CN117728121B - 硬连接电池结构及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硬连接电池结构及装配方法，硬连接电池结构，包括壳体、盖板、电芯、转接片及极柱，极柱上开设有极柱孔，转接片包括相连接的连接部和焊接部，转接片的焊接部穿过极柱孔并于盖板远离壳体的一侧与极柱焊接，转接片的焊接部于盖板靠近电芯的方向的投影位于极柱孔于靠近电芯的方向的投影内，转接片的焊接部的厚度为1.5毫米至5毫米，上述硬连接电池结构，通过在极柱上直接开设方便转接片装配穿过并与转接片焊接的极柱孔，无需对转接片、极柱等进行焊接前后的翻折，装配及后续焊接过程都极为方便，装配过程相对较为简单，还相对减少了极耳的爬电距离。

Description

硬连接电池结构及装配方法

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种硬连接电池结构及装配方法。

背景技术

随着新能源的快速发展，电动汽车对电池的要求越来越高，双通电池（刀片电池）与传统的电池相比具有能量密度高、空间利用率高、散热好等优点。但是双通电池生产存在装配效率低的问题。

现有技术中，双通电池，也就是电芯两侧出极耳的电池，比如刀片电池，方形电池等，双通电池组装方式为：裸电芯两边出极耳，一边正极、一边负极。一边极耳先通过转接片焊接在顶盖上，然后折弯入壳，接着另一边极耳通过软连接将另一边极耳焊接转接到顶盖，然后折弯入壳。整个过程下来，必须先解决一边顶盖焊接入壳才能进行另一边的焊接入壳，而且顶盖均需要旋转90°才能入壳。不仅工序复杂、效率慢，而且为了容纳软连接折弯空间利用低。

CN116845502A中公开了一种通孔极柱电池结构，包括铝壳，铝壳内部设置有两个电芯，电芯一侧设置有连接片一，另一侧设置连接片二，两个电芯的连接片一配合连接有集成组件一，两个电芯的连接片二配合连接有集成组件二，集成组件一和集成组件二与铝壳两端连接在一起，集成组件一包括止动架一，止动架一的外侧设置有基板一，基板一的外侧设置有绝缘板，止动架一的内侧设置有通孔极柱，其中通孔极柱的顶部开设有焊接槽，焊接槽的底面开设有对称分布的焊接通孔，采用上述结构使得在焊接过程中无需将与之连接的连接片一伸出铝壳外部进行焊接，进一步使得焊接后的连接片一无需折叠进铝壳内部，节省了电池内部的空间，进一步的提升电池的能量密度。然而，上述文献虽然采用在极柱上开孔的方式焊接连接片，但连接片焊接过程中，仍然需要将连接片进行弯折以加焊接，而且连接片装配到极柱上仍然存在装配工艺较为繁琐的问题。

CN117096513A中公开了一种盖板结构及电芯，该盖板结构包括光铝板、极耳焊接部、上塑胶部、下塑胶部，所述极耳焊接部的顶部设置于所述光铝板上方、底部穿过第一通孔部，所述极耳焊接部上沿着从顶部至底部的方向贯穿设有供极耳穿过的通道部，本发明的通道部可以方便极耳穿过，使得极耳一端可以穿过通道部并焊接于极耳焊接部，从而避免将极耳在电芯的壳内安装，降低了电芯内部的高度，提高了电芯的空间利用率。然而，上述电池结构，需要将极耳穿过极柱上的通道部之后，仍然需要将极耳进一步翻折，该装配过程仍然相对较为繁琐。

综上所述，现有技术中，极耳连接极柱的装配过程，通常存在极耳或者连接片的弯折过程，装配过程相对较为复杂，实现自动化过程难或者提高了生产管控难度，而且，通过将极耳翻折或者连接片翻折，提高了空间浪费，还提高了爬电距离或者导电距离，提升了导电部位的阻抗。

发明内容

基于此，有必要提供一种装配过程相对较为简单、能够减少极耳翻折以及减少爬电距离的硬连接电池结构及装配方法。

第一方面，本申请提供一种硬连接电池结构，包括壳体、盖板、电芯、转接片及极柱，所述电芯位于所述壳体内，所述盖板安装于所述壳体，所述极柱安装于所述盖板，所述电芯具有第一极耳及第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳中的至少一个通过转接片连接所述极柱，所述极柱上开设有极柱孔，所述转接片包括相连接的连接部和焊接部，所述连接部焊接所述第一极耳和所述第二极耳中的一个；所述焊接部穿过所述极柱孔并于所述盖板远离所述壳体的一侧与所述极柱焊接，所述焊接部与所述极柱的焊接位置形成第一焊缝部，所述第一焊缝部于盖板靠近电芯的方向的投影为第一投影，所述极柱孔于盖板靠近所述电芯的方向的投影为第二投影，所述第一投影和所述第二投影部分重合，所述焊接部于盖板靠近电芯的方向的投影位于所述极柱孔于靠近所述电芯的方向的投影内，所述焊接部的厚度为1.5毫米至5毫米，所述第一极耳包括多个堆叠的第一极耳片，所述第二极耳包括多个堆叠的第二极耳片。

