CN212485424U - 顶盖组件及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于车辆技术领域，公开了一种顶盖组件及电池。该顶盖组件包括：基板、极板、端子和密封层，基板上开设有通孔，基板具有相对设置的第一侧面和第二侧面，极板设置在第一侧面，端子设置在第二侧面，端子包括端子本体和凸出设置在端子本体上的连接部，连接部穿过通孔与极板连接，极板与基板之间、连接部与通孔的孔壁之间及端子本体与基板之间均设置有密封层，且密封层还覆盖在第一侧面。该顶盖组件的密封层取代了现有技术的上塑胶、下塑胶和密封圈，减少了零部件的数量，生产成本低，生产效率高。同时，降低顶盖组件的总高，提高了电池模组的内部空间利用率。另外，密封层采用全密封设置，密封效果好。

Description

顶盖组件及电池

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及顶盖组件及电池。

背景技术

随着新能汽车的发展，动力电池供不应求，动力电池的顶盖组件需求量大幅增长，而现有顶盖组件的零部件数量多、制作工艺复杂、制作流程长，导致生产效率低，生产成本高，且过多的零件占用电池模组的内部空间较大，影响空间利用率。同时，顶盖采用密封圈的设计，通过压缩密封圈变形实现密封，但是随着密封圈老化，电池密封性不好，电池电解液泄漏失效风险较高。另外，完成制造的顶盖组件直接和电池外壳进行扣合，顶盖组件和电池外壳之间的焊接效果不好，影响连接强度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供顶盖组件及电池，生产成本低，空间利用率高，且密封效果好。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种顶盖组件，包括：基板、极板、端子和密封层，所述基板上开设有通孔，所述基板具有相对设置的第一侧面和第二侧面，所述极板设置在所述第一侧面，所述端子设置在所述第二侧面，所述端子包括端子本体和凸出设置在所述端子本体上的连接部，所述连接部穿过所述通孔与所述极板连接，所述极板与所述基板之间、所述连接部与所述通孔的孔壁之间及所述端子本体与所述基板之间均设置有所述密封层，且所述密封层还覆盖在所述第一侧面。

作为优选，所述端子本体和所述连接部为一体成型结构，所述连接部通过铆接和激光焊接的方式连接于所述极板。

作为优选，在所述基板上开设有注液孔，所述注液孔用于通入电解液，在所述基板上设置有防爆阀。

作为优选，高分子密封材料通过注塑和热压铆接形成所述密封层。

作为优选，所述端子本体的周部设置有所述密封层，所述端子本体远离所述极板的一侧面外露于所述密封层。

为达上述目的，本实用新型还提供了一种电池，包括电池外壳和上述的顶盖组件，所述电池外壳至少设置有一个开口，所述顶盖组件封堵所述开口。

作为优选，在所述基板的两端设置有折弯部，所述折弯部贴合于所述电池外壳的内壁并与其相抵接。

作为优选，所述折弯部与所述基板垂直设置。

作为优选，所述基板的端部向靠近所述极板的方向延伸后，并向远离所述极板的方向折叠，形成所述折弯部。

作为优选，所述电池外壳的顶部和底部中至少一处设置有加强凹槽。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的顶盖组件，通过极板与基板之间、端子本体与基板之间均设置有密封层，且密封层还覆盖在第一侧面，密封层取代了现有技术的上塑胶和下塑胶，通过连接部与通孔的孔壁之间设置有密封层，密封层取代了现有技术的密封圈，减少了零部件的数量，结构简化，节省了生产制造和生产组装的时间，生产成本低，生产效率高。同时，由于密封层分别取代了上塑胶、下塑胶及密封圈，降低顶盖组件的总高，提高了电池模组的内部空间利用率。另外，与现有技术采用密封圈压缩密封的方式相比，密封层采用全密封设置，密封层覆盖密封面积大，密封层起到了密封和绝缘的作用，避免因密封圈老化而引起泄漏失效的情况，密封效果好。

本实用新型还提供了一种电池，包括电池外壳和上述的顶盖组件，通过将顶盖组件封堵于电池外壳的开口处，形成整体结构，连接强度好。另外，采用密封层，减少了零件数量，结构简化，且密封层抗老化效果好，降低漏液风险。

附图说明

图1是本实用新型顶盖组件一种形式的剖视图；

图2是本实用新型顶盖组件的侧视图；

图3是本实用新型电池中电池外壳一端开口和另一种形式顶盖组件的配合示意图；

图4是本实用新型电池中电池外壳两端开口和另一种形式顶盖组件的配合示意图；

图5是本实用新型电池中电池外壳的主视图；

图6是本实用新型电池中电池外壳的俯视图；

图7是图5在B-B处的剖视图；

图8是图4在A处的局部放大图。

图中：

1、顶盖组件；2、电池外壳；

11、基板；12、极板；13、端子本体；14、连接部；15、密封层；16、防爆阀；

111、折弯部；112、通孔；113、注液孔；

151、第一避让孔；152、第二避让孔；

21、加强凹槽。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，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。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动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。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供了一种顶盖组件1，如图1-2所示，该顶盖组件1包括基板 11、极板12、端子及密封层15，基板11起到了整体支撑的作用，基板11具有相对设置的第一侧面和第二侧面，极板12设置在第一侧面，端子设置在第二侧面，端子包括端子本体13和凸出设置在端子本体13上的连接部14，连接部14 穿过通孔112与极板12连接，极板12与基板11之间、连接部14与通孔112 的孔壁之间及端子本体13与基板11之间均设置有密封层15，且密封层15还覆盖在第一侧面，密封层15起到了密封和绝缘的作用。

