CN213716965U - 一种顶盖及方壳电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种顶盖及方壳电芯。该顶盖包括：盖板，其上设有正极柱安装孔、负极柱安装孔和防爆片安装孔；正极柱和负极柱，其分别通过正极上塑胶套和负极上塑胶套安装在正极柱安装孔和负极柱安装孔上并且高出盖板的上表面预定高度；防爆片，安装在防爆片安装孔上；下塑胶板，附接在所述盖板的下表面上，具有分别与正极柱安装孔和负极柱安装孔对齐的第一通孔和第二通孔以及与防爆片安装孔对准的泄压通道；以及正极转接片和负极转接片，其上分别设有第一突起和第二突起，所述第一突起和第二突起分别穿过第一通孔和第二通孔连接于正负极柱。本实用新型的顶盖结构简单，成本低，成组装配效率高，焊接电阻小，稳定性好。

Description

一种顶盖及方壳电芯

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，具体地涉及一种顶盖及其装配方法和方壳电芯。

背景技术

当前锂电池新能源市场发展迅猛，市面上锂电池主要以方壳电芯、圆柱电芯和软包电芯为主，其中方壳电芯的市场占有量最大，方壳电芯结构强度大，成组效率高，作为锂离子电芯结构件极具优势。方壳电芯通常由壳体、顶盖和电芯模组构成。传统方壳电芯主要存在以下问题：

1.传统方壳电芯的极柱为螺栓结构，结构复杂，成组装配效率低，且接触电阻较大；

2.传统方壳电芯极柱气密性及其耐久性不佳，气密性的保证对于锂离子电池安全至关重要；

3.传统顶盖内部的下塑胶及转接片占用空间大；

4.传统顶盖的极柱较高，占用空间大，在电池模组装配中通常占据模具顶部较大空间，造成模组成组效率不高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低、易于模组装配的顶盖和方壳电芯。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一方面，提供了一种顶盖，所述顶盖安装在方壳电芯的壳体的上端开口上，其中，所述顶盖包括：

盖板，所述盖板上设有正极柱安装孔、负极柱安装孔和位于所述正极柱安装孔和所述负极柱安装孔之间的防爆片安装孔；

正极柱和负极柱，所述正极柱和所述负极柱分别通过正极上塑胶套和负极上塑胶套安装在所述正极柱安装孔和所述负极柱安装孔上并且高出所述盖板的上表面预定高度；

防爆片，所述防爆片安装在所述防爆片安装孔上；

下塑胶板，所述下塑胶板附接在所述盖板的下表面上，具有分别与所述正极柱安装孔和所述负极柱安装孔对齐的第一通孔和第二通孔以及与所述防爆片安装孔对准的泄压通道；

以及正极转接片和负极转接片，所述正极转接片和所述负极转接片上分别设有第一突起和第二突起，所述第一突起和所述第二突起分别穿过所述第一通孔和所述第二通孔连接于所述正极柱和所述负极柱。

在较佳实施例中，所述盖板为光铝片，其通过冲压形成。

在较佳实施例中，所述正极柱安装孔和负极柱安装孔为沉孔。

在较佳实施例中，所述下塑胶板与所述上端开口的尺寸大小一致，以嵌入在所述上端开口中。

在较佳实施例中，所述下塑胶板的上表面上形成有多个定位柱，所述盖板的下表面上设有与所述定位柱一一对应的多个盲孔，所述定位柱接合在所述盲孔中，以及所述第一通孔和第二通孔的周缘向上凸起并分别接合在所述正极柱安装孔和负极柱安装孔的孔壁上。

在较佳实施例中，所述下塑胶板由塑胶一体预制成型。

在较佳实施例中，所述正极上塑胶套和负极上塑胶套通过注塑成型形成在所述正极柱和所述负极柱上。

在较佳实施例中，所述正极柱和所述负极柱由铝、铜或铜铝合金制成。

在较佳实施例中，所述正极转接片和所述负极转接片通过摩擦焊或者爆炸焊制得。

在较佳实施例中，所述预定高度在2～5mm。

在较佳实施例中，所述正极转接片和所述负极转接片均包括U形盖板和从所述U形盖板的底部向远离两臂的方向延伸的连接部，所述第一突起和所述第二突起形成在所述连接部的上表面上。