上述硬连接电池结构，通过在极柱上直接开设方便转接片装配穿过并与转接片焊接的极柱孔，而且转接片的焊接部直接与极柱进行焊接，转接片在与极柱焊接的过程中，无需对转接片、极柱等进行焊接前后的翻折，装配及后续焊接过程都极为方便，装配过程相对较为简单，由于转接片无需翻折，因而还相对减少了极耳的爬电距离，能够减少极耳翻折的情况。通过将转接片的焊接部的厚度为1.5毫米至5毫米，确保转接片焊接部与极柱孔的焊接的结构牢固性及导电性能。

在其中一个实施例中，所述焊接部的厚度为2毫米至4毫米；

所述焊接部焊接于所述极柱孔的侧壁。如此，通过将转接片的焊接部的厚度为2毫米以上，能够进一步确保焊接部与极柱孔的焊接的结构牢固性及导电性能。

在其中一个实施例中，所述极柱孔具有矩形孔状截面；所述极柱孔具有一对相对的长边侧壁和短边侧壁，所述极柱孔远离所述电芯的一侧于两个长边侧壁间的间距为第一间距，所述极柱孔靠近所述电芯的一侧于两个长边侧壁间的间距为第二间距，所述第一间距小于所述第二间距。如此，方便转接片的对位和固定，也方便转接片与极柱孔的焊接，尤其是，呈现喇叭口的极柱孔，对转接片的装配导入还能够起到一定的导向作用。

在其中一个实施例中，所述转接片的焊接部具有矩形片状结构，所述第一间距大于所述焊接部的厚度0.01至0.25毫米，所述焊接部与所述极柱孔的侧壁之间形成有激光熔接的所述第一焊缝部。如此，通过确保装配时极柱孔远离所述壳体的一侧于两个长边侧壁间的间距大于所述转接片的焊接部的厚度0.01至0.25毫米，方便后续形成第一焊缝部，确保较好地完成激光焊接。

在其中一个实施例中，所述第一焊缝部封堵所述极柱孔侧壁与所述焊接部的焊接位置之间的间隙；所述焊接部相对所述极柱孔远离所述电芯的一侧伸出或者收缩0.01至0.25毫米。如此，伸出或者收缩0.25毫米以内，能够进一步确保焊接质量，确保焊接牢固性和导电性能。

在其中一个实施例中，所述第一间距大于所述焊接部的厚度0.05毫米以上，即，0.05至0.25毫米。如此，通过确保装配时极柱孔远离所述壳体的一侧于两个长边侧壁间的间距大于所述转接片的焊接部的厚度0.05毫米以上，方便转接片的装配导入，方便后续对位装配并确保后续焊缝的焊接。

在其中一个实施例中，所述转接片包括两个连接部，两个连接部的端部均与所述焊接部的端部相连接，两个连接部与所述焊接部连接后形成的转接片呈Y形结构，两个连接部之间形成有极耳焊接区，所述第一极耳或所述第二极耳位于所述极耳焊接区并被两个连接部夹持并焊接。如此，能够进一步确保极耳在焊接前后未进行翻折，装配及后续焊接过程都极为方便，装配过程相对较为简单，由于转接片直接硬连接并焊接极柱，能够减少极耳爬电距离，减少极耳导入极柱的内阻。

在其中一个实施例中，所述极耳的伸出方向与所述焊接部的延伸方向平行；

两个所述连接部上分别形成有与多个极耳片超声焊接形成的呈矩形的超声焊印区，两个所述超声焊印区相对设置，且各超声焊印区与极耳对应的极耳片均相重叠，所述超声焊印区的长度L和宽度W满足：

其中，A是极耳的过流面积，单位为A/mm²；Q是电池的容量，单位是Ah；C是充电倍率，Z为常数，取值为30%至40%。

如此，通过将焊印区的宽度满足如上计算式，并将焊印整体呈现矩形形状，充分考虑了电池容量、极耳的过流面积、充电倍率和焊印面积的影响，能够确保极耳在相应容量的充电倍率下的放电情况，减少焊印面积不足时电池内阻增大的问题，确保电池在相应容量相应倍率放电下的电性能，确保电池的过流面积。

在其中一个实施例中，所述极柱于所述极柱孔远离所述电芯的一侧还焊接密封有密封所述极柱孔及所述第一焊缝部的密封片，如此，通过加装焊接密封片，能够进一步提高密封性。

在其中一个实施例中，所述盖板上开设有安装孔，所述极柱通过安装结构安装于所述安装孔，所述安装结构包括密封圈、注塑件及金属压环，所述极柱包括相连接的盘状部及插入部，所述极柱孔贯穿所述插入部及所述盘状部，所述密封圈套置在所述插入部外并被抵紧在所述盘状部与所述盖板靠近所述电芯的一面之间，所述注塑件套置于所述插入部之外并伸出于所述安装孔，所述金属压环抵紧所述注塑件并焊接于所述插入部。如此，采用上述安装结构将极柱安装于盖板，可以确保极柱的牢固性，避免传统注塑包胶极柱容易收缩脱落或者漏液问题。

