CN203690365U - 一种动力电池盖板组件及动力电池 - Google Patents

Abstract

为解决现有动力电池陶瓷盖板在钎焊过程中，存在陶瓷与铝钎焊的焊接不牢、虚焊，从而导致动力电池结构整体强度不强的问题，本实用新型提供了一种动力电池盖板组件，包括盖板本体、绝缘体及电极端子；所述盖板本体上设置有第一绝缘安装孔，所述绝缘体安装在所述第一绝缘安装孔中；所述绝缘体上设有第一端子安装孔，所述电极端子安装在所述第一端子安装孔中，以使所述电极端子与所述盖板本体绝缘；所述电极端子上设有极帽，所述极帽与绝缘体焊接连接；在所述极帽与绝缘体焊接的位置设置有用于填充焊料的焊接凹槽。本实用新型提供的动力电池盖板组件，增强了绝缘体与电极端子之间的焊接强度，从而增加了动力电池结构整体强度。

Description

一种动力电池盖板组件及动力电池

技术领域

本实用新型涉及动力电池领域，尤其涉及一种动力电池盖板组件及动力电池。

背景技术

锂离子动力电池作为混合动力车和纯电动车的核心部件之一，日益为汽车厂家和电池厂家所重视。目前，常用的锂离子动力电池一般包括壳体、盖板，及容纳在壳体、盖板中的极芯和电解液，在该盖板上一般还设有正、负电极端子，其与盖板绝缘。其中，锂离子动力电池的盖板的板体、塑料垫片和极柱采用注塑的方式连为一体，塑料作为电池密封绝缘材料在长期使用会出现寿命短的问题。

为了避免塑料作为电池密封绝缘材料在长期使用会出现寿命短的问题，有使用陶瓷作为电池密封绝缘材料，由于陶瓷既是环保材料又是使用寿命比较长的材料，因此陶瓷是一种比较理想的电池密封绝缘材料，但是陶瓷盖板在钎焊制作过程中，还存在铝与陶瓷钎焊经常会焊接不牢、虚焊的问题。

而使用了陶瓷盖板的锂离子动力电池，如果焊接不牢、虚焊，将会造成锂离子动力电池结构整体强度不足，从而在行车过程中存在电池安全的隐患。

实用新型内容

为解决现有动力电池陶瓷盖板在钎焊制作过程中，存在陶瓷与铝钎焊的焊接不牢、虚焊，从而导致动力电池结构整体强度不强的问题，本实用新型提供了一种动力电池盖板组件及动力电池。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种动力电池盖板组件，包括盖板本体、绝缘体及电极端子；所述盖板本体上设置有第一绝缘安装孔，所述绝缘体安装在所述第一绝缘安装孔中；所述绝缘体上设有第一端子安装孔，所述电极端子安装在所述第一端子安装孔中，以使所述电极端子与所述盖板本体绝缘；所述电极端子上设有极帽，所述极帽与绝缘体焊接连接；在所述极帽与绝缘体焊接的位置设置有用于填充焊料的焊接凹槽。

根据本实用新型的动力电池盖板组件，所述极帽与绝缘体焊接连接，在所述极帽与绝缘体焊接的位置设置有用于填充焊料的焊接凹槽。相对于现有技术，本实用新型提供的动力电池盖板组件，所述电极端子上设有极帽，所述绝缘体上设置有与所述极帽对应的焊接凹槽，对所述极帽与所述绝缘体的钎焊面进行表面预处理，在所述焊接凹槽内填充焊料，通过焊接将绝缘体与所极帽连接在一起，从而使得动力电池陶瓷盖板组件在焊接制作过程中，增强了绝缘体与电极端子之间的焊接强度，从而增加了动力电池结构的整体强度。

