CN212113771U - 动力电池的电芯盖板、电芯、模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于动力电池领域，公开了一种动力电池的电芯盖板、电芯、模组及电池包，所述电芯盖板包括光铝片和极柱，所述极柱上依次套设有密封圈和下绝缘塑胶圈，穿过所述光铝片的极柱孔后还套设有上绝缘塑胶圈，所述上绝缘塑胶圈上设有固定环，所述固定环与所述极柱的周壁固定连接，以使从上至下的各部件之间无缝叠合压紧；所述极柱的顶面设有模组汇流排焊接区。本实用新型一方面可省却极柱的铆接块从而降低盖板高度，简化装配工艺，另一方面模组汇流排直接焊接到极柱上，降低了通过铆接块转接的电连接风险，缩短了电路的长度，增加了电芯盖板的过流能力。

Description

动力电池的电芯盖板、电芯、模组及电池包

技术领域

本实用新型属于动力电池领域，具体地，涉及一种动力电池的电芯盖板、电芯、模组及电池包。

背景技术

电动汽车的核心动力来源是动力电池，因此动力电池的性能显得尤为重要。动力电池的存储能力决定了汽车的续航里程。动力电池的存储单元即为电芯。常用的锂离子电芯由盖板、铝壳和卷芯构成，其主要结构件都集成在电芯盖板上。电芯盖板用于将电流导出到电池外部、密封电池盒并使电路和电池盒绝缘，保证电流安全输出。传统的动力电池的电芯盖板为极柱与铆接块铆接结构，模组汇流排通过与铆接块激光焊接连接多个电芯，电芯极柱与电芯内部卷芯连接。

传统的电芯盖板采用极柱与铆接块铆接结构，由于铆接块需要与模组汇流排进行激光焊，极柱底座要与电芯的连接片进行激光焊接，铆接块和极柱都需要一定的厚度来进行激光焊接，因此会造成电芯盖板整体高度较高，占用空间较大，影响电芯的能量密度，而且会造成盖板的重量和成本较高。铆接块在极柱及模组汇流排之间起承力及传导电流的作用，铆接块通过铆接与极柱连接，一旦铆接块从极柱上脱落将会造成整车电路直接断开，严重时造成车毁人亡的后果。同时，电芯极柱电流经铆接块的转接会造成盖板过流时的狭径，增加了电连接的风险，降低了盖板的过流能力，易造成盖板高温，塑胶老化，影响电芯盖板的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种动力电池的电芯盖板，通过仅用于承受应力而无导电作用的固定环将极柱固定在光铝片上，在极柱顶面设置模组汇流排焊接区，一方面可省却极柱的铆接块从而降低盖板高度，简化装配工艺，另一方面模组汇流排直接焊接到极柱上，降低了通过铆接块转接的电连接风险，缩短了电路的长度，增加了电芯盖板的过流能力。

为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种动力电池的电芯盖板，包括光铝片和极柱，所述极柱上依次套设有密封圈和下绝缘塑胶圈，穿过所述光铝片的极柱孔后还套设有上绝缘塑胶圈，所述上绝缘塑胶圈上设有固定环，所述固定环与所述极柱的周壁固定连接，以使从上至下的各部件之间无缝叠合压紧；所述极柱的顶面设有模组汇流排焊接区。

进一步地，所述极柱为四圆柱及一圆台同轴叠加的一体式结构，从下至上分别为第一圆柱、第二圆柱、第三圆柱、第四圆柱和圆台，所述第一圆柱的直径＞第二圆柱的直径＝第四圆柱的直径＞第三圆柱的直径。

进一步地，固定环固定于所述第二圆柱、第三圆柱和第四圆柱三者形成的槽内并与槽的各面紧密贴合。

进一步地，所述固定环为铝环或钢环。

进一步地，所述固定环为圆环或方环，相应地，所述极柱为圆柱或方柱。

进一步地，所述固定环与所述极柱的周壁铆接和/或焊接。

进一步地，所述下绝缘塑胶圈为正负极位置一体成型的绝缘塑胶圈。

第二方面，本实用新型提供一种动力电池电芯，包括第一方面任一技术方案所述的动力电池的电芯盖板。

第三方面，本实用新型提供一种动力电池模组，包括第二方面所述的动力电池电芯。

第四方面，本实用新型提供一种动力电池包，包括第三方面所述的动力电池模组。

通过上述技术方案，通过仅用于承受应力而无导电作用的固定环将极柱固定在光铝片上，在极柱顶面设置模组汇流排焊接区，一方面可省却极柱的铆接块从而降低盖板高度，简化装配工艺，另一方面模组汇流排直接焊接到极柱上，降低了通过铆接块转接的电连接风险，缩短了电路的长度，增加了电芯盖板的过流能力。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本实用新型动力电池的电芯盖板一个实施例的爆炸图；