在其中一个实施例中，所述金属压环具有内孔，所述极柱的插入部与所述金属压环于所述内孔的侧壁焊接并形成有激光熔接的第二焊缝部；所述第一焊缝部和所述第二焊缝部均未贯穿所述金属压环，且所述第一焊缝部和所述第二焊缝部于远离所述电芯的一侧的间距大于0.2mm以上，所述第一焊缝部及第二焊缝部均呈现V形坡口；如此，第一焊缝部和所述第二焊缝部于远离所述电芯的一侧的间距大于0.2mm以上，避免第一焊缝部和所述第二焊缝部直接熔接时候出现的内阻增大的问题，通过将第一焊缝部和所述第二焊缝部于远离所述电芯的一侧的间距大于0.2mm以上，能够较好地减少因焊缝出现的内阻。通过将第一焊缝部及第二焊缝部均呈现V形坡口，且所述第一焊缝部和所述第二焊缝部均未贯穿所述金属压环，还能够减少焊接时的焊接热量对注塑件的影响。

在其中一个实施例中，所述金属压环的内孔呈现喇叭孔结构，且金属压环的内孔于远离所述电芯一侧的尺寸小于所述金属压环的内孔于靠近所述电芯一侧的尺寸，所述金属压环的内孔倾斜角度为3度至20度；优选的倾斜角度为5度。如此，呈倾斜角度且呈现喇叭孔结构的金属压环的内孔，一方面，对极柱的导入具有导向作用，一方面，还可以减少激光焊接时激光对注塑件的影响。优选的，极柱的插入部于远离所述盘状部一侧的尺寸小于插入部靠近所述盘状部一侧的尺寸，再如，插入部也呈现倾斜侧壁，倾斜角度和金属压环的内孔的倾斜角度相同。

在其中一个实施例中，所述极柱孔呈现喇叭孔结构，且极柱孔于远离所述电芯一侧的尺寸小于所述极柱孔于靠近所述电芯一侧的尺寸，所述极柱孔的倾斜角度为3度至20度。优选的倾斜角度为5度。

在其中一个实施例中，所述壳体具有两端开口的矩形体状结构，所述盖板的数量为两个，分别为第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和所述第二盖板分别焊接于所述壳体的两个开口处；所述电芯于所述第一盖板的一侧具有第一极耳，所述电芯于所述第二盖板的一侧具有第二极耳；所述极柱的数量为两个，分别为第一极柱和第二极柱，所述第一极柱安装于所述第一盖板，所述第二极柱安装于所述第二盖板；所述转接片的设置数量两个，分别为第一转接片和第二转接片，所述第一极耳通过所述第一转接片焊接于所述第一极柱，所述第二极耳通过所述第二转接片焊接于所述第二极柱；

所述第一极柱为正极柱，所述第一转接片的材质为铜，所述正极柱的材质为铜，

所述第二极柱为负极柱，所述第二转接片的材质为铝，所述负极柱的材质为铝。如此，电芯为两侧出极耳，且分别通过本申请的转接片连接极柱的方式连接极柱，装配过程相对较为简单，装配对位及焊接前后，无需进行盖板、转接片或者极耳的翻折，提高了装配效率，降低了装配难度，能够大幅降低大批量量产时的生成成本。

在其中一个实施例中，安装结构的数量设置为两个，分别为第一安装结构及第二安装结构，所述第一极柱通过所述第一安装结构安装于所述第一盖板，所述第二极柱通过所述第二安装结构安装于所述第二盖板，所述第一安装结构的金属压环为铜铝复合压环，包括焊接复合的铝压环及铜压环，所述铜压环与所述第一极柱焊接。如此，结合正极铜、负极铝的情形，通过采用铜铝复合压片，能够确保铜转接片与铜极柱的焊接，并通过铜压环与铜极柱的焊接，确保极柱的装配固定工序焊接时的焊接质量和导电性能。

第二方面，本申请提供一种硬连接电池结构的装配方法，所述硬连接电池结构为如上任一实施例中所述的硬连接电池结构，所述装配方法包括如下步骤：

提供一盖板，其中盖板上安装有极柱，所述极柱上开设有极柱孔；

将电芯的第一极耳或者第二极耳与转接片的连接部焊接；

将电芯入壳于壳体；并将转接片的焊接部穿过所述极柱孔并于所述盖板远离所述壳体的一侧与所述极柱焊接；

将盖板与壳体焊接。

上述硬连接电池结构的装配方法，基于如上任一实施例的硬连接电池结构，装配过程中，能够减少极耳、转接片、盖板在装配焊接前后的翻折，装配及后续焊接过程都极为方便，装配过程相对较为简单，由于转接片无需翻折，因而还相对减少了极耳的爬电距离，能够减少极耳翻折的情况。提高了装配效率，降低了装配难度，能够大幅降低大批量量产时的生成成本。

