CN211670219U - 一种电池顶盖结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池顶盖结构，包括顶盖片(1)及设置在所述顶盖片(1)的第一电极(2)，所述第一电极(2)和所述顶盖片(1)之间套设有密封套(4)，所述第一电极(2)包括导电件(21)和焊接件(22)，所述焊接件(22)的顶部穿过所述顶盖片(1)固定于所述导电件(21)，所述焊接件(22)的底部通过下塑胶(5)固定于所述顶盖片(1)的底面。本实用新型省去了注塑件，降低材料形变风险，同时，确保顶盖与电极之间的密封性能，有助于提高电芯安全性能。
Description
技术领域
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池顶盖结构。
背景技术
如今，随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以锂电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车等等，这为锂电池的应用与发展提供了广阔的空间。其中，电动工具和电动汽车等所使用的锂电池一般称之为动力电池。顶盖极柱结构，一直被广泛使用于动力电池顶盖设置中，通常情况下，顶盖片设计有第一极柱通孔和第二极柱通孔，通过注塑件紧固于极柱、密封套于顶盖片上，实现电连接功能，
发明人发现现有方案至少还存在以下缺陷：顶盖极柱装配工序复杂，且注塑件失效风险大，会产生二次结晶和应力，导致注塑件形变，造成极柱漏气，从而降低电芯安全性能，甚至报废。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种电池顶盖结构，省去了注塑件，降低材料形变风险，同时，确保顶盖与电极之间的密封性能，有助于提高电芯安全性能。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种电池顶盖结构，包括顶盖片及设置在所述顶盖片的第一电极，所述第一电极和所述顶盖片之间套设有密封套，所述第一电极包括导电件和焊接件，所述焊接件的顶部穿过所述顶盖片固定于所述导电件，所述焊接件的底部通过下塑胶固定于所述顶盖片的底面。
作为本实用新型所述的一种电池顶盖结构的一种改进，所述导电件包括板本体及安装于所述板本体底部的凸座，所述焊接件包括环体及设置于所述环体的凸柱，所述凸柱的顶部设置有与所述凸座配合的焊接孔。
作为本实用新型所述的一种电池顶盖结构的一种改进，所述密封套包括套本体及设置于所述套本体底部的凸部，所述凸部设置有贯穿孔，所述贯穿孔的顶部形成有用于容置所述板本体的第一凹部，所述凸柱穿过所述贯穿孔插设于所述凸部。
作为本实用新型所述的一种电池顶盖结构的一种改进，所述环体的边缘向上延伸形成凸沿，所述下塑胶的底面设置有与所述凸沿配合的凹槽。
作为本实用新型所述的一种电池顶盖结构的一种改进，所述凸座与所述板本体对应的一侧形成有外沿，所述外沿的外径等于所述板本体的外径。
作为本实用新型所述的一种电池顶盖结构的一种改进，所述密封套由氟塑胶注塑成型或氟橡胶模切成型，所述板本体和所述凸座采用铝或铜铝复合材料制成，所述凸座和所述焊接件均采用铜材料制成。
作为本实用新型所述的一种电池顶盖结构的一种改进，所述顶盖片形成有第二电极。
作为本实用新型所述的一种电池顶盖结构的一种改进，所述顶盖片设置有安装孔，所述安装孔的顶部形成有用于容置所述密封套的第二凹部，所述第二凹部的底面与所述密封套凹凸配合，所述安装孔的底部形成有用于容置所述下塑胶的第三凹部，所述第三凹部的底面与所述下塑胶凹凸配合。
作为本实用新型所述的一种电池顶盖结构的一种改进，所述下塑胶的表面设置有凸体，所述顶盖片设置有与所述凸体配合的凹体。
