CN213989012U - 一种电池顶盖及动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池顶盖及动力电池，属于动力电池技术领域。所述电池顶盖包括盖板、上极柱、与上极柱连接的下极柱、和设置在上极柱和盖板之间的上塑胶；上极柱包括第一连接部、第二连接部和熔断部，其中，第一连接部与上塑胶连接，第二连接部与下极柱连接，熔断部设置在第一连接部和第二连接部之间，熔断部的横截面积小于第一连接部的横截面积且熔断部的横截面积小于第二连接部的横截面积。所述动力电池包括上述电池顶盖。本实用新型的电池顶盖及动力电池，通过在上极柱上设置熔断部，使电池顶盖具备熔断保护功能，结构简单可靠；电池顶盖用于动力电池上，安全可靠性高，提高电芯循环性能，载流能力强，提高了动力电池性能。

Description

一种电池顶盖及动力电池

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池顶盖及动力电池。

背景技术

随着锂离子电池技术的日益成熟，锂离子电池作为动力电池广泛应用于电动汽车和储能领域中，对锂离子电池的使用性能及安全性要求日益升高。为提高动力电池的安全性，通常在动力电池上设置熔断结构，当出现动力电池过充等情况时，熔断结构熔断，防止动力电池发生爆炸等危险。

目前，电芯的熔断结构均设置在电芯内部的铝转接片上，由于熔断结构在电芯内部，使电芯的性能和安全性方面存在影响：1、以往设计熔断结构在电芯内部的铝转接片上，熔断结构周围是电解液，电解液易燃，熔断结构在熔断时会产生大量的热，温度高达600℃以上，甚至会产生火花，存在引燃电解液导致电芯热失控的风险；2、以往电芯熔断结构的设计是在电芯内部铝连接片上开槽减小局部过流能力来实现的，在电芯正常使用过程中熔断位置产热较多，局部温升高，会对电芯的循环性能造成不利影响；3、以往设计熔断结构周围是电解液，熔断结构在熔断前会使附着在熔断结构上的电解液蒸发，电解液蒸发吸热会带走大量的热，会延长熔断时间，载流能力差。

为此，提出一种电池顶盖及动力电池来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种电池顶盖，具备熔断保护功能，结构简单可靠；用于动力电池上，安全可靠性高，提高电芯循环性能，载流能力强，提高动力电池性能。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池顶盖，包括盖板、沿第一方向设置在所述盖板上的上极柱、与所述上极柱连接的下极柱、以及设置在所述上极柱和所述盖板之间的上塑胶，所述上极柱包括：

第一连接部，与所述上塑胶连接；

第二连接部，与所述下极柱连接；

熔断部，沿第二方向设置在所述第一连接部和所述第二连接部之间，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述熔断部的横截面积小于所述第一连接部的横截面积且所述熔断部的横截面积小于所述第二连接部的横截面积。

可选地，所述熔断部包括开设在所述上极柱上的凹陷槽，所述凹陷槽包括：

第一凹陷槽，开设在所述上极柱沿第三方向的侧面，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向；和/或

第二凹陷槽，开设在所述上极柱的中部位置。

可选地，所述上塑胶上凸设有隔离部，所述隔离部穿设于所述凹陷槽。

可选地，所述隔离部包括间隔设置的第一隔离部和第二隔离部，所述第一隔离部和所述第二隔离部分别与所述第一凹陷槽和所述第二凹陷槽对应设置。

可选地，所述电池顶盖还包括隔离件，所述隔离件设置在所述凹陷槽上。

可选地，所述凹陷槽还包括第三凹陷槽，所述第三凹陷槽开设在所述上极柱沿第一方向的端面。

可选地，所述电池顶盖还包括设置在所述熔断部上方的防护板，所述防护板与所述上极柱连接。

可选地，所述电池顶盖还包括防转柱，所述防转柱连接所述上塑胶和所述盖板。

本实用新型的另一个目的在于提供一种动力电池，安全可靠性高，提高电芯循环性能，载流能力强，提高动力电池性能。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种动力电池，其包括上述的电池顶盖。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种电池顶盖，通过减小上极柱的局部过流面积，当电流超过上极柱的熔断部的过流极限时熔断，从而使电池顶盖具备熔断保护功能，结构简单可靠；上极柱上的熔断部的具体形状及位置，不作限定，具体地，熔断部的结构根据过流极限进行设定，设计方便。使用电池顶盖时，上极柱设置在盖板远离电芯的一侧，使上极柱设置在电芯腔体外部，即熔断部设置在电芯腔体的外部，熔断部的外周是空气，不会引燃电解液导致爆炸，安全可靠性高；熔断部设置在电芯外部，更容易将热量传递到空气中，避免对电芯内部温度产生影响，从而避免局部温度过高而影响电芯循环性能；应用了此电池顶盖的电芯，熔断部的外周是空气，在相同熔断时间下，可以设计更大的熔断面积，载流能力更强，提高了使用本电池顶盖的电芯、模组、电池包及整车的性能。