在较佳实施例中，所述第一突起和所述第二突起为圆扣状，以及所述正极柱和所述负极柱的底端设有弹性扣孔，使得所述第一突起和所述第二突起可拆卸地扣接于所述正极柱和所述负极柱的底端。

在较佳实施例中，所述防爆片安装孔为跑道形孔，并且其上端贴有保护膜。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种方壳电芯，包括壳体、电芯模组和顶盖，所述壳体具有上端开口，所述电芯模组从所述上端开口装入所述壳体中，所述顶盖封闭所述上端开口，其中，所述顶盖为如上所述的顶盖。

根据本实用新型的又一方面，还一种顶盖装配方法，其中，所述顶盖为如上所述的顶盖，其装配方法包括以下步骤：

S1.在将所述防爆片安装在所述盖板的所述防爆片安装孔中后，将所述盖板与所述下塑胶板附接在一起；

S2.将所述正极柱和所述负极柱分别安装在所述盖板的正极柱安装孔和负极柱安装孔上；

S3.将所述正极转接片和所述负极转接片与所述正极柱和所述负极柱安装在一起；

S4.将S3之后形成的组件放置在模具的一体注塑模腔内；

S5.注塑成型得到形成在所述正极柱和所述负极柱上的正极上塑胶套和负极上塑胶套，完成所述顶盖的装配。

本实用新型采用上述技术方案，具有的有益效果是，

1.方壳电芯结构简单，成本低，成组装配效率高，焊接电阻小，稳定性好；

2.方壳电芯的极柱气密性好，耐久时间长；

3.电芯内部空间大，电芯能量密度高；

4.方壳电芯极柱部分占用高度小，有利于提升模组内部空间利用率，提升整体能量密度。

附图说明

图1是本实用新型的顶盖的立体图。

图2是图1所示的顶盖的分解图；

图3是图1所示的顶盖的俯视图；

图4是沿图3中的A-A线截取的顶盖的剖视图；

图5是图2所示的顶盖的盖板的仰视立体图；

图6是图2所示的顶盖的下塑胶板的仰视立体图；

图7是本实用新型的方壳电芯的立体图；

图8是图7所示的方壳电芯的分解图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

在以下描述中，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

请参阅图1、2、7和8，其中，图1和7是本实用新型实施例的方壳电芯100及其顶盖1的立体图，图2和8是该方壳电芯100及其顶盖1的分解图。顶盖1安装在方壳电芯100的壳体2的上端开口21上。顶盖1可包括盖板11、正极柱12、负极柱13、正极上塑胶套14、负极上塑胶套15、防爆片16、下塑胶板17、正极转接片18和负极转接片19等。盖板11为光铝片，其可以通过冲压形成。盖板11的尺寸可根据方壳电芯的规格设计。盖板11上设有正极柱安装孔111、负极柱安装孔112和位于正极柱安装孔111和负极柱安装孔112之间的防爆片安装孔113。正极柱安装孔111、负极柱安装孔112和防爆片安装孔113可以机加工形成。在所示实施例中，正极柱安装孔111和负极柱安装孔112均为沉孔，即具有较大孔径的上部分和较小孔径的下部分。

正极柱12和负极柱13分别通过正极上塑胶套14和负极上塑胶套15安装在正极柱安装孔111和负极柱安装孔112上并且高出盖板11的上表面预定高度。预定高度一般很小，即正极柱12和负极柱13相比于现有极柱高度低得多，这可以提高电池本体空间，增大电芯能量密度。优选地，预定高度为2～5mm。更优选地，预定高度为3mm左右。正极柱12和负极柱13通常由金属良导体制成。优选地，正极柱12和负极柱13可以是铝极柱、铜极柱或铜铝极柱等。优选地，负极柱13可以通过摩擦焊或者爆炸焊制得。

