CN205004363U - 一种盖板组件及包含该盖板组件的电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种盖板组件及包含该盖板组件的电池。盖板组件包括：盖板及端子，端子安装于盖板上，端子具有正极端子及负极端子，盖板上开设有注液孔。端子包括：极柱、陶瓷块、连接环及玻璃，玻璃嵌套于连接环的内环上，连接环与盖板连接，极柱依次穿设于陶瓷块及玻璃，陶瓷块的两端分别与极柱及连接环连接。该盖板组件及包含该盖板组件的电池结构的可靠性和高密封性，可满足电池在长时间及恶劣条件下使用时不易漏液。

Description

一种盖板组件及包含该盖板组件的电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种盖板组件及包含该盖板组件的电池。

背景技术

近年来，电动车、储能、智能电网快速发展，引发了动力电池的爆发式增长，方形磷酸铁锂动力电池占据了相当大的份额，已经出现供不应求的局面。

目前方形磷酸铁锂动力电池主要的盖板组件都是以“镶件注塑”为主要解决方案。该方案在一定程度解决了方形电池的盖板组件各种技术问题，但仍然存在耐久性差、漏液、自放电等一系列的缺陷，特别是应用于电动车领域，此缺陷表现的尤为明显。存在这些缺陷的主要原因是“镶件注塑”工艺仅仅是塑胶和金属件的物理结合，或是不能承受外部忽冷忽热的环境变化，或是不能承受电池内部压力变化等诸多因素，使其不具备长期高可靠性密封的先天性条件。通过塑料软连接进行注塑密封，由于塑料易老化、易变形、易燃等特性，作为锂离子电池密封绝缘材料的塑料在长期使用过程中，其安全性、密封性、耐老化性、绝缘性等缺陷都将是一个大的隐患。

有部分企业仅使用单纯的金属化陶瓷与铝钎焊的方案，但陶瓷由于脆性特征存在随机分布的内部或表面缺陷，且铝与陶瓷的钎焊需要更窄的温度范围，加上现有的陶瓷金属化工艺还不够成熟，金属化层容易与陶瓷本体剥离，钎焊出的成品不良率高，装车后的密封性也难得到保障。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种高密封性的盖板组件及包含该盖板组件的电池。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种盖板组件，所述盖板组件包括：盖板及端子，所述端子安装于所述盖板上，所述端子具有正极端子及负极端子，所述盖板上开设有注液孔；

所述端子包括：极柱、陶瓷块、连接环及玻璃，所述玻璃嵌套于所述连接环的内环上，所述连接环与所述盖板连接，所述极柱依次穿设于所述陶瓷块及所述玻璃，所述陶瓷块的两端分别与所述极柱及所述连接环连接。

在其中一个实施例中，所述盖板上开设有防爆孔，所述防爆孔两端分别安装有防爆片及贴片。

在其中一个实施例中，所述盖板组件还包括固定板及绝缘支架，所述绝缘支架上开设有收容槽，所述固定板收容于所述收容槽内，所述绝缘支架安装于所述盖板上，所述极柱穿设于所述盖板并与所述固定板连接。

在其中一个实施例中，所述极柱上开设有内螺纹孔。

在其中一个实施例中，所述陶瓷块的两端分别与所述极柱及所述连接环连接的连接处烧结有Mo-Mn金属化层，金属化层表面镀镍。

一种电池，其特征在于，包括上述的盖板组件，还包括壳体、极芯及电解液，所述盖板与所述壳体连接形成一密封腔，所述密封腔内注有电解液，所述盖板组件上的端子通过所述极芯与所述电解液连接。

本实用新型的盖板组件，其结构的可靠性和高密封性，可以满足电池在长时间及恶劣条件下使用时不容易漏液，并具有如下有益效果：

1、通过低温玻璃烧结技术，将动力电池盖板组件的极柱与连接环进行密封，再加上陶瓷块与铝的钎焊密封，实现密封性双重保障；

2、通过在连接环与盖板的间隙处涂环氧树脂或UV胶，提高连接环与盖板的连接强度及密封性；

3、通过使用铜铝复合的材料，解决铜暴露在空气中容易氧化的问题，同时也简化了钎焊工序，使得正极端子上的极柱、负极端子上的极柱的钎焊工艺统一，节省成本。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的盖板组件的组装结构示意图；