本实用新型提供的一种动力电池，通过采用上述的电池顶盖，通过上极柱上设置熔断部以使电池顶盖具备熔断保护功能，结构简单可靠，设计方便。上极柱设置在盖板远离电芯的一侧，使上极柱设置在电芯腔体外部，即熔断部设置在电芯腔体的外部，熔断部的外周是空气，不会引燃电解液导致爆炸，安全可靠性高；熔断部设置在电芯外部，更容易将热量传递到空气中，避免对电芯内部温度产生影响，从而避免局部温度过高而影响电芯循环性能；应用了此电池顶盖的电芯，熔断部的外周是空气，在相同熔断时间下，可以设计更大的熔断面积，载流能力更强，提高了使用本电池顶盖的电芯、模组、电池包及整车的性能。

附图说明

图1是本实用新型的具体实施方式提供的电池顶盖的结构示意图；

图2是本实用新型的具体实施方式提供的电池顶盖的俯视图；

图3是本实用新型的具体实施方式提供的电池顶盖的爆炸图；

图4是本实用新型的具体实施方式提供的上极柱的俯视图；

图5是本实用新型的具体实施方式提供的上极柱的侧视图；

图6是本实用新型的具体实施方式提供的上塑胶的俯视图。

图中：

1-上极柱；11-第一连接部；12-第二连接部；13-熔断部；131-第一凹陷槽；132-第二凹陷槽；133-第三凹陷槽；

2-上塑胶；21-第一隔离部；22-第二隔离部；23-第一安装孔；

3-下极柱；4-下塑胶；5-盖板；51-注液孔；52-第二安装孔；6-防护板；7-防转柱；8-密封圈；91-防爆阀；92-保护膜。

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做进一步的详细描述，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做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。

实施例一

本实施例提供了一种电池顶盖，如图1-图4所示，其包括盖板5、沿第一方向设置在盖板5上的上极柱1、与上极柱1连接的下极柱3、和设置在上极柱1和盖板5之间的上塑胶2。具体地，上极柱1包括第一连接部11、第二连接部12和熔断部13，第一连接部11与上塑胶2连接，第二连接部12与下极柱3连接，熔断部13沿第二方向设置在第一连接部11和第二连接部12之间，第二方向垂直于第一方向，熔断部13的横截面积小于第一连接部11的横截面积且熔断部13的横截面积小于第二连接部12的横截面积。

通过减小上极柱1的局部过流面积，当电流超过上极柱1的熔断部13的过流极限时熔断，从而使电池顶盖具备熔断保护功能，结构简单可靠；上极柱1上的熔断部13的具体形状及位置，不作限定，具体地，熔断部13的结构根据过流极限进行设定，设计方便。使用电池顶盖时，上极柱1设置在盖板5远离电芯的一侧，使上极柱1设置在电芯腔体外部，即熔断部13设置在电芯腔体的外部，熔断部13的外周是空气，不会引燃电解液导致爆炸，安全可靠性高；熔断部13设置在电芯外部，更容易将热量传递到空气中，避免对电芯内部温度产生影响，从而避免局部温度过高而影响电芯循环性能；应用了此电池顶盖的电芯，熔断部13的外周是空气，在相同熔断时间下，可以设计更大的熔断面积，载流能力更强，提高了使用本电池顶盖的电芯、模组、电池包及整车的性能。如图1所示，本实施例中，第一方向为x向，第二方向为y向，第三方向为z向。

具体地，参照图1-图3所示，电池顶盖上设置有正极上极柱和负极上极柱，正极上极柱和负极上极柱可同时使用上述的上极柱1结构，也可以正极上极柱和负极上极柱中的一个使用上述的上极柱1结构，不作限定。本实施例中，负极上极柱使用了上述的上极柱1结构，正极上极柱使用上述上极柱1结构或不使用上述上极柱1均可。