附图说明

图1为一实施例的硬连接电池结构的结构示意图；

图2为图1沿A-A线的剖示图；

图3为图2所示的硬连接电池结构的B处的放大图；

图4为一实施例的硬连接电池结构的转接片的结构示意图；

图5为一实施例的硬连接电池结构中转接片、极柱、金属压环、密封片的焊接示意图；

图6为一实施例的硬连接电池结构的极柱的结构示意图；

附图标记：100、壳体；200、盖板；210、安装孔；300、电芯；310、第一极耳；320、第二极耳；400、转接片；410、连接部；411、极耳焊接区；420、焊接部；421、第一焊缝部；500、极柱；510、盘状部；520、插入部；521、极柱孔；5211、长边侧壁；5212、短边侧壁；522、第二焊缝部；600、安装结构；610、密封圈；620、注塑件；630、金属压环；631、内孔；632、密封槽；640、下塑胶；700、绝缘垫片；800、密封片。

具体实施方式

为了便于理解本申请，为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

第一方面，本申请提供一种硬连接电池结构，请参阅图1至图3，硬连接电池结构包括壳体100、盖板200、电芯300、转接片400及极柱500，所述电芯300位于所述壳体100内，所述盖板200安装于所述壳体，具体的，盖板可以设置为一个，也可以设置为2个，设置一个盖板时，通常电池的正负极柱均安装于该盖板上；设置2个盖板时，通常一个盖板安装一个极柱，即如本申请说明书附图示例的情形。所述极柱500安装于所述盖板200，所述电芯300具有第一极耳310及第二极耳320，所述第一极耳310和所述第二极耳320中的至少一个通过转接片400连接所述极柱500，所述极柱500上开设有极柱孔521，所述转接片400包括相连接的连接部410和焊接部420，所述转接片400的连接部410焊接所述第一极耳310和所述第二极耳320中的一个；所述转接片400的焊接部420穿过所述极柱孔521并于所述盖板200远离所述壳体100的一侧与所述极柱500焊接，请结合图3及图5，所述焊接部420与所述极柱500的焊接位置形成第一焊缝部421，所述第一焊缝部421于盖板200靠近电芯的方向的投影为第一投影，所述极柱孔521于盖板200靠近所述电芯300的方向的投影为第二投影，所述第一投影和所述第二投影部分重合。所述焊接部420于盖板200靠近电芯300的方向的投影位于所述极柱孔521于靠近所述电芯300的方向的投影内，所述转接片400的焊接部420的厚度为1.5毫米至5毫米。本申请中，转接片为硬连接转接片，其相对于传统普通软连接的转接片具有更好的形状稳定性和耐久性。所述第一极耳310包括多个堆叠的第一极耳片，所述第二极耳320包括多个堆叠的第二极耳片，换句话说，本申请的第一极耳和第二极耳均采用多极耳。本申请的电芯，可以为卷绕电芯，也可以为叠片电芯。

上述硬连接电池结构，通过在极柱500上直接开设方便转接片400装配穿过并与转接片400焊接的极柱孔521，而且转接片400的焊接部420直接与极柱500进行焊接，转接片400在与极柱500焊接的过程中，无需对转接片400、极柱500等进行焊接前后的翻折，装配及后续焊接过程都极为方便，装配过程相对较为简单，由于转接片400无需翻折，因而还相对减少了极耳的爬电距离，能够减少极耳翻折的情况。通过将转接片400的焊接部420的厚度为1.5毫米至5毫米，确保转接片焊接部与极柱孔的焊接的结构牢固性及导电性能。

在其中一个实施例中，所述转接片400的焊接部420的厚度为2毫米至4毫米；所述焊接部420焊接于所述极柱孔521的侧壁。如此，通过将转接片400的焊接部420的厚度为2毫米以上，能够进一步确保焊接部420与极柱孔521的侧壁的焊接的结构牢固性及导电性能。

在其中一个实施例中，请参阅图3、图6并结合图1，所述极柱孔521具有矩形孔状截面；所述极柱孔521具有一对相对的长边侧壁5211和短边侧壁5212，定义所述极柱孔521于两个长边侧壁5211间的间距为k，k如图6所示，定义所述极柱孔521远离所述电芯300的一侧于两个长边侧壁5211间的间距k为第一间距，定义所述极柱孔521靠近所述电芯300的一侧于两个长边侧壁5211间的间距k为第二间距，所述第一间距小于所述第二间距。如此，方便转接片的对位和固定，也方便转接片与极柱孔的焊接，尤其是，呈现喇叭口的极柱孔，对转接片的装配导入还能够起到一定的导向作用。本实施例中，极柱孔可以呈阶梯孔形状，也可以呈现喇叭孔结构形状。