正极上塑胶套14和负极上塑胶套15通过注塑成型形成在正极柱12和负极柱13上。应该理解，正极上塑胶套14和负极上塑胶套15也可以是预制成型后再套接在正极柱12和负极柱13上，以保护极柱并且使其与盖板11绝缘开。正极柱12和负极柱13稍高于正极上塑胶套14和负极上塑胶套15(例如，0.5毫米)，以方便其与外部连接。

如图1、2和5所示，防爆片16安装在防爆片安装孔113上。在所示实施例中，防爆片安装孔113的上部高出盖板11的上表面，并且其上部的直径小于下部的直径，即，从盖板11的下表面看，防爆片安装孔113是沉孔。也就是说，防爆片16嵌入在盖板11的下表面中。为了保护防爆片16，在防爆片安装孔113的上端贴有保护膜160。防爆片16在方壳电芯100内的压力大于阈值(例如，0.6MPa)时会破裂，以避免方壳电芯100爆炸。防爆片16的结构是公知的，这里不再描述。防爆片安装孔113根据防爆片16的形状设计。在所示实施例中，防爆片安装孔113为跑道形孔。

如图1-6所示，下塑胶板17附接在盖板11的下表面上。具体地，下塑胶板17的上表面上形成有多个定位柱174(示出两排，每排6个)，相应地，盖板11的下表面上设有与定位柱174一一对应的多个盲孔114，通过定位柱174接合在盲孔114中而使下塑胶板17附接在盖板11的下表面上。定位柱174的直径可以稍大于盲孔114，以实现过盈配合固定。下塑胶板17的尺寸大小与壳体2的上端开口21的尺寸大小一致并且小于盖板11的尺寸大小，以使下塑胶板17可以嵌入在壳体2中，从而实现将顶盖1安装在壳体2上。下塑胶板17具有分别与正极柱安装孔111和负极柱安装孔112对齐的第一通孔171和第二通孔172以及与防爆片安装孔113对准的泄压通道173。其中，第一通孔171和第二通孔172的周缘向上凸起并分别接合在正极柱安装孔111和负极柱安装孔112的孔壁上，以将正极转接片18和负极转接片19与盖板11绝缘开。泄压通道173为一矩形凹槽，其底部设有多排通孔1731。下塑胶板17的两端和中间分别向下延伸有矩形支撑部174，这些矩形支撑部上均具有开口向上的矩形凹槽。其中，中间矩形支撑部为泄压通道173。

正极转接片18和负极转接片19的形状结构相同。在本实施例中，正极转接片18和负极转接片19均包括U形盖板181、191和从U形盖板181、191的底部向远离两臂的方向延伸的连接部182、192。其中，连接部182、192的上表面上分别设有第一突起183和第二突起193，第一突起183和第二突起193分别穿过下塑胶板17的第一通孔171和第二通孔172连接于正极柱12和负极柱13。

在本实施例中，第一突起183和第二突起193为圆扣状，以及正极柱12和负极柱13的底端设有弹性扣孔。因此第一突起183和第二突起193可拆卸地扣接于正极柱和负极柱的底端，以使正极转接片18和负极转接片19分别与正极柱12和负极柱13固定连接在一起。

如图7和8所示，一种方壳电芯100包括壳体2、电芯模组3和顶盖1，其中，壳体2具有上端开口21，电芯模组3从上端开口21装入壳体2中，顶盖1封闭上端开口21。壳体2通常由铝板拉深加工而成。电芯模组3的结构是公知的，这里不再描述。顶盖1的结构已在上文进行了描述，这里不再赘述。

此外，在本实用新型的实施例中，还提供了一种如上所述的顶盖1的装配方法。该装配方法可包括以下步骤：

S1.在将防爆片16安装在盖板11的防爆片安装孔113中后，将盖板11与下塑胶板17附接在一起，具体地通过将定位柱174接合在盖板11的下表面的盲孔114中；

S2.将正极柱12和负极柱13分别安装在盖板11的正极柱安装孔111和负极柱安装孔112上；

S3.将正极转接片18和负极转接片19与正极柱12和负极柱13安装在一起，具体地，将第一突起183和第二突起193分别穿过下塑胶板17的第一通孔171和第二通孔172连接于正极柱12和负极柱13的底端；