作为本实用新型所述的一种电池顶盖结构的一种改进，所述顶盖片上还设置有防爆阀透气孔和注液孔中的至少一种，所述顶盖片和所述下塑胶之间安装有防爆阀，所述防爆阀透气孔顶部安装有保护膜。
本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括顶盖片及设置在所述顶盖片的第一电极，所述第一电极和所述顶盖片之间套设有密封套，所述第一电极包括导电件和焊接件，所述焊接件的顶部穿过所述顶盖片固定于所述导电件，所述焊接件的底部通过下塑胶固定于所述顶盖片的底面。由于现有顶盖片设计有第一极柱和第二极柱通孔，通过注塑件紧固于极柱、密封套于顶盖片上，实现电连接功能，顶盖极柱装配工序复杂，且注塑件失效风险大，会产生二次结晶和应力，导致注塑件形变，造成极柱漏气，从而降低电芯安全性能，甚至报废，因此，将第一电极分成导电件和焊接件，便于将密封套套在第一电极上，并第一电极紧固在顶盖片，不仅起到顶盖片和第一电极之间的绝缘作用，还能确保顶盖片和第一电极之间的密闭性，同时，省去了采用注塑工艺形成紧固极柱的注塑件，降低发生材料形变的概率；焊接件的顶部穿过顶盖片固定于导电件，能够提高焊接件和导电件之间的稳固性，避免导电件从密封套中脱落，有助于提高电池的安全性，同时，焊接件的底部通过下塑胶固定于顶盖片的底面，下塑胶起到绝缘焊接件和顶盖片的底面的作用，焊接件的底部则固定于顶盖片的底面，配合第一电极通过密封套紧固在顶盖片，相当于将第一电极的底部卡在顶盖片的底面，有助于提高第一电极和顶盖片之间的稳固性。本实用新型省去了注塑件，降低材料形变风险，同时，确保顶盖与电极之间的密封性能，有助于提高电芯安全性能。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的分解示意图。
图3为本实用新型中第一电极安装后的剖面示意图。
图4为本实用新型中第一电极安装后的分解示意图。
图5为本实用新型中第二电极安装后的剖面示意图。
图6为本实用新型中密封套的结构示意图。
图7为本实用新型中焊接件的结构示意图。
其中：1-顶盖片；2-第一电极；3-第二电极；4-密封套；5-下塑胶；11-安装孔；13-防爆阀透气孔；14-注液孔；111-第二凹部；112-第三凹部；21-导电件；22-焊接件；211-板本体；212-凸座；221-环体；222-凸柱；2121-外沿；2211-凸沿；2221-焊接孔；41-套本体；42-凸部；421-贯穿孔；4211-第一凹部；51-凹槽；52-凸体；6-防爆阀；7-保护膜。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以下结合附图1～7对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
实施例1
一种电池顶盖结构，包括顶盖片1及设置在顶盖片1的第一电极2，第一电极2和顶盖片1之间套设有密封套4，第一电极2包括导电件21和焊接件22，焊接件22的顶部穿过顶盖片1固定于导电件21，焊接件22的底部通过下塑胶5固定于顶盖片1的底面。由于现有顶盖片设计有第一极柱和第二极柱通孔，通过注塑件紧固于极柱、密封套于顶盖片上，实现电连接功能，顶盖极柱装配工序复杂，且注塑件失效风险大，会产生二次结晶和应力，导致注塑件形变，造成极柱漏气，从而降低电芯安全性能，甚至报废，因此，将第一电极2分成导电件21和焊接件22，便于将密封套4套在第一电极2上，并第一电极2紧固在顶盖片1，不仅起到顶盖片1和第一电极2之间的绝缘作用，还能确保顶盖片1和第一电极2之间的密闭性，同时，省去了采用注塑工艺形成紧固极柱的注塑件，降低发生材料形变的概率；焊接件22的顶部穿过顶盖片1固定于导电件21，能够提高焊接件22和导电件21之间的稳固性，避免导电件21从密封套4中脱落，有助于提高电池的安全性，同时，焊接件22的底部