在其中一个实施例中，所述焊接部420具有矩形片状结构，所述第一间距大于所述焊接部420的厚度0.01至0.25毫米，请参阅图3并结合图5，所述转接片400的焊接部420与所述极柱孔521的侧壁之间形成有激光熔接的第一焊缝部421。如此，通过确保所述第一间距大于所述焊接部420的厚度0.01至0.25毫米，方便后续形成第一焊缝部421，确保较好地完成激光焊接。例如，转接片400的焊接部420具有矩形截面或者矩形横截面，其矩形截面的厚度边相对于长度变的长度比为1:20至1:4，或者说，转接片的矩形截面的长宽比为1:20至1:4。

在其中一个实施例中，请结合图5，所述第一焊缝部421封堵所述极柱孔521侧壁与所述转接片400的焊接部420的焊接位置之间的间隙；或者说，第一焊缝部为满焊，其封堵住极柱孔521侧壁与转接片400的焊接部420之间的间隙。所述焊接部420相对所述极柱孔521远离所述电芯300的一侧伸出或者收缩0.01至0.25毫米。如此，伸出或者收缩0.25毫米以内，能够进一步确保焊接质量，确保焊接牢固性和导电性能。

在其中一个实施例中，所述第一间距大于所述转接片400的焊接部420的厚度0.05毫米至0.25毫米。如此，通过确保装配时第一间距大于所述转接片的焊接部的厚度0.05毫米以上，方便转接片的装配导入，方便后续对位装配并确保后续焊缝的焊接。

在其中一个实施例中，请参阅图4并结合图3，所述转接片400包括两个连接部410，两个连接部410的端部均与所述焊接部420的端部相连接，两个连接部与所述焊接部连接后形成的转接片400呈Y形结构，两个连接部410之间形成有极耳焊接区411，所述第一极耳310或所述第二极耳320位于所述极耳焊接区411并被两个连接部410夹持并焊接。如此，能够进一步确保极耳在焊接前后未进行翻折，装配及后续焊接过程都极为方便，装配过程相对较为简单，由于转接片400直接硬连接并焊接极柱，能够减少极耳爬电距离，减少极耳导入极柱的内阻。例如，电芯300与盖板200之间还设置有绝缘垫片700，绝缘垫片700上开设有方便第一极耳310或者第二极耳320穿过的穿孔，绝缘垫片的穿孔的尺寸小于两个连接部的整体尺寸，如此，能够进一步提高安全性，避免转接片的连接片戳到电芯。例如，绝缘垫片的厚度为0.5毫米以上。

在其中一个实施例中，所述极耳的伸出方向与所述焊接部420的延伸方向平行；两个所述连接部410上分别形成有与多个极耳片超声焊接形成的呈矩形的超声焊印区，两个所述超声焊印区相对设置，且各超声焊印区与极耳对应的极耳片均相重叠，所述超声焊印区的长度L和宽度W满足：

其中，A是极耳的过流面积，单位为A/mm²；Q是电池的容量，单位是Ah；C是充电倍率，Z为常数，取值为30%至40%。

如此，通过将超声焊印区的宽度满足如上计算式，并将焊印整体呈现矩形形状，充分考虑了电池容量、极耳的过流面积、充电倍率和焊印面积的影响，能够确保极耳焊接在相应容量的充电倍率下的放电情况，减少焊印面积不足时电池内阻增大的问题，确保电池在相应容量相应倍率放电下的电性能，确保电池的过流面积。一具体实施例中，例如某款100Ah容量的电池，需满足1C倍率充放电，极耳材质选择铝极耳与铜极耳，铝极耳过流面积为5A/mm²，铜极耳过流面积为8A/mm²，由于铝极耳过流面积小，因此以铝极耳作为参考极耳进行设计，100/5=20 mm²，焊印有效面积按35%进行管控，20/35%=57.14 mm²，因此极耳设计需满足最小的焊印面积57.14 mm²，假如焊印宽度为3mm，则焊印长度为57.14/3=20mm（向上取整），则极耳宽度最小值需大于20mm。如此，能够确保极耳焊接在相应容量的充电倍率下的放电情况，减少焊印面积不足时电池内阻增大的问题，确保电池在相应容量相应倍率放电下的电性能，确保电池的过流面积。

在其中一个实施例中，请参阅图5并结合图3，所述极柱500于所述极柱孔521远离所述电芯300的一侧还焊接密封有密封所述极柱孔521及所述第一焊缝部421的密封片800，如此，通过加装焊接密封片，能够进一步提高密封性。

在其中一个实施例中，请参阅图5并结合图3及图6，所述盖板200上开设有安装孔210，所述极柱通过安装结构600安装于所述安装孔210，所述安装结构600包括密封圈610、注塑件620及金属压环630，所述极柱500包括相连接的盘状部510及插入部520，所述极柱孔521贯穿所述插入部520及所述盘状部510，所述密封圈610套置在所述插入部520外并被抵紧在所述盘状部510与所述盖板200靠近所述电芯300的一面之间，所述注塑件620套置于所述插入部520之外并伸出于所述安装孔210，所述金属压环630抵紧所述注塑件620并焊接于所述插入部520。如此，采用上述安装结构将极柱安装于盖板，可以确保极柱的牢固性，避免传统注塑包胶机构极柱容易收缩脱落或者漏液问题。例如，安装结构600还包括下塑胶640，下塑胶640套置于插入部520及密封圈610外，并被抵紧在盘状部510和所述盖板200靠近所述电芯300的一面之间。

