据实际情况把绝缘垫和密封件分开分别注塑。
一种低成本高容量锂电池盖板及其生产工艺，包括以下步骤：
S1、防爆膜安装，将防爆膜9放置到盖板下面的防爆膜安装沉台内，防爆膜冲压毛刺对准凹形沉台005；
S2、焊接，通过激光焊接将防爆膜9焊接到盖板3下面，焊接轨迹006的起始点和结束点引导到防爆膜焊接轨迹外，将面贴8贴附到防爆膜9上方的盖板3上；
S3、极柱孔注胶密封，将步骤S2中盖板3放模具中一体注塑，于正负极极柱孔内形成绝缘密封件，即正极绝缘密封件2和负极绝缘密封件11，缘密封件下端向四轴延伸设置有隔绝部007；
S4、极柱安装，将正负极柱分别穿过各自对应引片，即将正极极柱7穿过单边侧焊正极引片5或蝴蝶焊正极饮片6，采用超声焊焊接在一起，负极极柱14穿过单边侧焊负极引片12或蝴蝶焊负极引片13，同样采用超声焊焊接在一起；
S5、铆压，将步骤S4半成品的正负极柱穿过步骤S3半成品的极柱孔，并铆合到一起得到低成本高容量锂电池盖板。
本发明一种低成本高容量锂电池盖板及其生产工艺，结构简易，轻量化、高容量、并保证各项电池盖板性能稳定，极大降低同款型号电池盖板加工成本及难度。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种低成本高容量锂电池盖板，包括设置有正负极柱孔的盖板，正负极压板分别绝缘连接在极柱孔处的盖板上面，盖板下面安装有下绝缘垫，位于下绝缘垫下方的正负极柱穿过各自对应引片和极柱孔后分别与正负极压板电接触，正负极柱置于各自极柱孔中并垫有绝缘密封件，所述盖板下面焊接有防爆膜，盖板上面与之对应处贴有面贴，其特征在于：所述盖板于正负极柱孔处向上拉伸设置有用于增加盖板强度的第一环形凸台，正负极柱孔周边向上延伸设置有一圈用于增加产品密封厚度的第二环形凸台，沿正负极柱孔下面周边设置有增加密封摩擦力的第一环形沉台，沿正负极柱孔下面设置有用于定位下绝缘垫第二环形沉台，第二环形沉台还预留膨胀空间。
2.根据权利要求1所述的一种低成本高容量锂电池盖板，其特征在于：所述第一环形凸台为盖板实际厚度的1-5倍，形状为长方形、正方形、椭圆形、多边形、三角形或任意不规则形状。
3.根据权利要求1所述的一种低成本高容量锂电池盖板，其特征在于：所述第二环形凸台为盖板实际厚度的0.2-2倍，形状可随着铆钉的变化而变化。
4.根据权利要求1所述的一种低成本高容量锂电池盖板及其生产工艺，其特征在于：所述第一环形沉台表面可为平整形状或做成倒“V”、倒“U”型密封线。
5.根据权利要求1所述的一种低成本高容量锂电池盖板，其特征在于：所述盖板和引片通过下绝缘垫绝缘，绝缘密封件的下端向外延伸设置有隔绝部007，在竖直投影方向，隔绝部与下绝缘垫有重合区域。
6.根据权利要求1所述的一种低成本高容量锂电池盖板，其特征在于：所述盖板下面设置有防爆膜安装沉台，沿防爆膜安装沉台外围设置有一圈凹形沉台，凹形沉台与防爆膜外圈毛刺面对应。
7.根据权利要求6所述的一种低成本高容量锂电池盖板，其特征在于：所述防爆膜通过激光焊接到盖板下面，防爆膜的焊接轨迹与防爆膜外形一致，焊接轨迹的起始点和结束点引导到防爆膜焊接轨迹外，可在焊接轨迹周边的任意一处。
8.根据权利要求1所述的一种低成本高容量锂电池盖板，其特征在于：所述正负极柱与各自对应引片采用超声焊焊接在一起。
9.根据权利要求1所述的一种低成本高容量锂电池盖板，其特征在于：所述盖板与绝缘密封件采用一体注塑成型，其紧密的与盖板相结合在一起。
10.一种低成本高容量锂电池盖板及其生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、防爆膜安装，将防爆膜放置到盖板下面的防爆膜安装沉台内，防爆膜冲压毛刺对准凹形沉台；
S2、焊接，通过激光焊接将防爆膜焊接到盖板下面，焊接轨迹的起始点和结束点引导到防爆膜焊接轨迹外，将面贴贴附到防爆膜上方的盖板上；
S3、极柱孔注胶密封，将步骤S2中盖板放模具中一体注塑，于正负极极柱孔内形成绝缘密封件，缘密封件下端向四轴延伸设置有隔绝部；
S4、极柱安装，将正负极柱分别穿过各自对应引片，并采用超声焊焊接在一起；
S5、铆压，将步骤S4半成品的正负极柱穿过步骤S3半成品的极柱孔，并铆合到一起得到低成本高容量锂电池盖板。
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2023
- 2023-04-04 CN CN202310354550.2A patent/CN116387712A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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