通过下塑胶5固定于顶盖片1的底面，下塑胶5起到绝缘焊接件22和顶盖片1的底面的作用，焊接件22的底部则固定于顶盖片1的底面，配合第一电极2通过密封套4紧固在顶盖片1，相当于将第一电极2的底部卡在顶盖片1的底面，有助于提高第一电极2和顶盖片1之间的稳固性；密封套4由氟塑胶注塑成型或氟橡胶模切成型，制成的装配件，具有良好电绝缘性能、高度的耐热性、耐油性、耐溶剂、耐磨性、耐湿性和耐低温性，有助于延长密封套4的使用寿命，从而提高电芯安全性能，相比包胶注塑工艺的注塑件，不仅便于拆卸和安装，还能够降低制造电池成本。
优选的，导电件21包括板本体211及安装于板本体211底部的凸座212，焊接件22包括环体221及设置于环体221的凸柱222，凸柱222的顶部设置有与凸座212配合的焊接孔2221。凸座212与焊接孔2221配合，便于将焊接件22嵌入到导电件21，不仅降低顶盖整体的厚度，减少侵占电池内部的空间，从而提高电池的能量密度，还便于对导电件21和焊接件22进行焊接，即沿着凸座212和焊接孔2221形成的间隙进行焊接，有助于降低导电件21和焊接件22的焊接成本，同时简化焊接工序，有助于提高装配效率；由于凸柱222为中空结构，向上凸起，且凸柱222的顶部设置与凸座212配合的焊接孔2221，凸柱222内形成用于容纳电芯极耳的空间，相比实心的凸柱222，能够避免焊接后的电芯极耳侵占电池内部的空间，有助于提高电池内部的空间利用率，从而提高电池的能量密度。
优选的，密封套4包括套本体41及设置于套本体41底部的凸部42，凸部42设置有贯穿孔421，贯穿孔421的顶部形成有用于容置板本体211的第一凹部4211，凸柱222穿过贯穿孔421插设于凸部42。在密封套4底部增加凸部42，并在凸部42设置贯穿孔421，能够将凸柱222嵌入到密封套4，即将焊接件22的顶部包围，起到焊接环与顶盖片1之间的绝缘作用，有助于减少密封套4与焊接件22之间的缝隙，从而提高密封套4与第一电极2之间的密闭性能；其中，密封套4上设置贯穿孔，便于对导电件21和焊接件22进行焊接。
优选的，环体221的边缘向上延伸形成凸沿2211，下塑胶5的底面设置有与凸沿2211配合的凹槽51。凸沿2211和凹槽51凹凸配合，起到固定环体221的位置，从而固定焊接件22的位置，即将焊接件22的底部抵接于下塑胶5的底面，实现将第一电极2的底部卡在下塑胶5的底面，有助于提高顶盖片1和第一电极2之间的稳固性。
优选的，顶盖片1形成有第二电极3。第二电极3采用由顶盖片1一体成型或焊接的方式形成，于本实施例中，顶盖片1向上凸起形成凸包结构、凸块结构或其他凸起结构，只需满足顶盖片1对应第二电极3的位置向上凸起即可，但本实用新型不以此为限，第二电极3还可以为平面结构，即与顶盖片1的表面相平，有助于减少顶盖片1的高度，同时，省去了在顶盖片1上预留第二电极3的安装孔，不仅能够提高电池的密封性能、结构稳定性和安全性，而且能够降低制造成本，并省去极柱连接件所占空间，有利于缩小电池体积。
优选的，顶盖片1设置有安装孔11，安装孔11的顶部形成有用于容置密封套4的第二凹部111，第二凹部111的底面与密封套4凹凸配合，安装孔11的底部形成有用于容置下塑胶5的第三凹部112，第三凹部112的底面与下塑胶5凹凸配合。顶盖片1设置第二凹部111，能够将密封套4部分嵌入到顶盖片1上，防止密封套4发生水平方向的位移，有助于提高顶盖片1和密封套4之间的稳固性，还有助于降低顶盖结构整体的厚度，顶盖片1设置第三凹部112，有助于减少顶盖结构侵占电池内部的空间，有利于提高电池的能量密度，同时防止下塑胶5发生水平移动，能够提高顶盖片1和下塑胶5之间的稳固性。