优选地，所述焊接凹槽为环状凹槽。

优选地，所述焊接凹槽的截面形状为半圆形或方形。

优选地，所述焊接凹槽为至少两个。

优选地，所述至少两个焊接凹槽之间相互平行设置。

优选地，所述焊接凹槽的宽度为0.5-2.2mm。

优选地，所述焊接凹槽的深度为0.5-2.2mm。

优选地，所述动力电池盖板组件还包括一缓冲片，所述缓冲片设置在所述盖板本体与所述绝缘体之间。

优选地，所述缓冲片呈环状草帽状，包括底沿、上沿及连接所述底沿、上沿的两侧沿；所述底沿、上沿及两侧侧沿形成一绝缘体容纳空间，所述上沿设置在所述第一绝缘安装孔处，所述底沿设置有第二绝缘安装孔；所述绝缘体容纳在所述绝缘体容纳空间中，并贯穿装配入所述第二绝缘安装孔中。

优选地，所述缓冲片呈工字状的缓冲片。

优选地，所述绝缘体为陶瓷绝缘体。

本实用新型还提供了一种动力电池，包括极芯、电解液、壳体及盖板组件；

所述电解液、极芯容纳于所述壳体及盖板组件形成的容纳空间内；

所述盖板组件为上述的动力电池盖板组件。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的动力电池盖板组件的结构示意图；

图2是图1提供的动力电池盖板组件中的绝缘体、缓冲片及电极端子的结构示意图；

图3是图1提供的动力电池盖板组件中的盖板本体、绝缘体、缓冲片及电极端子的结构示意图；

图4是图1提供的动力电池盖板组件中的盖板本体、绝缘体、缓冲片、连接片及电极端子的结构示意图；

图5是图1提供的动力电池盖板组件中的缓冲片的结构示意图；

图6是图1提供的动力电池盖板组件中的缓冲片的另一种结构示意图；

图7是本实用新型一实施例提供的动力电池的结构示意图；

图8是图7提供的动力电池中的盖板组件的俯视示意图；

图9是图7提供的动力电池中的盖板组件的正视示意图。

其中，1、盖板本体；2、绝缘体；3、电极端子；4、缓冲片；5、连接片；6、密封圈；7、极芯；8、壳体；11、第一绝缘安装孔；12、注液孔；21、第一端子安装孔；22、凹槽；3b、正极端子；3a、负极端子；31、极帽；41、底沿；42、上沿；43、侧沿；44、第二绝缘安装孔；51、第二端子安装孔；52、负极连接片；53、正极连接片。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、图2、图3及图4所示，本实用新型提供了一种动力电池盖板组件，包括盖板本体1、绝缘体2及电极端子3；所述盖板本体1上设置有第一绝缘安装孔11，所述绝缘体2安装在所述第一绝缘安装孔11中；所述绝缘体2上设有第一端子安装孔21，所述电极端子3安装在所述第一端子安装孔21中，以使所述电极端子3与所述盖板本体1绝缘；所述电极端子3上设有极帽31，所述极帽31与绝缘体2焊接连接，在极帽31与绝缘体2焊接的位置设置有用于填充焊料的焊接凹槽22。在本实用新型另一实施例中，所述电极端子3上设有极帽31，所述绝缘体2上设置有与所述极帽31对应的毛面、网格面等；在所述毛面、网格面等内设置有钎料环，只要能够保证毛面、网格面等可以用于放置钎料环，通过所述钎料环将所述绝缘体2与所述极帽31焊接连接，使得动力电池陶瓷盖板在钎焊制作过程中，增强了陶瓷与铝钎焊强度，从而增加了动力电池结构的整体强度即可。

根据本实用新型的动力电池盖板组件，所述电极端子3上设有极帽31，所述极帽31与绝缘体2焊接连接，在极帽31与绝缘体2焊接的位置设置有用于填充焊料的焊接凹槽22。制作过程中，在上述焊接凹槽22中填充焊料，焊料的选取根据具体的焊接手段和需要进行；然后进行焊接，通过填充在焊接凹槽22中的焊料，将极帽31与绝缘体2焊接在一起。从而使得动力电池盖板组件在焊接制作过程中，增强绝缘体2与电极端子3之间的焊接强度，从而增加动力电池结构的整体强度。在具体动力电池中，绝缘体2采用的是陶瓷，当电极端子3为铝端子时，使用钎焊焊接，这时，该焊接凹槽22就能起到增强陶瓷与铝端子的钎焊强度的作用，从而增加动力电池的整体强度。