图2为图1所示的盖板组件另一视角的组装结构示意图；

图3为图1所示的盖板组件的分解结构示意图；

图4为图3所示的盖板组件另一视角的分解结构示意图；

图5为图1所示的盖板组件的剖切结构示意图；

图6为图1所示的盖板组件的端子剖切结构示意图；

图7为图1所示的盖板组件的端子的分解结构示意图；

图8为图7所示的端子另一视角的分解结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1及图2所示，其分别为本实用新型一实施例的盖板组件10在两个不同视角状态下的组装结构示意图。盖板组件10包括：盖板100、端子200、固定板300及绝缘支架400。

如图3及图4所示，其分别为本实用新型一实施例的盖板组件10在两个不同视角状态下的分解结构图。端子200安装于盖板100上，端子200具有正极端子600及负极端子500，盖板100上开设有注液孔110及防爆孔120。

如图5所示，其为图1所示的盖板组件10的剖切结构示意图。请一并参阅图6，其为图1所示的盖板组件10的端子200剖切结构示意图。端子200包括：极柱210、陶瓷块220、连接环230及玻璃240。玻璃240嵌套于连接环230的内环上，连接环230与盖板100连接，极柱210依次穿设于陶瓷块220及玻璃240，陶瓷块220的两端分别与极柱210及连接环230连接。绝缘支架400上开设有收容槽410，固定板300收容于收容槽410内，绝缘支架400安装于盖板100上，极柱210穿设于盖板100并与固定板300连接。

进一步的，固定板300的边角上具有一缺角320，收容槽410的边角上具有一与缺角320匹配的补角412。在固定板300上开设缺角320，并在收容槽410上设有与缺角320匹配的补角412，其目的是为了防止固定板300装反。固定板300为冲压件，冲压件的上下两个面尺寸稍微有差异，在固定板300上开设缺口320就可以防呆，使得固定板300的上下两个面不会装反。

进一步的，防爆孔120两端分别安装有防爆片122及贴片124，防爆片122为铝或铝合金冲压而成，贴片124为塑胶料加工而成且单面带胶。防爆片122的作用是，在电池短路或其他异常情况下开阀，减小电池内部的压力，防止电池爆炸。贴片124的作用是保护防爆片122在运转过程中不被损伤，确保防爆片122在需要的时候开阀，不需要的时候不开阀。

进一步的，极柱210上开设有内螺纹孔212。在此，极柱210上开设的内螺纹孔212的作用是为了能够将单个的电池连接成电池组，内螺纹的结构也防止了连接线发生松动、松脱，进一步保证了连接的稳定性。

进一步的，陶瓷块220的两端分别与极柱210及连接环230连接的连接处烧结有Mo-Mn金属化层，金属化层表面镀镍。陶瓷块220上下两个面烧结有Mo-Mn金属化层，其作用是为了使金属铝或铜与陶瓷之间有个过渡层，结合更加牢固，密封性更好。由于陶瓷是非金属，铝和铜是金属，二者理论上是不能结合的。通过对陶瓷的Mo-Mn金属化，金属化层镀镍后，就使陶瓷块220的上下两个面都带有金属特性，使得铜和铝能够在钎焊料的作用下与陶瓷块220更好结合。在优选情况下，Mo-Mn金属化层厚度为10μm～40μm，镀镍层厚度为1μm～4μm。

进一步的，正极端子600上的极柱210通过铝硅焊料与陶瓷块220钎焊连接，负极端子500上的极柱210通过铝硅焊料或银铜焊料与陶瓷块220钎焊连接，连接环230通过铝硅焊料与陶瓷块220钎焊连接。在优选情况下，钎焊工艺所采用的焊料为Al-Si合金，其中Si的含量为12-14％。

进一步的，正极端子600上的极柱210为铝或铝合金，负极端子500上的极柱210为铜或铜合金与铝或铝合金的复合材料，即可以是铜与铝的复合材料，可以是铜与铝合金的复合材料，可以是铜合金与铝的复合材料，可以是铜合金与铝合金的复合材料。特别的，负极端子500上的极柱210，一端采用铝材料，另一端采用铜材料，即负极端子500上的极柱210的外端为铝材料，内端为铜材料，从而解决了铜暴露在空气中容易氧化的问题。同时也可以将铜与陶瓷块220钎焊这道工序变成铝与陶瓷块220封接，使得正极端子600上的极柱210、负极端子500上的极柱210的钎焊工艺统一，节省成本。