优选的，顶盖片1上还设置有防爆阀透气孔13和注液孔14中的至少一种，顶盖片1和下塑胶5之间安装有防爆阀6，防爆阀透气孔13顶部安装有保护膜7。注液孔14便于将电解液注入到电池内部，防爆阀6能够在电池由于过充、过放、过流及电池内部短路导致电池内压上升时，使电池自动快速泄压，避免电池爆炸导致安全事故的发生，保护膜7能够防止外界杂质进入到防爆阀6内，影响防爆阀6的功能。
本实用新型还公开了一种电池顶盖结构的装配方法，包括：
通过焊接或一体成型的方式，在顶盖片1上形成第二电极3；
将下塑胶5固定于顶盖片1的底面，使得下塑胶5表面的凸体52和顶盖片1的底面的凹体一一对应连接，然后将焊接件22的底部抵接于下塑胶5的底面，使得焊接件22的凸沿2211嵌入下塑胶5底面的凹槽51；
将焊接件22的顶部依次穿过下塑胶5、顶盖片1的安装孔11及密封套4的贯穿孔421焊接于导电件21，确保焊接件22的凸柱222插设于的凸部42，使得第一电极2紧固于顶盖片1；
将电芯的负极耳焊接于第一电极2，然后将电芯的正极耳焊接于第二电极3。
需要说明的是，本实用新型的装配方法中，第二电极3采用由顶盖片1一体成型或焊接的方式形成，可采用向上凸起形成和不凸起形成的方式，无需在顶盖片1上预留第二电极3的安装孔，不仅能够提高电池的密封性能、结构稳定性和安全性，而且能够降低制造成本，并省去极柱连接件所占空间，有利于缩小电池体积；焊接件22的底部通过下塑胶5固定于顶盖片1的底面，下塑胶5起到绝缘焊接件22和顶盖片1的底面的作用，凸沿2211和凹槽51凹凸配合，起到固定环体221的位置，从而固定焊接件22的位置，即将焊接件22的底部抵接于下塑胶5的底面，实现将第一电极2的底部卡在下塑胶5的底面，有助于提高顶盖片1和第一电极2之间的稳固性；将第一电极2分成导电件21和焊接件22，便于将密封套4套在第一电极2上，省去了采用注塑工艺形成紧固极柱的注塑件，降低发生材料形变的概率，能够将凸柱222嵌入到密封套4，即将焊接件22的顶部包围，起到焊接环与顶盖片1之间的绝缘作用，有助于减少密封套4与焊接件22之间的缝隙，从而提高密封套4与第一电极2之间的密闭性能；此外，由于凸柱222为中空结构，向上凸起，且凸柱222的顶部设置与凸座212配合的焊接孔2221，凸柱222内形成用于容纳电芯极耳的空间，相比实心的凸柱222，能够避免焊接后的电芯极耳侵占电池内部的空间，有助于提高电池内部的空间利用率，从而提高电池的能量密度；密封套4由氟塑胶注塑成型或氟橡胶模切成型，制成的装配件，具有良好电绝缘性能、高度的耐热性、耐油性、耐溶剂、耐磨性、耐湿性和耐低温性，有助于延长密封套4的使用寿命。
实施例2
与实施例1不同的是：本实施例的凸座212与板本体211对应的一侧形成有外沿2121，外沿2121的外径等于板本体211的外径，密封套4由氟塑胶注塑成型或氟橡胶模切成型，板本体211和凸座212采用铝或铜铝复合材料制成，凸座212和焊接件22均采用铜材料制成，下塑胶5的表面设置有凸体52，顶盖片1设置有与凸体52配合的凹体。凸座212与板本体211对应的一侧设置外沿2121，有助于提高凸座212和板本体211的接触面积，减少导电件21的电阻，从而减少发热，有助于提高导电件21的过流能力和安全性；密封套4由氟塑胶注塑成型或氟橡胶模切成型，具有良好电绝缘性能、高度的耐热性、耐油性、耐溶剂、耐磨性、耐湿性和耐低温性，有助于延长密封套4的使用寿命；由于铝材料比铜材料的价格更低，当负极集流片为铜箔材料，凸座212和焊接件22均为负极集流片对应的材料，板本体211为铝材料，凸座212为铜材料，能够保证电池的质量不受影响，降低负极的生产成本；凸体52和凹体之间凹凸配合，有助于提高顶盖片1和下塑胶5之间的稳固性，凸体52也可以采用热熔柱，通过加热使热熔柱融化，相当于热熔柱完全融化于凹体，即实现下塑胶5和顶盖片1合为一体，减少铆接工序，简化电池制造工序和降低电池的生产成本，同时降低电池总体的质量，而且不影响电池的基本功能，还使电池内部能够放置更大的电芯，使得顶盖结构更加紧凑，提高电池空间利用率。