优选地，所述焊接凹槽22为环状凹槽。在本实用新型另一实施例中，所述焊接凹槽22也可以是圆形凹槽或者条形凹槽等，只要能够保证圆形凹槽或者条形凹槽等可以用于放置焊料，通过所述焊料将所述绝缘体2与所述极帽31焊接连接，使得动力电池盖板在焊接制作过程中，增强绝缘体2与极帽31的焊接强度，从而增加了动力电池结构的整体强度即可。

具体实施例中，上述焊接凹槽22的截面形状可以选择半圆形或方形，优选半圆形。上述截面形状为如图2所示方向上的截面的形状，假设焊接凹槽22为条形凹槽，则上述截面即为与条形长度方向垂直方向上的截面。焊接凹槽22的截面形状优选半圆形，便于使用焊料环时，由于焊料环为圆环，因此半圆形容易放置焊料环。

为了更好的实现焊接，增强焊接强度，上述焊接凹槽22至少要有两个，更加优选的是3个。多个焊接凹槽22相互组合焊接，可以根据焊料的具体大小设置焊接凹槽22的宽度或深度；避免因为焊料需要较多，从而将焊接凹槽22做的过大，并且，堆叠在大的焊接凹槽22中的焊料不容易完全熔融焊接，进而导致焊接不充分、不牢固的情况出现。

另外，优选至少两个焊接凹槽22之间相互平行设置。

结合绝缘体2的大小以及极帽31的大小，对焊接凹槽22的宽度和深度进行设定，本实用新型优选的宽度和深度为0.5-2.2mm。为了配合一般的电池焊接，焊接凹槽22的宽度和深度设置为0.5-2.2mm，能更好的配合焊料以及焊接过程的需要，实现尽可能有效的利用绝缘体2上的空间，并且达到最好的焊接效果的目的。

优选地，所述动力电池盖板组件还包括一缓冲片4，所述缓冲片4设置在所述盖板本体1与所述绝缘体2之间。所述缓冲片4设置在所述盖板本体1与所述绝缘体2之间，所述缓冲片4用于和所述盖板本体1焊接后组合成所述动力电池盖板组件，从而通过所述动力电池盖板组件密封电池外壳。

优选地，如图5所示，所述缓冲片4呈环状草帽状，包括底沿41、上沿42及连接所述底沿41、上沿42的两侧侧沿43；所述底沿41、上沿42及两侧侧沿43形成一绝缘体容纳空间，所述上沿42设置在所述第一绝缘安装孔11处，所述底沿41设置有第二绝缘安装孔42；所述绝缘体2容纳在所述绝缘体容纳空间中，并贯穿装配入所述第二绝缘安装42孔中。所述缓冲片4设置在所述盖板本体1与所述绝缘体2之间，所述侧沿43具有缓冲功能，所述侧沿43与所述缓冲片4为一体结构，所述底沿41、上沿42及两侧侧沿43形成一绝缘体容纳空间，所述侧沿43用于连接所述底沿41、上沿42的，当所述上沿42设置在所述第一绝缘安装孔11处时，所述绝缘体2容纳在所述绝缘体容纳空间中，并贯穿装配入所述第二绝缘安装42孔中，所述侧沿43可以在所述缓冲片4与所述绝缘体2固定连接过程中起到缓冲的作用，能及时将机械应力进行缓冲并减弱，且能够增强所述动力电池盖板组件的弯曲强度，保证了所述动力电池盖板组件具有良好的密封性。作为另外一种优选的方式，如图6所示，所述缓冲片4呈工字状的缓冲片。