进一步的，正极端子600上的固定板300为铝或铝合金，负极端子500上的固定板300为铜或铜合金。

进一步的，玻璃240为低温玻璃，在400℃～650℃之间通过低温烧结方式分别与极柱210及连接环230密封连接。使用低温玻璃在烧结炉中与极柱210、连接环230封接，而非塑料与金属进行简单的物理结合，在金属化陶瓷与铝钎焊失效时，玻璃240的封接区域可防止电池漏液，极大提升了电池的安全性。

进一步的，在连接环230与盖板100的间隙处涂有环氧树脂或UV胶，从而提高连接环与盖板的连接强度及密封性。给盖板组件密封再增加一层保障。

进一步的，固定板300通过激光焊接或超声波焊接与极柱210连接。

如图7及图8所示，其分别为图1所示的盖板组件10的端子200在两个不同视角状态下的分解结构示意图。玻璃240为圆环形台阶状结构，即玻璃240由两个直径不同的圆环构成，连接环230为翻边结构，连接环230开设有与玻璃240匹配的凹槽，玻璃240收容于连接环230的凹槽内，玻璃240与连接环230的一端平齐，从而使得玻璃240与连接环230形成一个整体。玻璃240与连接环230的此种结构及配合方式，一方面可以将玻璃240快速装配于连接环230上并固定，另一方面也使得玻璃240与连接环230更好的密封连接。

本实用新型还提供一种电池，此电池包括上述的盖板组件10，同时还包括壳体、极芯及电解液。盖板与壳体连接形成一密封腔，密封腔内注有电解液，盖板组件上的端子通过极芯与电解液连接。

本实用新型的盖板组件10，其结构的可靠性和高密封性，可以满足电池在长时间及恶劣条件下使用时不容易漏液，并具有如下有益效果：

1、通过低温玻璃烧结技术，将动力电池盖板组件10的极柱210与连接环230进行密封，再加上陶瓷块220与铝的钎焊密封，实现密封性双重保障；

2、通过在连接环230与盖板100的间隙处涂环氧树脂或UV胶，提高连接环230与盖板100的连接强度及密封性；

3、通过使用铜铝复合的材料，解决铜暴露在空气中容易氧化的问题，同时也简化了钎焊工序，使得正极端子600上的极柱210、负极端子500上的极柱210的钎焊工艺统一，节省成本。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种盖板组件，其特征在于，所述盖板组件包括：盖板及端子，所述端子安装于所述盖板上，所述端子具有正极端子及负极端子，所述盖板上开设有注液孔；

所述端子包括：极柱、陶瓷块、连接环及玻璃，所述玻璃嵌套于所述连接环的内环上，所述连接环与所述盖板连接，所述极柱依次穿设于所述陶瓷块及所述玻璃，所述陶瓷块的两端分别与所述极柱及所述连接环连接。

2.根据权利要求1所述的盖板组件，其特征在于，所述盖板上开设有防爆孔，所述防爆孔两端分别安装有防爆片及贴片。

3.根据权利要求1所述的盖板组件，其特征在于，所述盖板组件还包括固定板及绝缘支架，所述绝缘支架上开设有收容槽，所述固定板收容于所述收容槽内，所述绝缘支架安装于所述盖板上，所述极柱穿设于所述盖板并与所述固定板连接。

4.根据权利要求1所述的盖板组件，其特征在于，所述极柱上开设有内螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的盖板组件，其特征在于，所述陶瓷块的两端分别与所述极柱及所述连接环连接的连接处烧结有Mo-Mn金属化层，金属化层表面镀镍。

6.一种电池，其特征在于，包括权利要求1至5中任意一项所述的盖板组件，还包括壳体、极芯及电解液，所述盖板与所述壳体连接形成一密封腔，所述密封腔内注有电解液，所述盖板组件上的端子通过所述极芯与所述电解液连接。