在其中一个实施例中，请参阅图5并结合图3，所述金属压环630具有内孔631，所述极柱500的插入部520与所述金属压环630于所述内孔631的侧壁焊接并形成有激光熔接的第二焊缝部522；所述第一焊缝部421和所述第二焊缝部522均未贯穿所述金属压环630，且所述第一焊缝部421和所述第二焊缝部522于远离所述电芯300的一侧的间距大于0.2mm以上，所述第一焊缝部421及第二焊缝部522均呈现V形坡口；如此，第一焊缝部421和所述第二焊缝部522于远离所述电芯300的一侧的间距大于0.2mm以上，避免第一焊缝部421和所述第二焊缝部522直接熔接或者相连接时候出现的内阻增大的问题，通过将第一焊缝部和所述第二焊缝部于远离所述电芯的一侧的间距大于0.2mm以上，能够较好地减少因焊缝出现的内阻。通过将第一焊缝部及第二焊缝部均呈现V形坡口，且所述第一焊缝部和所述第二焊缝部均未贯穿所述金属压环，还能够减少焊接时的焊接热量对注塑件的影响。再如，金属压环630上还开设有密封槽632，所述密封槽632的底壁开设所述内孔631，所述密封片800焊接安装在所述密封槽632的槽壁。

在其中一个实施例中，所述金属压环630的内孔631呈现喇叭孔结构，且金属压环630的内孔631于远离所述电芯300一侧的尺寸小于所述金属压环630的内孔631于靠近所述电芯300一侧的尺寸，或者说，金属压环630于远离所述电芯300一侧的宽度小于所述金属压环630于靠近所述电芯300一侧的宽度，所述金属压环630的内孔631倾斜角度为3度至20度；优选的倾斜角度为5度。如此，呈倾斜角度且呈现喇叭孔结构的金属压环的内孔，一方面，对极柱的导入具有导向作用，一方面，还可以减少激光焊接时激光对注塑件的影响。优选的，请结合图6，极柱500的插入部520于远离所述盘状部510一侧的尺寸小于插入部520靠近所述盘状部510一侧的尺寸，再如，插入部也呈现倾斜侧壁，倾斜角度和金属压环的内孔的倾斜角度相同。

在其中一个实施例中，所述极柱孔521呈现喇叭孔结构，且极柱孔521于远离所述电芯300一侧的尺寸小于所述极柱孔521于靠近所述电芯300一侧的尺寸，或者说，极柱孔521于远离所述电芯300一侧的宽度小于所述极柱孔521于靠近所述电芯300一侧的宽度，所述极柱孔的倾斜角度为3度至20度。优选的倾斜角度为5度。再如，极柱孔521的两个长边侧壁5211的间距k呈现喇叭孔尺寸变化，极柱孔521的两个短边侧壁5212的间距相等。

在其中一个实施例中，请结合图1、图2及图3，所述壳体100具有两端开口的矩形体状结构，所述盖板的数量为两个，分别为第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和所述第二盖板分别焊接于所述壳体的两个开口处；所述电芯300于所述第一盖板的一侧具有第一极耳310，所述电芯300于所述第二盖板的一侧具有第二极耳320；所述极柱500的数量为两个，分别为第一极柱和第二极柱，所述第一极柱安装于所述第一盖板，所述第二极柱安装于所述第二盖板；所述转接片400的设置数量两个，分别为第一转接片和第二转接片，所述第一极耳310通过所述第一转接片焊接于所述第一极柱，所述第二极耳320通过所述第二转接片焊接于所述第二极柱；

所述第一极柱为正极柱，所述第一转接片的材质为铜，所述正极柱的材质为铜，

所述第二极柱为负极柱，所述第二转接片的材质为铝，所述负极柱的材质为铝。如此，电芯为两侧出极耳，且分别通过本申请的转接片连接极柱的方式连接极柱，装配过程相对较为简单，装配对位及焊接前后，无需进行盖板、转接片或者极耳的翻折，提高了装配效率，降低了装配难度，能够大幅降低大批量量产时的生成成本。

在其中一个实施例中，安装结构600的数量设置为两个，分别为第一安装结构及第二安装结构，所述第一极柱通过所述第一安装结构安装于所述第一盖板，所述第二极柱通过所述第二安装结构安装于所述第二盖板，所述第一安装结构的金属压环为铜铝复合压环，包括焊接复合的铝压环及铜压环，所述铜压环与所述第一极柱焊接，且铜压环位于靠近第一极柱的一侧，铝压环位于远离第一极柱的一侧。如此，结合正极铜、负极铝的情形，通过采用铜铝复合压片，能够确保铜转接片与铜极柱的焊接，并通过铜压环与铜极柱的焊接，确保极柱的装配固定工序焊接时的焊接质量和导电性能。例如，当金属压环为铜铝复合压环时，密封片焊接在铝压环上。又如，密封片为铝片。

