CN210837921U

CN210837921U - 一种电池盖板及电池

Info

Publication number: CN210837921U
Application number: CN201922024842.1U
Authority: CN
Inventors: 李亚玲
Original assignee: Luoyang Chaote Power Technology Co ltd
Current assignee: Luoyang Chaote Power Technology Co ltd
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2029-11-21

Abstract

本实用新型涉及一种电池盖板及电池。本实用新型的电池盖板包括：基板；及正极极柱和负极极柱，两者中的至少一个为铜极柱；铜极柱的用于与外接导体相接的表面覆有石墨烯。本实用新型的电池盖板通过在铜极柱的表面包覆石墨烯，从而将铜极柱的用于与外接导体相接的表面与空气隔离，避免了长时间使用后铜极柱表面被氧化而导致接触电阻较大的问题，另外，石墨烯的导电性能较好，覆在铜极柱上，在铜极柱与外接导体相接时，提升过电流能力，这样使得使用了该电池盖板的电池放电电压得到保证，在进行大电流充放电时，极柱处发热降低，延长了使用寿命。

Description

一种电池盖板及电池

技术领域

本实用新型涉及一种电池盖板及电池。

背景技术

功率型锂离子电池越来越多的应用于特种功能电源设备中，因而电池的可靠性至关重要。电池盖板作为电池的重要组成部分，决定了电池连接后的过电流能力，影响着电池性能的发挥与电池的安全。功率型电池在使用过程中，由于铜极柱易氧化生锈、极柱连接处接触面积小等因素造成极柱连接处电阻值较大，进而会造成电池放电时电压下降，且当进行大电流充放电时，极柱连接处发热严重，影响电池寿命，严重时可能引起安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池盖板，用以解决现有的电池盖板上的铜极柱容易氧化生锈而导致接触电阻较大，发热严重，使用寿命短的问题；同时，本实用新型还提供了一种使用上述电池盖板的电池，用以解决现有的电池在极柱位置发热严重，使用寿命短的问题。

本实用新型的电池盖板包括：

基板；及

正极极柱和负极极柱，两者中的至少一个为铜极柱；

铜极柱的用于与外接导体相接的表面覆有石墨烯。

本实用新型的电池盖板通过在铜极柱的表面包覆石墨烯，从而将铜极柱的用于与外接导体相接的表面与空气隔离，避免了长时间使用后铜极柱表面被氧化而导致接触电阻较大的问题，另外，石墨烯的导电性能较好，覆在铜极柱上，在铜极柱与外接导体相接时，提升过电流能力，这样使得使用了该电池盖板的电池放电电压得到保证，在进行大电流充放电时，极柱处发热降低，延长了使用寿命。

进一步地，石墨烯的层数不大于10。石墨烯的层数在该数量范围内时，既能够保证了在电池与外接导体相连时，不会因为极柱与外接导体之间的摩擦而将石墨烯层蹭掉，也不至于包覆的石墨烯层数过多而成本较高。

更进一步地，根据不同类型的电池盖板的使用需求，石墨烯的层数优选地在3-7之间。

具体地，所述铜极柱的外端面和外周面均包覆有石墨烯，这样保证电池盖板在连接不同结构的外接导体时，均能保证与外接导体相接的外表面包覆有石墨烯，使得使用该电池盖板的电池与外接导体的可选连接方式更多。

针对于外端面上设有轴向延伸的连接螺孔的铜极柱，由于连接螺孔的内孔壁不直接与外接导体接触，铜极柱外端面上的石墨烯覆在环绕连接螺孔的环面上，这就避免了在连接螺孔内包覆石墨烯层，降低制造成本。

此外，铜极柱的横截面为长圆形而在外端面呈现出跑道形环面，跑道形环面的面积为120 mm²-200mm²，这样增大了铜极柱上端面的面积，进一步提升了其与外接导体相接时的通流能力。

