CN210897353U - 电池盖板组件以及电池电芯 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池盖板组件以及电池电芯。所述电池盖板组件包括：盖板，所述盖板上设有导向板；绝缘膜，所述绝缘膜上设有供所述导向板穿过的过孔；支架，所述支架上集成有连接片，所述支架上设有与所述导向板配合的导槽；所述绝缘膜组装在所述盖板与支架之间；压板，所述压板置于所述支架上，且所述压板压制卷芯上的极耳并将所述极耳固定在所述支架的连接片上。本申请通过压板和集成有连接片的支架的应用，可以在超声焊接时固定极耳，起到提升电芯空间利用率，提高超声焊工序良品率，减少组装工段工序，降低制程成本的作用。

Description

电池盖板组件以及电池电芯

技术领域

本申请涉及锂离子电池设备领域，特别涉及一种电池盖板组件以及应用该电池盖板组件的电池电芯。

背景技术

近年来随着国家政策的引导与扶持，新能源汽车行业不断的发展壮大，市场普及率也在不断的提高，但是围绕着续航里程及成本方面的问题也越来越突出，如何提高电芯的能量密度以及降低电芯的制成成本也成为了电池制造企业不得不思考的一个问题。

在现有的方形锂离子动力电池设计中，对提升能量密度的设计方面，在高度方向上盖板下方的塑胶及支架占用的空间对电芯能量密度的影响很大，如何优化此部分的空间利用率对提升电芯的能量密度起着关键作用。另外，在现有的动力电池制程中，超声焊接工序的良品率对电芯的成本同样也有很大的影响，在现有的制成过程中，极耳超声焊接过程中焊接撕裂是影响超声焊接良品率的主要因素之一。

实用新型内容

本申请要解决的是现有的电池盖板下方的塑胶及支架占用了壳体内部空间影响电池整体的能量密度以及极耳在超声焊接过程中的焊接撕裂的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请公开了一种电池盖板组件，包括：盖板，所述盖板上设有导向板；绝缘膜，所述绝缘膜上设有供所述导向板穿过的过孔；支架，所述支架上集成有连接片，所述支架上设有与所述导向板配合的导槽；所述绝缘膜组装在所述盖板与支架之间；压板，所述压板置于所述支架上，且所述压板压制卷芯上的极耳并将所述极耳固定在所述支架的连接片上。

可选的，所述压板上设有卡扣，所述支架上设有与所述压板配合的凹槽，所述凹槽中设有与所述卡扣配合的卡槽。

可选的，所述绝缘膜包括两片膜体和连接在两片膜体之间的连接膜，所述连接膜与所述盖板和支架相配合。

可选的，所述盖板上还设有极柱，所述支架上的连接片与所述极柱连接。

可选的，所述盖板的与所述绝缘膜配合的面上集成有盖板塑胶，所述导向板设于所述盖板塑胶上。

可选的，所述极柱凸出于所述盖板塑胶，所述绝缘膜上还设有与所述极柱配合的极柱避空孔。

可选的，所述支架上还设有若干镂空孔。

可选的，所述支架为集成式支架或分体式支架；

可选的，所述分体式支架的数量与卷芯上的极耳的数量相适应。

本申请还公开了一种电池电芯，包括卷芯和上述的电池盖板组件。

与现有技术相比，本申请技术方案至少具有如下有益效果：

通过压板和集成有连接片的支架的应用，可以在超声焊接时固定极耳，起到提升电芯空间利用率，提高超声焊工序良品率，减少组装工段工序，降低制程成本的作用。

通过压板与支架与的配合完成极耳在超声焊接之前的整形及固定，确保超声焊接质量，并且避免了电芯在后续转运过程中对极耳的拉扯而导致极耳破裂。

通过压板与支架的配合完成极耳在超声焊接之前的整形及固定可以省去超声焊工序的极耳整形固定机构，降低了设备的复杂程度、设备成本以及后期维护成本。

通过将连接片集成在支架的设计方案，可以省去传统方案中连接片激光焊接后的支架扣合工序，省去相关设备及工装治具，降低设备成本及后期维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的电池电芯的分解结构示意图；