本实施例提供的顶盖组件1，通过极板12与基板11之间、端子本体13与基板11之间均设置有密封层15，且密封层15还覆盖在第一侧面，密封层15取代了现有技术的上塑胶和下塑胶，通过连接部14与通孔112的孔壁之间设置有密封层15，且密封层15覆盖第一侧面，密封层15取代了现有技术的密封圈，减少了零部件的数量，结构简化，节省了生产制造和生产组装的时间，生产成本低，生产效率高。同时，由于密封层15分别取代了现有技术的上塑胶、下塑胶及密封圈，降低顶盖组件1的总高，提高了电池的内部空间利用率。另外，与现有技术采用密封圈压缩密封的方式相比，密封层15采用全密封设置，密封层15覆盖密封面积大，密封层15起到了密封和绝缘的作用，避免因密封圈老化而引起泄漏失效的情况，密封效果好。

进一步地，端子本体13的周部设置有密封层15，端子本体13远离极板12 的一侧面外露于密封层15，进一步提高了密封效果。

进一步地，基板11作为中间支撑结构，强度好。基板11的尺寸和电池外壳2相匹配，基板11可采用与电池外壳2相同的材料，例如：不锈钢带、镀镍钢带及铝带等金属材料。

如图1所示，在基板11上设置有通孔112，通孔112用于连接部14的穿设。连接部14的数量有两个，两个连接部14对称设置于端子本体13的两侧，端子本体13和连接部14通过一体化冲压成型，通过凹模、凸模配合冲压，使得端子本体13和两个连接部14形成U形结构或者T形结构或其他结构。本实施例优选U形结构，在完成制作U形结构的连接部14和端子本体13之后，将连接部14穿过基板11的通孔112并将连接部14和极板12相连接，可选地，连接部14和极板12之间通过铆接或激光焊接的方式相连接，连接强度好。采用这种方式，对端子本体13进行了结构优化设计，取消了极柱，将端子本体13、连接部14设计为一体化结构，并且采用冲压成型工艺，具有生产效率高、生产成本低的优势。

需要特别说明的是，由于端子本体13和连接部14组成的端子分正极端子和负极端子，正极和负极结构相同，只是电极和材料不同。其中正极端子本体 13、正极连接部14及正极基板11采用纯铝材料制成，负极基板11的材料和电池外壳2相同，负极端子本体13与负极连接部14材料采用铜铝复合板、镀镍钢及不锈钢等材料制成。

进一步地，在基板11上开设有注液孔113，注液孔113用于通入电解液。可以理解的是，密封层15对应注液孔113设置有第一避让孔151，第一避让孔 151连通于注液孔113，第一避让孔151起到了对注液孔113的避让作用。

进一步地，在基板11上设置有防爆阀16，用于电池在热失控时安全泄放。可选地，防爆阀16的材料采用纯铝材料制成。防爆阀16可以直接与基板11冲压成型，也可以单独冲压成型。优选地，当基板11是铝材时，防爆阀16可以直接在基板11进行冲压成型；当基板11为非铝材金属或其他材料时，防爆阀 16单独冲压成型。可以理解的是，密封层15对应防爆阀16设置有第二避让孔 152，第二避让孔152连通于防爆阀16，第二避让孔152起到了对防爆阀16的避让作用。

为了对防爆阀16起到保护作用，在防爆阀16的外侧覆盖有防爆膜。防爆膜可采用PE、PP及PET等材料制成。

为了实现基板11分别与端子本体13、连接部14的隔绝和密封，密封层15 采用高分子密封材料制成进行固化密封，优选地，密封层15可以采用玻璃、陶瓷、改性PP、改性有机硅高分子材料、改性氟橡胶高分子材料中的任意一种制成。密封层15经过高分子密封材料注塑后，经热压铆接形成，密封层15覆盖于基板11的第一侧面并伸入基板11的通孔112内，使密封层15分别与基板11、极板12、连接部14及端子本体13紧密贴合。采用粘附的方式进行密封，绝缘性好，密封可靠性好。同时，密封层15将密封材料和绝缘材料设置为一体化结构，即密封件和绝缘件实现集成，有效减少顶盖组件1的零件数量，简化工艺流程。