本实用新型的电池包括：

电池壳体；

电芯，安装在电池壳体中；

电池壳体上露出有正极极柱和负极极柱，且两者中的至少一个为铜极柱；

铜极柱的用于与外接导体相接的表面覆有石墨烯。

本实用新型的电池通过在铜极柱的表面包覆石墨烯，从而将铜极柱的用于与外接导体相接的表面与空气隔离，避免了长时间使用后铜极柱表面被氧化而导致接触电阻较大的问题，另外，石墨烯的导电性能较好，覆在铜极柱上，在铜极柱与外接导体相接时，提升过电流能力，这样使得电池放电电压得到保证，在进行大电流充放电时，极柱处发热降低，延长了使用寿命。

更进一步地，根据不同类型的电池的使用需求，石墨烯的层数优选地在3-7之间。

具体地，所述铜极柱的外端面和外周面均包覆有石墨烯，这样保证电池在连接不同结构的外接导体时，均能保证与外接导体相接的外表面包覆有石墨烯，使得电池与外接导体的可选连接方式更多。

附图说明

图1为本实用新型的电池的实施例一的结构示意图；

图2为图1中电池盖板的结构示意图；

图3为显示图1所示的电池盖板的正极极柱位置的结构示意图；

图4为本实用新型的电池的实施例一中正极极柱的结构示意图；

图5为本实用新型的电池盖板的铜极柱上覆盖的石墨烯的透射电子显微镜图。

图中：1-基板；10-电池壳体；11-电芯；12-正极极耳；13-负极极耳；2-正极极柱；20-正极极柱密封组件；21-内部片体；3-负极极柱；30-负极极柱密封组件；4-连接螺孔；6-安全阀；7-注液孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

本实用新型的电池的具体实施例1：

本实施例的电池，如图1所示，包括方形电池壳体10，电池壳体10的内腔中安装有电芯11，电池壳体10的开口处密封安装有电池盖板，电池盖板上密封安装有正、负极极柱，且电芯的正极极耳12和负极极耳13分别对应与正极极柱2和负极极柱3对应连接。

其中，电池盖板的结构如图2所示，包括基板1，基板1在靠近两端位置分别开设有极柱安装孔，在两极柱安装孔之间的位置设置有安全阀6和注液孔7。正极极柱2通过正极极柱密封组件20固定安装在极柱安装孔中，负极极柱3通过负极极柱密封组件30固定安装在极柱安装孔中。正、负极极柱的结构相同，以图2、3中所示方位为准，以正极极柱2为例，正极极柱2包括柱体段和一体成型于柱体段一端的内部片体21，在电池盖板安装于电池壳体上时，内部片体21处于电池壳体内侧，柱体段的另一端在靠近端面的边缘位置设有环形台阶结构。

如图4所示，柱体段的截面为长圆形，其外周轮廓类似于跑道形，内部片体21的外形与柱体段的外形相同。柱体段上在其上端面上还开设有轴向延伸的连接螺孔4，连接螺孔4用于在电池连接外部导体（诸如导流排时）旋装用于将外部导体压紧在极柱上的连接螺钉。本实施例中，柱体段的上端面形如跑道形，且极柱的柱体段上端面面积在120mm²-200mm²之间，端面面积较大，在与外部导体贴合连接时，外接导体与极柱接触面积增大，连接处内阻减小，增强了电池在使用过程中的过电流能力。

另外，本实用新型的电池的主要改进之处，电池的正极极柱为铝极柱，负极极柱为铜极柱，铜极柱的上端面环绕连接螺孔的环面上，即孔沿上，覆有石墨烯层，石墨烯层的层数为5层，铜极柱的外周面上自上向下同样覆有5层石墨烯。采用石墨烯层将铜极柱的上端面及外周面覆盖而与空气隔离，避免了铜极柱在使用过程中逐渐氧化而导致电池在极柱处的电阻增大，同时，石墨烯作为优质的导电材料，进一步提高了电池极柱处的过流能力，大大降低了在大电流充放电时，极柱位置的发热，保证了电池在放电时的输出电压。