上述硬连接电池结构，通过在极柱上直接开设方便转接片装配穿过并与转接片焊接的极柱孔，而且转接片的焊接部直接与极柱进行焊接，转接片在与极柱焊接的过程中，无需对转接片、极柱等进行焊接前后的翻折，装配及后续焊接过程都极为方便，装配过程相对较为简单，由于转接片无需翻折，因而还相对减少了极耳的爬电距离，能够减少极耳翻折的情况。通过将转接片的焊接部的厚度为1.5毫米至5毫米，确保转接片焊接部与极柱孔的焊接的结构牢固性及导电性能。

第二方面，本申请提供一种硬连接电池结构的装配方法，所述硬连接电池结构为如上任一实施例中所述的硬连接电池结构，所述装配方法包括如下步骤：

（1）提供一盖板，其中盖板上安装有极柱，所述极柱上开设有极柱孔；具体的，预先通过形成复合盖板，通过将极柱安装在盖板上，或者说，将极柱通过本申请的安装结构安装于盖板上。当然，除了本申请给出的通过安装结构的情形，应当理解的是，极柱安装于盖板上的方式也可以采用注塑包胶、铆接、极简盖板焊接等方式。

（2）将电芯的第一极耳或者第二极耳与转接片的连接部焊接；具体的，将第一极耳或者第二极耳在未经极耳翻折的情况下，将极耳直接放入转接片的两个连接部之间，并通过连接部将极耳抵紧并通过超声焊接。

（3）将电芯入壳于壳体；并将转接片的焊接部穿过所述极柱孔并于所述盖板远离所述壳体的一侧与所述极柱焊接；

（4）将盖板与壳体焊接。

上述硬连接电池结构的装配方法，基于如上任一实施例的硬连接电池结构，装配过程中，能够减少极耳、转接片、盖板在装配焊接前后的翻折，装配及后续焊接过程都极为方便，装配过程相对较为简单，由于转接片无需翻折，因而还相对减少了极耳的爬电距离，能够减少极耳翻折的情况。提高了装配效率，降低了装配难度，能够大幅降低大批量量产时的生成成本。

本实施例中，裸电芯两边出极耳，一边正极、一边负极。正、负极顶盖极柱均设置极柱孔用于与正、负极连接片安装焊接。正、负极连接片同时与正、负极耳焊接，可直接入壳，同时可直接安装正、负极顶盖，然后进行焊接。过程不仅节约了顶盖的翻转，同时正、负极的连接可同步进行，大大提高了生产效率。本申请通过结构和工艺的优化，大大提高了电池的生产效率，降低了电池的生产成本；本申请的极耳与连接片焊接，连接片无需折弯焊接极柱，与传统方案相比导电的距离减小了，降低了导电部位的阻抗，减少了电池的发热。

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。需要说明的是，本申请的“一实施例中”、“例如”、“又如”等，旨在对本申请进行举例说明，而不是用于限制本申请。以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种硬连接电池结构，包括壳体、盖板、电芯、转接片及极柱，所述电芯位于所述壳体内，所述盖板安装于所述壳体，所述极柱安装于所述盖板，所述电芯为两侧出极耳，所述电芯具有第一极耳及第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳中的至少一个通过转接片连接所述极柱，其特征在于，所述极柱上开设有极柱孔，所述转接片包括相连接的连接部和焊接部，所述连接部焊接所述第一极耳和所述第二极耳中的一个；所述焊接部穿过所述极柱孔并于所述盖板远离所述壳体的一侧与所述极柱焊接，所述焊接部与所述极柱的焊接位置形成第一焊缝部，所述第一焊缝部于盖板靠近电芯的方向的投影为第一投影，所述极柱孔于盖板靠近所述电芯的方向的投影为第二投影，所述第一投影和所述第二投影部分重合，所述焊接部于盖板靠近电芯的方向的投影位于所述极柱孔于盖板靠近所述电芯的方向的投影内，所述焊接部的厚度为1.5毫米至5毫米，所述第一极耳包括多个堆叠的第一极耳片，所述第二极耳包括多个堆叠的第二极耳片；

所述极柱孔具有矩形孔状截面；所述极柱孔具有一对相对的长边侧壁和短边侧壁，所述极柱孔远离所述电芯的一侧于两个长边侧壁间的间距为第一间距，所述极柱孔靠近所述电芯的一侧于两个长边侧壁间的间距为第二间距，所述第一间距小于所述第二间距；所述焊接部具有矩形片状结构，所述第一间距大于所述焊接部的厚度0.01至0.25毫米，所述焊接部与所述极柱孔的侧壁之间形成有激光熔接的所述第一焊缝部；