图2为本申请实施例的电池盖板组件中支架的两相对面的结构示意图；

图3为本申请实施例的电池盖板组件中压板的两相对面的结构示意图；

图4为本申请实施例的电池盖板组件中盖板的结构示意图；

图5为本申请实施例的电池盖板组件中绝缘膜的结构示意图；

图6为本申请实施例的利用压板将卷芯与支架进行组装的结构示意图；

图7为本申请实施例的电池电芯的组装过程中超声焊接位置的结构示意图；

图8A为超声焊接效果对比的结构示意图；

图8B为超声焊接位置的实例结构示意图；

图9为本申请实施例的组装后卷芯和支架与绝缘膜、盖板进行组装的结构示意图；

图10为本申请实施例的电池电芯的组装过程中激光焊接位置的结构示意图；

图11为合芯包膜后的电池电芯的结构示意图；

图12为本申请另一实施例的电池电芯的分解结构示意图。

以下对附图作补充说明：

1-支架；2-压板；3-盖板；4-绝缘膜；5-卷芯；

1a、1b-两相对面；11-连接片；12-导槽；13-卡槽；14-凹槽；15-镂空孔；

21-卡扣；2a、2b-两相对面；

31-极柱；32-盖板塑胶；33-导向板；34-端子；

41-极柱避空孔；42-过孔；43-膜体；44-连接膜；

51-极耳；53、54-极耳边缘；

16-激光焊接区；52-超声焊接区；

6-电芯；7-分体式支架；8-绝缘膜；9-盖板。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。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的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本申请提供的一种锂离子动力电池盖板组件及其电池电芯，通过对盖板支架的集成化设计，可以提高电芯内部高度方向上的空间利用效果，同时通过集成化的支架设计，可以有效的对卷芯极耳进行束缚，提高超声焊接的良品率。

请参考图1，本申请实施例的电池电芯包括电池盖板组件和卷芯5，所述卷芯5上设有极耳51；所述电池盖板组件包括：支架1、压板2、盖板3和绝缘膜 4。其中，所述盖板3上设有导向板33；所述绝缘膜4上设有供所述导向板33 穿过的过孔42；所述支架1上集成有连接片11，所述支架1上设有与所述导向板33配合的导槽(图中未标示)；所述绝缘膜4组装在所述盖板3与支架1之间；所述压板2置于所述支架1上，且所述压板2压制卷芯5上的极耳51并将所述极耳51固定在所述支架1的连接片11上。

具体地，请参考图2，本实施例的支架1上集成有连接片11，将连接片11 与支架主体进行集成，使得连接片11与支架组成一个整体，从而使得结构更加紧凑，提高电芯高度方向上的空间利用率。支架1具有两相对面1a和1b，其中面1a为与绝缘膜4配合的面，面1b为与卷芯5的极耳51及压板2配合的面。在支架1的与绝缘膜4配合的面1a上还设有与盖板3上的导向板33配合的导槽12，导槽12的数量、位置和尺寸与盖板3上的导向板33相适应，如本实施例在支架1的两相对宽边缘分别设置两个导槽12。在支架1与盖板3安装过程中，导向板33嵌入导槽12后对支架1起到定位作用，并且保证了支架1与盖板3的安装配合精度。

进一步，本实施例的支架1的与压板2配合的面1b上还设有与压板2配合的凹槽14，且凹槽14中设有卡槽13。请结合参考图3，本实施例的压板2具有两相对面2a和2b，在压板2的与支架1配合的面2a上设有卡扣21。凹槽14 的数量、位置和尺寸与压板2及极耳51相适应，与卡扣21相配合的卡槽13在凹槽14中的数量、位置和尺寸与卡扣21相适应，如本实施例的压板2为4个，压板2上设有2个卡扣21，两个卡扣21之间的距离应当大于或等于极耳51的宽度。凹槽14设在支架1的两相对长边缘，以使得卷芯5上的极耳51被压板2 压制后能够保持边缘平整。在利用压板2将卷芯5上的极耳51压制固定在支架 1的连接片11上后卡槽13可以与压板2上的卡扣21相配合用来固定压板2，确保压板2与支架1的紧密连接以及对极耳51的有效束缚和固定，提高电芯的良品率；并且压板2也会镶嵌在凹槽14中，凹槽14可以容纳压板2主体，确保压板2不凸出支架1表面，由此提高整体设计的紧凑度，避免对空间的占用。