另外，所述绝缘体2包括一体结构的外径不同的两段，其中，外径较小的一段可称为绝缘体2的内端，该绝缘体2的内端穿设于所述缓冲片4中的第二绝缘体安装孔42；而外径较大的一段的可称为绝缘体2的外端，所述绝缘体2容纳在所述绝缘体容纳空间中，并贯穿装配入所述第二绝缘安装42孔中是指，该绝缘体2的外端卡接于所述缓冲片4的底沿41上，该绝缘体的外端卡接于所述缓冲片4的底沿41卡接的部位进行焊接，该绝缘体2的内端穿设于所述第二绝缘体安装孔42，因此，缓冲片4的第二绝缘体安装孔42的孔径需与所述绝缘体2的内端的外径匹配，以保证所述绝缘体2的内端能够顺利贯穿装配入所述第二绝缘体安装孔42中，同时所述第二绝缘体安装孔42的孔径要小于所述绝缘体2的外端的外径，从而保证该绝缘体的外端卡接于所述缓冲片4的底沿41上，从而使得所述第二绝缘体安装孔42既能穿设所述绝缘体2的内端，又能使所述绝缘体2的外端卡接在盖板本体1上的第一绝缘体安装孔11，从而使所述缓冲片4与绝缘体2之间具有良好的密封性。

优选地，所述绝缘体2为陶瓷绝缘体。因为陶瓷既是环保的材料又是寿命比较长的一种很好的密封和绝缘材料，所述绝缘体2为陶瓷绝缘体，所述陶瓷绝缘体可直接采用现有技术中常见的各种绝缘陶瓷，例如可以为Al₂O₃，所述陶瓷绝缘体钎焊部位进行金属化。

优选地，所述动力电池盖板组件还包括连接片5，所述连接片5设置有第二端子安装孔51，所述电极端子3的内端贯穿装配入所述第二端子安装孔51中。所述电极端子的内端贯伸入壳体内，然后贯穿装配入所述第二端子安装孔51中，所述第二端子安装孔51与穿贯穿装配入的所述电极端子3的内端焊接，从而使得所述电极端子3通过极连接片5连接到极耳。

优选地，所述动力电池盖板组件还包括密封圈6，所述密封圈6设置在所述电极端子的内端上，并且所述密封圈6位于所述绝缘体2与连接件5之间。所述动力电池盖板组件还包括密封圈6，所述密封圈6设置在所述电极端子的内端上，并且所述密封圈6位于所述绝缘体2与连接件5之间，所述密封圈6可使用硅胶、橡胶或者塑胶料等不溶于电解液的材料。

如图6、图7及图8所示，本实用新型还提供了一种动力电池，所述动力电池，包括极芯7、电解液、壳体8及盖板本体1；所述电解液、极芯7容纳于所述壳体8及盖板本体1形成的容纳空间内；所述盖板本体1为上述实施例提到所述的盖板本体1。

上述盖板本体1上设有正电极端子3b、负电极端子3a，所述正电极端子3b通过正电极连接片53电连接至所述极芯7上的正极耳，所述负电极端子3a通过负电极连接52电连接至所述极芯7上的负极耳。

其壳体8的材质一般采用钢壳或者铝壳，其为一端开口的矩形状空心结构；盖板本体1对应设置在该壳体的开口处，将所述盖板本体1和壳体8焊接呈一密闭的容纳空间。极芯7被预先封装在该容纳空间内。在该盖板本体1上设置的正电极端子3b、负电极端子3a均与盖板本体1相互绝缘的设置，如图3中所示，该正电极端子3b与盖板本体1之间设有正极绝缘体，该负电极端子3a与盖板本体1之间设有负极绝缘体，以将正电极端子3b、负电极端子3a分别与盖板本体1绝缘连接。

该正电极端子3b、负电极端子3a可以为螺钉、柱状或者片状等形状。正电极端子3b、负电极端子3a的内端伸入壳体内，然后分别通过正电极连接片53、负电极连接片52连接到正极耳、负极耳；正电极端子3b、负电极端子3a的外端穿过盖板本体1暴露在电池外，如此可为负载提供供电的接口。

在盖板本体1上还设有注液孔12，以方便在电池封装后将电解液通过该注液孔12注入电池内。注液、化成后通过钢珠或其他封口部件将注液孔封口，以形成电池内部完全密闭的空间。