其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种电池顶盖结构，其特征在于：包括顶盖片(1)及设置在所述顶盖片(1)的第一电极(2)，所述第一电极(2)和所述顶盖片(1)之间套设有密封套(4)，所述第一电极(2)包括导电件(21)和焊接件(22)，所述焊接件(22)的顶部穿过所述顶盖片(1)固定于所述导电件(21)，所述焊接件(22)的底部通过下塑胶(5)固定于所述顶盖片(1)的底面。
2.如权利要求1所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述导电件(21)包括板本体(211)及安装于所述板本体(211)底部的凸座(212)，所述焊接件(22)包括环体(221)及设置于所述环体(221)的凸柱(222)，所述凸柱(222)的顶部设置有与所述凸座(212)配合的焊接孔(2221)。
3.如权利要求2所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述密封套(4)包括套本体(41)及设置于所述套本体(41)底部的凸部(42)，所述凸部(42)设置有贯穿孔(421)，所述贯穿孔(421)的顶部形成有用于容置所述板本体(211)的第一凹部(4211)，所述凸柱(222)穿过所述贯穿孔(421)插设于所述凸部(42)。
4.如权利要求2所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述环体(221)的边缘向上延伸形成凸沿(2211)，所述下塑胶(5)的底面设置有与所述凸沿(2211)配合的凹槽(51)。
5.如权利要求2所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述凸座(212)与所述板本体(211)对应的一侧形成有外沿(2121)，所述外沿(2121)的外径等于所述板本体(211)的外径。
6.如权利要求2所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述密封套(4)由氟塑胶注塑成型或氟橡胶模切成型，所述板本体(211)和所述凸座(212)采用铝或铜铝复合材料制成，所述凸座(212)和所述焊接件(22)均采用铜材料制成。
7.如权利要求1所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述顶盖片(1)形成有第二电极(3)。
8.如权利要求1所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述顶盖片(1)设置有安装孔(11)，所述安装孔(11)的顶部形成有用于容置所述密封套(4)的第二凹部(111)，所述第二凹部(111)的底面与所述密封套(4)凹凸配合，所述安装孔(11)的底部形成有用于容置所述下塑胶(5)的第三凹部(112)，所述第三凹部(112)的底面与所述下塑胶(5)凹凸配合。
9.如权利要求1所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述下塑胶(5)的表面设置有凸体(52)，所述顶盖片(1)设置有与所述凸体(52)配合的凹体。
10.如权利要求1所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述顶盖片(1)上还设置有防爆阀透气孔(13)和注液孔(14)中的至少一种，所述顶盖片(1)和所述下塑胶(5)之间安装有防爆阀(6)，所述防爆阀透气孔(13)顶部安装有保护膜(7)。
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