需要说明的是，压板与支架的配合方式可以不限于凹槽、卡槽与卡扣的结构，只要能够实现压板束缚极耳并与支架固定连接即可。

可选的，本实施例的支架1上还设有若干镂空孔15，镂空孔15的数量和位置可以根据实际需求设置，如可以均匀布置在支架1的中间区域。镂空孔15可以降低集成式支架1的重量同时也可以避免电解液残留在支架1中。

请继续参考图4，本实施例的盖板3的与绝缘膜4配合的面上集成有盖板塑胶32，所述导向板33设于所述盖板塑胶32上，盖板塑胶32的作用是起到对盖板3的绝缘防护作用，确保电芯的安全性。通过对支架1的集成设计，可以有效的优化壳体内部空间的利用率，例如，将现有盖板下部塑胶占用空间从 3.5mm-4mm的厚度降低到2.5-3mm的厚度，有效地提高电芯的能量密度。

盖板3上还设有极柱31，所述极柱31凸出于所述盖板塑胶32。所述支架1 与盖板3组装后，支架1上的连接片11与盖板3上的极柱连接。另外，盖板3 上还设有端子34，端子34凸出于盖板3的与盖板塑胶32相对的另一面，端子 34与极柱31在盖板3内部实现连接。极柱31在装配后会与支架1上的连接片 11相连接，极耳51、连接片11、极柱31和端子34用以导通卷芯5与外部电路。在支架1与盖板3装配到位后，通过激光焊接将极柱31与连接片11进行有效连接，即保证了有效的电气连接，同时也可以完成支架1与盖板3的有效固定，避免了传统工序后续进行支架扣合的工序，降低了相应成本。

请继续参考图5，本实施例的绝缘膜4包括两片膜体43和连接在两片膜体 43之间的连接膜44，所述连接膜44与所述盖板3和支架1相配合。具体地，膜体43的形状和尺寸与组装的卷芯5主体相适应，以在后续合芯包膜工序中对卷芯5实现有效的包覆；连接膜44安装在盖板3和支架1之间，连接膜44的形状和尺寸与盖板3和支架1相适应。

过孔42设置在连接膜43上，过孔42的数量、位置和尺寸与盖板3上的导向板33相适应。盖板3上的导向板33、绝缘膜4的连接膜43上的过孔42和支架1上的导槽12相配合，在装配过程中起到定位的作用，确保支架1、绝缘膜 4和盖板3在组装过程中的安装精度。

进一步，对应于盖板3上的极柱31，所述绝缘膜4上还设有与所述极柱31 配合的极柱避空孔41，极柱避空孔41设于连接膜44上，避免影响到极柱31与连接片11的有效连接。在盖板3与绝缘膜4贴合时，盖板塑胶32上凸出的极柱31可以穿过极柱避空孔41以与支架1上集成的连接片11连接，极柱避空孔 41可以为连接片11与极柱31的焊接留出相应空间，确保焊接的有效。

基于上述的电池电芯及电池盖板组件的结构，本申请实施例的电池电芯的组装方法至少可以包括：卷芯5与支架1的组装，如图6和图7所示；绝缘膜4 与支架1、盖板3的组装，如图9所示。

具体地，请参考图6，提供卷芯5和支架1，所述卷芯5上设有极耳51，所述支架1上集成有连接片(在图中被极耳51遮挡)；将所述卷芯5上的极耳51 置于所述支架1的连接片上；利用压板2压制所述极耳51，以对所述极耳51进行整形并将所述极耳51固定在所述连接片上。

按照如图6中(a)所示将卷芯5与支架1进行组装，然后将压板2按图示的箭头方向压制极耳51并压入支架1的凹槽14中(请结合参考图2)。本实施例中，利用压板2压制极耳51时，使所述压板2嵌入所述支架1上的凹槽14，并使所述压板2上的卡扣扣入所述凹槽14中的卡槽13内。藉由压板2的压制，卷芯5上的极耳51厚度从(a)所示的状态变为(b)所示的状态，压板2、极耳51 和支架1上的连接片紧密贴合，安装好后的压板2会将卷芯5的极耳51束缚好并固定在支架1的连接片上。