本实用新型动力电池的电解液为含有锂盐的链状酸酯和环状酸酯的混合溶液。锂盐包括高氯酸锂(LiClO4)、六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、氯铝酸锂、卤化锂、氟烃基氟氧磷酸锂及氟烃基磺酸锂等，可以使用其中之一或其混合物。链状酸酯的实例包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸二苯酯(DPC)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、丙酸乙酯(PA)、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷以及其它含氟、含硫或含不饱和键的链状有机酯类，可以使用其中之一或其混合物。环状酸酯的实例包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、γ-丁内酯(γ-BL)、磺内酯以及其它含氟、含硫或含不饱和键的环状有机酯类，可以使用其中之一或其混合物。

本实用新型动力电池极芯7，由正极片、隔膜及负极片叠置后卷绕形成；所述正极片包括正极金属箔和涂覆在其上的正极材料，所述正极片上设有涂覆所述正极材料的正极敷料区和未涂覆所述正极材料的正极未敷料区，所述正极未敷料区设置在所述正极片宽度方向上的边缘；所述负极片包括负极金属箔和涂覆在其上的负极材料，所述负极片上设有涂覆所述负极材料的负极敷料区和未涂覆所述负极材料的负极未敷料区，所述负极未敷料区设置在所述负极片宽度方向上的边缘；所述正极未敷料区和所述负极未敷料区经卷绕后均形成多层金属箔的结构，分别位于所述极芯7的两端作为正极耳和负极耳；

其中，还包括正极保护片和负极保护片，所述正极保护片和所述正极耳的多层金属箔焊接为一体；所述负极保护片与所述负极耳的多层金属箔焊接为一体。正极片可以只在其一面涂覆正极材料，也可以在其两个面上均涂覆正极材料。负极片可以只在其一面涂覆负极材料，也可以在其两个面上均涂覆负极材料。优选地，在所述正极片的两面均涂覆有正极材料，并在所述负极片的两面均涂覆有负极材料。

关于正极片、隔膜、负极片均可采用本领域技术人员所公知的技术，因此只对其进行简单举例说明。

电池隔膜在锂离子电池中起到阻止正负极直接接触短路的作用。为了提高电池的安全性，不仅要求电池隔膜能在常温下阻止正负极直接接触短路，同时还要求在高温下该电池隔膜也能够阻止正负极直接接触短路。由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。现在常用的电池隔膜包括聚乙烯、聚丙烯等，聚偏氟乙烯也常用作隔膜。

正极材料包括正极活性物质、导电剂、将正极材料粘结到正极金属箔上的粘合剂、添加剂等等。正极活性物质是一种锂与过渡金属的层状复合氧化物，它们是具有一定特定结构的活性物质，可以与锂离子进行可逆的反应。比如，此类正极活性物质可以为LixNi1-yCoyO2(其中，0.9≤x≤1.1，0≤y≤1.0)、LixMn2-yByO2(其中，B为过渡金属，0.9≤x≤1.1，0≤y≤1.0)、磷酸铁锂等。导电剂一般可采用碳系材料，如炭黑、碳纤维和石墨等，粘合剂的实例包括含氟树脂和聚烯烃化合物如PVDF(聚偏氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、VDF-HFP-TFE(偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯)共聚物与SBR(丁苯橡胶)等。

负极材料包括负极活性物质、导电剂、将负极材料粘结到负极金属箔上的粘合剂、添加剂等等，其中负极活性物质为能够使锂离子反复嵌入和脱嵌的碳系材料、硅系材料、氮化物、锡基氧化物、锡合金、纳米负极材料，以及其他的一些金属间化合物等。碳系材料包括天然石墨、人造石墨、中间相碳微球(MCMB)、中间相碳纤维(MCF)等。粘合剂包括含氟树脂和聚烯烃化合物如PVDF、PTFE、VDF-HFP-TFE共聚物与SBR等。