图2是本实用新型动力电池的电芯盖板一个实施例的俯视图；

图3是图2中B-B向剖视图；

图4是图3左端的局部放大图；

图5是本实用新型动力电池的电芯盖板一个实施例中固定环的结构示意图；

图6是本实用新型动力电池的电芯盖板一个实施例中固定环的剖视图。

图7是本实用新型动力电池的电芯盖板一个实施例中极柱的剖视图。

附图标记说明

光铝片1；极柱2；上绝缘塑胶圈3；下绝缘塑胶圈4；密封圈5；固定环6。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

首先需要说明的是，在本实用新型下述技术方案的描述中，采用的方位词“上”“下”当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。

本实用新型中，“轴向”指的是某部件的轴线延伸方向，“周向”指的是环绕某部件的外圆周的方向。

如图1-图3所示，本实用新型的动力电池的电芯盖板的一个实施例，包括光铝片1和极柱2，所述极柱2上依次套设有密封圈5和下绝缘塑胶圈4，穿过所述光铝片1的极柱孔后还套设有上绝缘塑胶圈3，所述上绝缘塑胶圈3上设有固定环6，所述固定环6与所述极柱2的周壁固定连接，以使从上至下的各部件之间无缝叠合压紧；所述极柱2的顶面设有模组汇流排焊接区。本实施例中，一方面，通过从上至下各部件的层层嵌套和无缝叠合，充分利用了极柱2轴向上的装配空间，固定环6的轴向尺寸小于极柱2的轴向尺寸，且固定环6在轴向上完全与极柱2重叠，不突出极柱2表面而占用额外的轴向空间，从而使装配后盖板的高度不超过极柱2的高度，即可通过极柱2的高度来控制盖板整体的高度，从而将轴向上节约的空间用于电芯内部的电能存储单元，利于提升动力电池的能量密度。具体地，固定环6取代了之前的铆接块铆接块与极柱铆接后有一部分突出于极柱的表面，从而使盖板的整体高度会超过极柱的高度，还降低了盖板的结构件重量，降低了结构件的成本。另一方面，固定环6位于最顶层，其与极柱2紧密固定后会同时将其他叠放的部件一一压紧，从而不再需要对有关部件之间进行焊接，如可省略下绝缘塑胶圈4与光铝片1之间的焊接，也可省略上绝缘塑胶圈3与光铝片1之间的焊接，大大简化了盖板的装配工艺，提高生产效率，有利于装配质量的一致性和可靠性。第三方面，固定环6仅用于承受应力而无导电作用，在极柱2的顶面设置模组汇流排焊接区，模组汇流排直接焊接到极柱2上而不与固定环6进行电连接，降低了通过铆接块转接的电连接风险，缩短了电路的长度，增加了电芯盖板的过流能力，不存在铆接块与极柱2之间脱落的问题，杜绝了整车断电导致车毁人亡的后果，极大地提升了电池和电动汽车的安全性。第四方面，传统极柱2内侧全部为电芯连接片的激光焊接区域，考虑到激光焊需要材料有一定的厚度，极柱内侧的厚度比较厚，造成盖板的高度较高，影响电池的能量密度。本实施例中，电芯内部连接片焊接到极柱2上时是焊接在极柱2的中心区域，使激光焊的热影响区避开下绝缘塑胶圈4，因此极柱2内侧的厚度可最大程度降低，对于提高电芯内部空间利用率，提升能量密度有巨大作用。