请继续参考图7，对所述极耳51和所述连接片11进行超声焊接，具体的焊接位置可以为如图7所示的超声焊接区52。在卷芯5与支架1和压板2安装到位后，会在图示的超声焊接区52进行极耳51与连接片11的超声焊接。

采用本申请实施例提供的支架1和压板2固定的方式进行极耳51与连接片 11的超声焊接，其产生的有益效果如图8A所示，如图8A中(ii)所示，由于压板 2的存在可以在焊接前以及焊接后束缚住极耳51，使得焊印极耳边缘54可以保持平整；不会像图8A中(i)所示的传统方案中，超声焊接后焊印极耳边缘53会成翘起的状态，在卷芯5的运输和后期制程过程中容易在此处发生撕裂，造成卷芯5报废。同时通过本申请提供的支架1与压板2相配合，可以在超声焊接时不增加额外的极耳整形工装，降低设备结构的复杂程度和设备的维护投入。

需要说明的是，本申请实施例所提供的极耳51与连接片11在超声焊时的相对位置并不限于图8A所示的位置，还可以如图8B所示，在箭头所示方向上的任意位置均可，连接片11与极耳51的焊接相对位置是可以根据具体设计方案进行调节的。

请继续参考图9，提供盖板3和绝缘膜4，所述盖板3上设有导向板33，所述绝缘膜4上设有供所述导向板33穿过的过孔，所述支架1上设有与所述导向板33配合的导槽12；通过所述导向板33、过孔和导槽12将所述绝缘膜4组装在所述盖板3与支架1之间。

具体实施时，完成超声焊接工序后按照如图9中的(a)所示，先将绝缘膜4 与盖板3进行组装，组装过程中通过绝缘膜4上的过孔42与盖板3上的导向板 33相配合(请结合参考图4和图5)，保证装配精度；然后将超声焊接好的卷芯 5与支架1按照图9的(a)中箭头所示的安装方向进行安装，藉由导向板33与导槽12的配合保证装配精度。支架1、压板2、盖板3、绝缘膜4和卷芯5装配完成后的状态如图9的(b)所示。

进一步，请结合参考图4和图5，所述盖板3上还设有极柱31，所述极柱 31凸出于所述盖板塑胶32上，所述绝缘膜4上还设有与所述极柱31配合的极柱避空孔41。请继续结合参考图9和图10，本申请实施例的电池电芯的组装方法还包括在组装盖板3和绝缘膜4时，使所述极柱31穿过所述极柱避空孔41；接着对所述极柱31和所述盖板3上的连接片11进行激光焊接。在支架1、绝缘膜4和盖板3安装紧密后，凸出的极柱31与支架1上的连接片11接触，在如图10所示的激光焊接区16进行激光焊接，完成连接片11与极柱31的焊接后也同时保证了支架1与盖板3在装配后支架1完全固定在盖板3上，避免了传统方案中后续增加支架扣合的相应工序，减少了后续制程工序，也降低了相关组装设备的复杂程度。

激光焊接完成后的卷芯经过后续合芯包膜工序后，会制成如图11所示的入壳前电芯6的状态，端子34外露于盖板3上，绝缘膜4对卷芯实现有效包覆，内部的盖板塑胶和支架对卷芯的端面实现有效支撑。

需要说明的是，上述实施例所述的支架为一个，也称为集成式支架，其可以将两个连接片集成在同一支架上。在其它实施例中，支架也可以是分体式的，将连接片分别集成在不同的支架上，分体式支架的数量与卷芯上的极耳的数量相适应。分体式支架在设计上，可以将原有整体的集成式支架进行分割，优化为如图12所示的分体式支架7的结构，本领域技术人员可以理解，对应配合支架7的应用，适应性地改进绝缘膜8以及盖板9的结构细节设计。