可以理解的是，密封层15利用密封材料密封与密封圈密封原理不同，密封圈密封原理是通过外力压缩密封圈，使密封圈变形密封，密封圈压缩量及一致性控制难度大，应用在动力电池上容易出现漏液失效的问题。密封层15利用密封材料密封的原理是高分子密封材料通过热压复合与金属表面紧密贴合粘附，密封性会优于密封圈结构，密封效果好，不存在使用过程中出现漏液的问题。

本实施例还提供了一种电池，如图3-4所示，该电池包括电池外壳2和上述的顶盖组件1，电池外壳2至少设置有一个开口，每个顶盖组件1封堵于一个开口。通过将顶盖组件1盖设于电池外壳2的开口处，形成整体结构，连接强度好。另外，采用密封层15，减少了零件数量，结构简化，且密封层15抗老化效果好，降低漏液风险。

进一步地，电池外壳2采用不锈钢或镀镍钢带或其他钢类材料制成，材料强度好，硬度高。为了进一步提高电池外壳2的强度，如图5-7所示，电池外壳2的顶部和底部中至少一处设置有加强凹槽21，加强凹槽21为圆弧形结构，加强凹槽21起到了提高抗弯曲强度的作用。在电池外壳2的顶部和底部向其内侧凹陷，形成加强凹槽21，且将电池外壳2内与加强凹槽21直接接触的零部件上对应加强凹槽21设置有避让凹槽，使得该零部件的避让凹槽和加强凹槽21 进行随形处理，不影响电池外壳2的内部空间利用。

电池外壳2和顶盖组件1之间采用焊接的方式相连接，结构稳固，连接性好。为了提高顶盖组件1和电池外壳2之间的连接稳定性，如图1和4所示，在基板11的两端设置有折弯部111，折弯部111贴合于电池外壳2的内壁并与其相抵接。通过在基板11的端部设置有折弯部111，折弯部111与电池外壳2 内部紧密配合，接触面积大，以保证激光焊接的熔深，熔深越大，即熔池越大，电池外壳2与顶盖组件1之间焊接连接的强度就越高。

进一步地，折弯部111与电池外壳2内壁的接触面和电池外壳2的内壁平齐，以保证连接可靠性。

可选地，如图1所示，折弯部111与基板11垂直设置。采用这种方式，折弯部111起到了提高支撑强度的作用，优化了顶盖组件1与电池外壳2焊接的可靠性。其中，基板11的端部向远离极板12的方向延伸，形成折弯部111。基板11通过一次冲压折弯，基板11和折弯部111为一体成型结构，节省零件组件的环节，生产效率高。

可选地，如图4和8所示，基板11的端部向靠近极板12的方向延伸后，再向远离极板12的方向折叠，形成折弯部111。由于电池外壳2和顶盖组件1 的厚度较小，在基板11的端部经过至少两次折弯，使得折弯部111凸出基板11 设置，基板11的切口和电池外壳2的切口端面保持平齐，增加了基板11和电池外壳2之间的接触面，以保证焊接处的连接强度。

需要特别说明的是，折弯部111和电池外壳2之间的三角形阴影部分为激光焊接，形成的熔池。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种顶盖组件，其特征在于，包括：基板(11)、极板(12)、端子和密封层(15)，所述基板(11)上开设有通孔(112)，所述基板(11)具有相对设置的第一侧面和第二侧面，所述极板(12)设置在所述第一侧面，所述端子设置在所述第二侧面，所述端子包括端子本体(13)和凸出设置在所述端子本体(13)上的连接部(14)，所述连接部(14)穿过所述通孔(112)与所述极板(12)连接，所述极板(12)与所述基板(11)之间、所述连接部(14)与所述通孔(112)的孔壁之间及所述端子本体(13)与所述基板(11)之间均设置有所述密封层(15)，且所述密封层(15)还覆盖在所述第一侧面。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述端子本体(13)和所述连接部(14)为一体成型结构，所述连接部(14)通过铆接和激光焊接的方式连接于所述极板(12)。

3.根据权利要求1-2任一项所述的顶盖组件，其特征在于，在所述基板(11)上开设有注液孔(113)，所述注液孔(113)用于通入电解液；在所述基板(11)上还设置有防爆阀(16)。

4.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，高分子密封材料通过注塑和热压铆接形成所述密封层(15)。

5.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述端子本体(13)的周部设置有所述密封层(15)，所述端子本体(13)远离所述极板(12)的一侧面外露于所述密封层(15)。

6.一种电池，其特征在于，包括电池外壳(2)和权利要求1-5任一项所述的顶盖组件(1)，所述电池外壳(2)至少设置有一个开口，所述顶盖组件(1)封堵所述开口。

7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，在所述基板(11)的外周设置有折弯部(111)，所述折弯部(111)贴合于所述电池外壳(2)的内壁并与其相抵接。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述折弯部(111)与所述基板(11)垂直设置。

9.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述基板(11)的端部向靠近所述极板(12)的方向延伸后，并向远离所述极板(12)的方向折叠，形成所述折弯部(111)。

10.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述电池外壳(2)的顶部和底部中至少一处设置有加强凹槽(21)。

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