所述转接片包括两个连接部，两个连接部的端部均与所述焊接部的端部相连接，两个连接部与所述焊接部连接后形成的转接片呈Y形结构，两个连接部之间形成有极耳焊接区，所述第一极耳或所述第二极耳位于所述极耳焊接区并被两个连接部夹持并焊接；

所述极耳的伸出方向与所述焊接部的延伸方向平行；

两个所述连接部上分别形成有与多个极耳片超声焊接形成的呈矩形的超声焊印区，两个所述超声焊印区相对设置，且各超声焊印区与极耳对应的极耳片均相重叠，所述超声焊印区的长度L和宽度W满足：

其中，A是极耳的过流面积，单位为A/mm²；Q是电池的容量，单位是Ah；C是充电倍率，Z为常数，取值为30%至40%。

2.根据权利要求1所述的硬连接电池结构，其特征在于，所述焊接部的厚度为2毫米至4毫米；所述焊接部焊接于所述极柱孔的侧壁。

3.根据权利要求2所述的硬连接电池结构，其特征在于，所述第一焊缝部封堵所述极柱孔侧壁与所述焊接部的焊接位置之间的间隙；所述焊接部相对所述极柱孔远离所述电芯的一侧伸出或者收缩0.01至0.25毫米。

4.根据权利要求2所述的硬连接电池结构，其特征在于，所述第一间距大于所述焊接部的厚度0.05至0.25毫米。

5.根据权利要求2所述的硬连接电池结构，其特征在于，所述极柱于所述极柱孔远离所述电芯的一侧还焊接密封有密封所述极柱孔及所述第一焊缝部的密封片；

和/或，所述盖板上开设有安装孔，所述极柱通过安装结构安装于所述安装孔，所述安装结构包括密封圈、注塑件及金属压环，所述极柱包括相连接的盘状部及插入部，所述极柱孔贯穿所述插入部及所述盘状部，所述密封圈套置在所述插入部外并被抵紧在所述盘状部与所述盖板靠近所述电芯的一面之间，所述注塑件套置于所述插入部之外并伸出于所述安装孔，所述金属压环抵紧所述注塑件并焊接于所述插入部。

6.根据权利要求5所述的硬连接电池结构，其特征在于，所述金属压环具有内孔，所述极柱的插入部与所述金属压环于所述内孔的侧壁焊接并形成有激光熔接的第二焊缝部；所述第一焊缝部和所述第二焊缝部均未贯穿所述金属压环，且所述第一焊缝部和所述第二焊缝部于远离所述电芯的一侧的间距大于0.2mm以上，所述第一焊缝部及第二焊缝部均呈现V形坡口；

所述金属压环的内孔呈现喇叭孔结构，且金属压环的内孔于远离所述电芯一侧的尺寸小于所述金属压环的内孔于靠近所述电芯一侧的尺寸，所述金属压环的内孔倾斜角度为3度至20度；

和/或，所述极柱孔呈现喇叭孔结构，且极柱孔于远离所述电芯一侧的尺寸小于所述极柱孔于靠近所述电芯一侧的尺寸，所述极柱孔的倾斜角度为3度至20度。

7.根据权利要求6所述的硬连接电池结构，其特征在于，所述壳体具有两端开口的矩形体状结构，所述盖板的数量为两个，分别为第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和所述第二盖板分别焊接于所述壳体的两个开口处；所述电芯于所述第一盖板的一侧具有第一极耳，所述电芯于所述第二盖板的一侧具有第二极耳；所述极柱的数量为两个，分别为第一极柱和第二极柱，所述第一极柱安装于所述第一盖板，所述第二极柱安装于所述第二盖板；所述转接片的设置数量两个，分别为第一转接片和第二转接片，所述第一极耳通过所述第一转接片焊接于所述第一极柱，所述第二极耳通过所述第二转接片焊接于所述第二极柱；

所述第一极柱为正极柱，所述第一转接片的材质为铜，所述正极柱的材质为铜，

所述第二极柱为负极柱，所述第二转接片的材质为铝，所述负极柱的材质为铝。

8.根据权利要求7所述的硬连接电池结构，其特征在于，安装结构的数量设置为两个，分别为第一安装结构及第二安装结构，所述第一极柱通过所述第一安装结构安装于所述第一盖板，所述第二极柱通过所述第二安装结构安装于所述第二盖板，所述第一安装结构的金属压环为铜铝复合压环，包括焊接复合的铝压环及铜压环，所述铜压环位于靠近所述第一极柱的一侧，所述铜压环与所述第一极柱焊接。

9.一种硬连接电池结构的装配方法，其特征在于，所述硬连接电池结构为如权利要求1至8任一项中所述的硬连接电池结构，所述装配方法包括如下步骤：

提供一盖板，其中盖板上安装有极柱，所述极柱上开设有极柱孔；

将电芯的第一极耳或者第二极耳与转接片的连接部焊接；

将电芯入壳于壳体；并将转接片的焊接部穿过所述极柱孔并于所述盖板远离所述壳体的一侧与所述极柱焊接；

将盖板与壳体焊接。