本申请实施例在超声焊工序及后续周转过程中，所述支架会与卷芯组成一个整体，确保其在后续制程中对极耳一直保持有效的束缚及固定，提高整体的制成良品率。通过支架1与卷芯的一同周转，可以省去超声焊过程中极耳整形机构，降低相关费用的支出；并且可以省去传统工序中连接片激光焊接后的安装支架的工序，降低工序复杂程度，提高制程良品率的同时降低相关成本。

综上所述，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本公开提出，并且在本公开的示例性实施例的精神和范围内。

此外，本申请中的某些术语已被用于描述本公开的实施例。例如，“一个实施例”，“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性可以包括在本公开的至少一个实施例中。因此，可以强调并且应当理解，在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征，结构或特性可以在本公开的一个或多个实施例中适当地组合。

应当理解，在本公开的实施例的前述描述中，为了帮助理解一个特征，出于简化本公开的目的，本申请有时将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。或者，本申请又是将各种特征分散在多个本申请的实施例中。然而，这并不是说这些特征的组合是必须的，本领域技术人员在阅读本申请的时候完全有可能将其中一部分特征提取出来作为单独的实施例来理解。也就是说，本申请中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。

在一些实施方案中，表达用于描述和要求保护本申请的某些实施方案的数量或性质的数字应理解为在某些情况下通过术语“约”，“近似”或“基本上”修饰。例如，除非另有说明，否则“约”，“近似”或“基本上”可表示其描述的值的±20％变化。因此，在一些实施方案中，书面描述和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值，其可以根据特定实施方案试图获得的所需性质而变化。在一些实施方案中，数值参数应根据报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。尽管阐述本申请的一些实施方案列出了广泛范围的数值范围和参数是近似值，但具体实施例中都列出了尽可能精确的数值。

本文引用的每个专利，专利申请，专利申请的出版物和其他材料，例如文章，书籍，说明书，出版物，文件，物品等，可以通过引用结合于此。用于所有目的的全部内容，除了与其相关的任何起诉文件历史，可能与本文件不一致或相冲突的任何相同的，或者任何可能对权利要求的最宽范围具有限制性影响的任何相同的起诉文件历史。现在或以后与本文件相关联。举例来说，如果在与任何所包含的材料相关联的术语的描述、定义和/或使用与本文档相关的术语、描述、定义和/或之间存在任何不一致或冲突时，使用本文件中的术语为准。

最后，应理解，本文公开的申请的实施方案是对本申请的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本申请的范围内。因此，本申请披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本申请中的实施例采取替代配置来实现本申请中的申请。因此，本申请的实施例不限于申请中被精确地描述过的哪些实施例。

Claims (10)

1.一种电池盖板组件，其特征在于，包括：

盖板，所述盖板上设有导向板；

绝缘膜，所述绝缘膜上设有供所述导向板穿过的过孔；

支架，所述支架上集成有连接片，所述支架上设有与所述导向板配合的导槽；所述绝缘膜组装在所述盖板与支架之间；

压板，所述压板置于所述支架上，且所述压板压制卷芯上的极耳并将所述极耳固定在所述支架的连接片上。

2.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述压板上设有卡扣，所述支架上设有与所述压板配合的凹槽，所述凹槽中设有与所述卡扣配合的卡槽。

3.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述绝缘膜包括两片膜体和连接在两片膜体之间的连接膜，所述连接膜与所述盖板和支架相配合。

4.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述盖板上还设有极柱，所述支架上的连接片与所述极柱连接。

5.根据权利要求4所述的电池盖板组件，其特征在于，所述盖板的与所述绝缘膜配合的面上集成有盖板塑胶，所述导向板设于所述盖板塑胶上。

6.根据权利要求5所述的电池盖板组件，其特征在于，所述极柱凸出于所述盖板塑胶，所述绝缘膜上还设有与所述极柱配合的极柱避空孔。

7.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述支架上还设有若干镂空孔。

8.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述支架为集成式支架或分体式支架。

9.根据权利要求8所述的电池盖板组件，其特征在于，所述分体式支架的数量与卷芯上的极耳的数量相适应。

10.一种电池电芯，其特征在于，包括卷芯和权利要求1至9任一项所述的电池盖板组件。

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