由于本例中在极芯7中加入了正极保护片和负极保护片，将正极保护片置于正极耳和焊头之间，使多层金属箔状的正极耳焊接在一起；并将负极保护片置于负极耳和焊头之间，使多层金属箔状的负极耳焊接在一起。如此，可以对极芯7进行整形，使其平整、变薄；同时由于预先将正极耳、负极耳各自独立地焊接为一体，极芯7不易变形，可减少焊接连接件时的错位现象，因此装配效果更好，利于自动化生产。且由于增加了该正极保护片和负极保护片，焊接时不会对正极耳、负极耳造成伤害，使得化成后极片褶皱及枝晶均有明显减轻，从而使电池性能得到提升。

所述盖板本体1可采用现有技术中常见的各种盖板材料，例如可以为纯铝或铝合金，所述盖板本体1的形状与动力电池的形状匹配，例如可以为圆形、方形或圆角方形，本实用新型中没有特殊限定。

本实用新型上述实施例提供的动力电池盖板组件，所述电极端子3上设有极帽31，所述极帽31与绝缘体2焊接连接，在极帽31与绝缘体2焊接的位置设置有用于填充焊料的焊接凹槽22。制作过程中，在上述焊接凹槽22中填充焊料，焊料的选取根据具体的焊接手段和需要进行；然后进行焊接，通过填充在焊接凹槽22中的焊料，将极帽31与绝缘体2焊接在一起。从而使得动力电池盖板组件在焊接制作过程中，增强绝缘体2与电极端子3之间的焊接强度，从而增加动力电池结构的整体强度。在具体动力电池中，绝缘体2采用的是陶瓷，当电极端子3为铝端子时，使用钎焊焊接，这时，该焊接凹槽22就能起到增强陶瓷与铝端子的钎焊强度的作用，从而增加动力电池的整体强度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种动力电池盖板组件，包括盖板本体、绝缘体及电极端子；

所述盖板本体上设置有第一绝缘安装孔，所述绝缘体安装在所述第一绝缘安装孔中；

所述绝缘体上设有第一端子安装孔，所述电极端子安装在所述第一端子安装孔中，以使所述电极端子与所述盖板本体绝缘；

其特征在于，所述电极端子上设有极帽，所述极帽与绝缘体焊接连接；

在所述极帽与绝缘体焊接的位置设置有用于填充焊料的焊接凹槽。

2.如权利要求1所述的动力电池盖板组件，其特征在于，所述焊接凹槽为环状凹槽。

3.如权利要求1所述的动力电池盖板组件，其特征在于，所述焊接凹槽的截面形状为半圆形或方形。

4.如权利要求1所述的动力电池盖板组件，其特征在于，所述焊接凹槽为至少两个。

5.如权利要求4所述的动力电池盖板组件，其特征在于，所述至少两个焊接凹槽之间相互平行设置。

6.如权利要求1所述的动力电池盖板组件，其特征在于，所述焊接凹槽的宽度为0.5-2.2mm。

7.如权利要求1所述的动力电池盖板组件，其特征在于，所述焊接凹槽的深度为0.5-2.2mm。

8.如权利要求1所述的动力电池盖板组件，其特征在于，所述动力电池盖板组件还包括一缓冲片，所述缓冲片设置在所述盖板本体与所述绝缘体之间。

9.如权利要求8所述的动力电池盖板组件，其特征在于，所述缓冲片呈环状草帽状，包括底沿、上沿及连接所述底沿、上沿的两侧沿；

所述底沿、上沿及两侧沿形成一绝缘体容纳空间，所述上沿设置在所述第一绝缘安装孔处，所述底沿设置有第二绝缘安装孔；

所述绝缘体容纳在所述绝缘体容纳空间中，并贯穿装配入所述第二绝缘安装孔中。

10.如权利要求8所述的动力电池盖板组件，其特征在于，所述缓冲片呈工字状的缓冲片。

11.如权利要求1至10中任一项所述的动力电池盖板组件，其特征在于，所述绝缘体为陶瓷绝缘体。

12.一种动力电池，包括极芯、电解液、壳体及盖板组件；所述电解液、极芯容纳于所述壳体及盖板组件形成的容纳空间内；

其特征在于，所述盖板组件为权利要求1-11中任一项所述的动力电池盖板组件。

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