S4.将S3之后形成的组件放置在模具的一体注塑模腔内；

S5.注塑成型得到形成在正极柱12和负极柱13上的正极上塑胶套14和负极上塑胶套15，完成顶盖1的装配。整个装配过程可以通过自动装配生产线完成，装配效率高。

以上已详细描述了本实用新型的优选实施例，但应理解到，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (14)

1.一种顶盖，所述顶盖安装在方壳电芯的壳体的上端开口上，其特征在于，所述顶盖包括：

盖板，所述盖板上设有正极柱安装孔、负极柱安装孔和位于所述正极柱安装孔和所述负极柱安装孔之间的防爆片安装孔；

正极柱和负极柱，所述正极柱和所述负极柱分别通过正极上塑胶套和负极上塑胶套安装在所述正极柱安装孔和所述负极柱安装孔上并且高出所述盖板的上表面预定高度；

防爆片，所述防爆片安装在所述防爆片安装孔上；

下塑胶板，所述下塑胶板附接在所述盖板的下表面上，具有分别与所述正极柱安装孔和所述负极柱安装孔对齐的第一通孔和第二通孔以及与所述防爆片安装孔对准的泄压通道；

以及正极转接片和负极转接片，所述正极转接片和所述负极转接片上分别设有第一突起和第二突起，所述第一突起和所述第二突起分别穿过所述第一通孔和所述第二通孔连接于所述正极柱和所述负极柱。

2.如权利要求1所述的顶盖，其特征在于，所述盖板为光铝片，其通过冲压形成。

3.如权利要求1所述的顶盖，其特征在于，所述正极柱安装孔和负极柱安装孔为沉孔。

4.如权利要求1所述的顶盖，其特征在于，所述下塑胶板与所述上端开口的尺寸大小一致，以嵌入在所述上端开口中。

5.如权利要求1所述的顶盖，其特征在于，所述下塑胶板的上表面上形成有多个定位柱，所述盖板的下表面上设有与所述定位柱一一对应的多个盲孔，所述定位柱接合在所述盲孔中，以及所述第一通孔和第二通孔的周缘向上凸起并分别接合在所述正极柱安装孔和负极柱安装孔的孔壁上。

6.如权利要求4或5所述的顶盖，其特征在于，所述下塑胶板由塑胶一体预制成型。

7.如权利要求1所述的顶盖，其特征在于，所述正极上塑胶套和负极上塑胶套通过注塑成型形成在所述正极柱和所述负极柱上。

8.如权利要求1所述的顶盖，其特征在于，所述正极柱和所述负极柱由铝、铜或铜铝合金制成。

9.如权利要求1所述的顶盖，其特征在于，所述负极柱通过摩擦焊或者爆炸焊制得。

10.如权利要求1所述的顶盖，其特征在于，所述预定高度在2～5mm。

11.如权利要求1所述的顶盖，其特征在于，所述正极转接片和所述负极转接片均包括U形盖板和从所述U形盖板的底部向远离两臂的方向延伸的连接部，所述第一突起和所述第二突起形成在所述连接部的上表面上。

12.如权利要求1或10所述的顶盖，其特征在于，所述第一突起和所述第二突起为圆扣状，以及所述正极柱和所述负极柱的底端设有弹性扣孔，使得所述第一突起和所述第二突起可拆卸地扣接于所述正极柱和所述负极柱的底端。

13.如权利要求1所述的顶盖，其特征在于，所述防爆片安装孔为跑道形孔，并且其上端贴有保护膜。

14.一种方壳电芯，包括壳体、电芯模组和顶盖，所述壳体具有上端开口，所述电芯模组从所述上端开口装入所述壳体中，所述顶盖封闭所述上端开口，其特征在于，所述顶盖为如权利要求1-13中任一项所述的顶盖。

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