本实施例中，下绝缘塑胶圈4为正负极位置一体成型的结构，这样便于将各部件在极柱2径向上的位移控制在允许范围内，有利于提高装配精度。

需要注意的是，上述极柱2、上绝缘塑胶圈3、密封圈5和固定环6都是按照正负极成对设置的，上面的描述涵盖了正极部位和负极部位的相应部件，不再一一分开描述，下同。

在本实用新型的动力电池的电芯盖板的一些实施例中，极柱2为四圆柱及一圆台同轴叠加的一体式结构，从下至上分别为第一圆柱21、第二圆柱22、第三圆柱23、第四圆柱24和圆台25，所述第一圆柱21的直径＞第二圆柱22的直径＝第四圆柱24的直径＞第三圆柱23的直径。具体地，如图7所示，从下至上依次同轴叠加有第一圆柱21、第二圆柱22、第三圆柱23、第四圆柱24和圆台25，第一圆柱21的直径＞第二圆柱22的直径＝第四圆柱24的直径＞第三圆柱23的直径，圆台25的底面直径介于第三圆柱23的直径和第四圆柱24的直径之间，圆台25的顶面直径＝第三圆柱23的直径。这种结构的极柱2有利于与其他配合部件之间进行叠放、卡合和铆接，可使其轴向空间得到最大限度的使用，最终降低装配后盖板的整体高度。具体地，第一圆柱21和第二圆柱22之间形成的台阶可用于叠放和卡合密封圈5及下绝缘塑胶圈4，第二圆柱22、第三圆柱23和第四圆柱24三者形成一圈凹槽，固定环6可铆接和/或焊接于该凹槽内，并与凹槽的各面紧密贴合，以限制极柱2在任意方向移动。

在本实用新型动力电池的电芯盖板的一个实施例中，如图4-图6所示，固定环6具有台阶状断面，台阶的突出部与极柱2的凹槽严丝合缝地配合，使得极柱2与固定环6的配合位置位于光铝片1的上表面的下侧，即可使固定环6在轴向上完全与极柱2重叠，不突出极柱2表面而占用额外的轴向空间，极大程度地降低了极柱2相对于光铝片1上表面的高度。而传统铆接结构为极柱2与铆接铝块进行铆接，铆接位置位于光铝片上表面的上侧，极柱相对于光铝片上表面具有一定的高度。

在本实用新型的动力电池的电芯盖板的一些实施例中，固定环6为铝环或钢环，固定环6为圆环或方环，相应地，所述极柱2为圆柱或方柱，则上绝缘塑胶圈3和密封圈5等相应部件也可为圆环或方环。材质和形状的多样化有利于扩大使用范围，提供更宽的选择面，从而降低成本。

在上述动力电池的电芯盖板实施例的基础上，本实用新型第二方面的动力电池电芯的实施例中，包括上述所述的动力电池的电芯盖板，因此至少具有上述动力电池的电芯盖板实施例的技术方案所带来的所有有益效果。同理，本实用新型第三方面的动力电池模组包括第二方面的动力电池电芯，第四方面的动力电池包包括第三方面的动力电池模组，也至少具有上述动力电池的电芯盖板实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种动力电池的电芯盖板，其特征在于，包括光铝片(1)和极柱(2)，所述极柱(2)上依次套设有密封圈(5)和下绝缘塑胶圈(4)，穿过所述光铝片(1)的极柱孔后还套设有上绝缘塑胶圈(3)，所述上绝缘塑胶圈(3)上设有固定环(6)，所述固定环(6)与所述极柱(2)的周壁固定连接，以使从上至下的各部件之间无缝叠合压紧；所述极柱(2)的顶面设有模组汇流排焊接区。

2.根据权利要求1所述的动力电池的电芯盖板，其特征在于，所述极柱(2)为四圆柱及一圆台同轴叠加的一体式结构，从下至上分别为第一圆柱(21)、第二圆柱(22)、第三圆柱(23)、第四圆柱(24)和圆台(25)，所述第一圆柱(21)的直径＞第二圆柱(22)的直径＝第四圆柱(24)的直径＞第三圆柱(23)的直径。

3.根据权利要求2所述的动力电池的电芯盖板，其特征在于，所述固定环(6)固定于所述第二圆柱(22)、第三圆柱(23)和第四圆柱(24)三者形成的槽内并与槽的各面紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的动力电池的电芯盖板，其特征在于，所述固定环(6)为铝环或钢环。

5.根据权利要求1所述的动力电池的电芯盖板，其特征在于，所述固定环(6)为圆环或方环，相应地，所述极柱(2)为圆柱或方柱。

6.根据权利要求1所述的动力电池的电芯盖板，其特征在于，所述固定环(6)与所述极柱(2)的周壁铆接和/或焊接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的动力电池的电芯盖板，其特征在于，所述下绝缘塑胶圈(4)为正负极位置一体成型的绝缘塑胶圈。

8.一种动力电池电芯，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的动力电池的电芯盖板。

9.一种动力电池模组，其特征在于，包括权利要求8所述的动力电池电芯。

10.一种动力电池包，其特征在于，包括权利要求9所述的动力电池模组。

Images