本实施例中，在铜极柱的上端面和外周面均覆有石墨烯层，在采用连接螺钉连接诸如开设有螺钉穿孔的导电排的外接导体时，外接导体与铜极柱的上端面贴合，这样包覆在铜极柱上端面的石墨烯层与外接导体接触，提升极柱与外接导体之间的过流能力，降低此处的温升。在铜极柱连接开设有极柱穿孔的外接导体时，外接导体套在铜极柱外周，此时，铜极柱外周面的石墨烯层与外接导体接触，提升极柱与外接导体之间的过流能力，降低此处的温升。

需要说明的是，在铜极柱的外表面包覆石墨烯层的方法可采用化学气相沉积法，制备石墨烯所用碳源为乙烯气体，在氢气氛围中通过900℃~1100℃高温将石墨烯沉积在负极极柱表面，石墨烯透射电子显微镜图片可见图5。其中，乙烯气体也可替换为甲烷、乙醇、异丙醇中的一种或多种作为制备石墨烯的碳源。或者，也可通过PMMA湿法转移的方法将成品石墨烯直接覆盖在铜极柱的表面。由于这些方法均为现有技术，此处不再详细描述。

本实用新型的电池的铜极柱表面覆有石墨烯层，不仅实现铜极柱与外部空气的隔离，避免因极柱本身的氧化而造成的接触电阻较大，而且石墨烯作为导电性能优良的导电材料，用于直接与电池的外接导体相接触，接触电阻大大降低。这样，电池在使用时，不仅能够保证对外放电的电压，还不会在极柱位置处出现大量发热的问题，安全性大大提高，使用寿命大大延长。

当然，本实用新型的电池并不仅限于上述实施方式，例如本实用新型的电池并不仅限于包含独立的电池盖板的电池，对于那些电池壳体和电池盖板一体设置的电池，也同样可在铜极柱上包覆石墨烯层。

在铜极柱上包覆的石墨烯层的层数也并不仅限于5层，在其他实施方式中，根据使用需要，可选择3层、7层等，考虑到成本等因素，优选在10层以内。

在电池的正负极柱均为铜极柱时，正负极极柱上均可包覆石墨烯层，或者，在电池的正极极柱为铜极柱，负极极柱为铝极柱时，在电池的正极极柱上包覆石墨烯层。

或者，在其他实施方式中，电池极柱的上端面可以不开设连接螺孔，极柱通过焊接与外接导体连接；或者，在其他实施方式中，电池极柱的柱体段截面形状也可以为正多边形（如正方形或正六边形等），或圆形。

再或者，根据电池的极柱与外接导体的连接方式，在极柱仅通过上端面与外接导体接触时，也可仅在铜极柱的端面包覆石墨烯层，或在铜极柱仅通过外周面与外接导体接触时，仅在铜极柱的外周面包覆石墨烯层。

本实用新型的电池盖板的实施例：其具体结构与上述的电池实施例中的电池盖板的结构相同，此处不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种电池盖板，包括：

基板；及

正极极柱和负极极柱，两者中的至少一个为铜极柱；

其特征是，

铜极柱的用于与外接导体相接的表面覆有石墨烯。

2.根据权利要求1所述的电池盖板，其特征是，石墨烯的层数不大于10。

3.根据权利要求2所述的电池盖板，其特征是，石墨烯的层数在3-7之间。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的电池盖板，其特征是，所述铜极柱的外端面和外周面均包覆有石墨烯。

5.根据权利要求4所述的电池盖板，其特征是，所述铜极柱的外端面上设有轴向延伸的连接螺孔，铜极柱外端面上的石墨烯覆在环绕连接螺孔的环面上。

6.根据权利要求5所述的电池盖板，其特征是，铜极柱的横截面为长圆形而在外端面呈现出跑道形环面，跑道形环面的面积为120 mm²-200mm²。

7.一种电池，包括：

电池壳体；

电芯，安装在电池壳体中；

铜极柱的用于与外接导体相接的表面覆有石墨烯。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征是，石墨烯的层数不大于10。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征是，石墨烯的层数在3-7之间。

10.根据权利要求7-9任意一项所述的电池，其特征是，所述铜极柱的外端面和外周面均包覆有石墨烯。