如图4和图5所示，可选地，熔断部13包括设置在上极柱1上的凹陷槽，通过凹陷槽使上极柱1的横截面积分别小于第一连接部11和第二连接部12的横截面积，结构简单。可选地，凹陷槽包括第一凹陷槽131，第一凹陷槽131设置在上极柱1沿第三方向的侧面，其中，第三方向垂直于第一方向和第二方向，从而减小熔断部13的横截面积；本实施例中，两个第一凹陷槽131对称开设在上极柱1沿第三方向的两侧，结构均匀对称，便于设计熔断部13的横截面积以计算过流极限，其他实施例中，也可以开设多个第一凹陷槽131，第一凹陷槽131可以对称开设，也可以不对称开设。可选地，凹陷槽包括第二凹陷槽132，第二凹陷槽132设置在上极柱1的中部位置，从而减小熔断部13的横截面积；本实施例中，第二凹陷槽132设置在上极柱1的沿第三方向的中间，使熔断部13对称设置，第二凹陷槽132将熔断部13分隔为对称的两个分部，从而减小熔断部13的横截面积，且使熔断部13的结构对称，其他实施例中，可以开设多个第二凹陷槽132，各个第二凹陷槽132可以对称开设，也可以不对称开设，可以开设在正中间，也可以不开设在正中间，均不作限定。可选地，凹陷槽还包括第三凹陷槽133，第三凹陷槽133设置在上极柱1的端面，从而减小熔断部13的横截面积；本实施例中，上极柱1的上、下端面对称开设有第三凹陷槽133，其他实施例中，可以只在一个端面开设第三凹陷槽133，也可以两个端面同时开设第三凹陷槽133，两个端面上的第三凹陷槽133的深度可以相同也可以不同，不作限定。

本实施例中，第一凹陷槽131、第二凹陷槽132和第三凹陷槽133同时设置，其他实施例中，第一凹陷槽131、第二凹陷槽132和第三凹陷槽133，也可以任选其一或其二设置，不作限定。继续参照图4和图5，熔断面积S即熔断部13的横截面积，熔断部13的长度为L1+L2，熔断部13的厚度为H，则，S＝L1+L2×H，当凹陷部的结构规则时，更容易计算熔断面积。

为了避免电池顶盖的熔断部13熔断后又重新搭接在一起，可选地，上塑胶2上凸设有隔离部，隔离部穿设于凹陷槽，熔断部13熔断后隔离部用于支撑隔离熔断的上极柱1的两个部分，防止重新搭接，其中，隔离部由绝缘且熔点较高的材质制成，并且隔离部的材质较硬以起到支撑作用。可选地，隔离部与上塑胶2为一体结构，通过一体注塑成型，结构可靠，减少后续组装工艺；可选地，隔离部与上塑胶2也可以为分体结构，根据凹陷槽的位置再安装隔离部，适用性好；具体地，隔离部可以粘接或通过紧固件等方式连接在上塑胶2上，本实施例中，设置有第一隔离部21和第二隔离部22，第一隔离部21和第二隔离部22分别与第一凹陷槽131和第二凹陷槽132对应设置，以提高隔离支撑的可靠性。

为了避免熔断部13在熔断时熔珠飞溅，可选地，电池顶盖还包括设置在熔断部13上方的防护板6，防护板6与上极柱1连接，防护板6可以遮挡飞溅的溶珠；防护板6可以通过粘接、熔接或卡扣结构等方式连接在上极柱1上。

如图6所示，可选地，电池顶盖还包括防转柱7，防转柱7连接上塑胶2和盖板5，以使上塑胶2安装稳定，具体地，上塑胶2上开设有第一安装孔23，盖板5上开设有第二安装孔52，防转柱7穿设于第一安装孔23和第二安装孔52以使上塑胶2和盖板5固定；具体地，防转柱7可以是方轴，当防转柱7为方轴时，可以设置一个或多个防转柱7；本实施例中，防转柱7为圆轴，两个圆轴同时用于固定上塑胶2和盖板5。

可选地，电池顶盖还包括设置在盖板5上的防爆阀91及保护膜92，以提高动力电池的安全性，具体地，盖板5上开设有安装孔，防爆阀91安装在安装孔上，保护膜92设置在防爆阀91上。

具体地，盖板5上开设有注液孔51，用于向内部注射电解液。

具体地，下极柱3穿过盖板5上的通孔与上极柱1通过铆接的方式连接，然后沿着铆接边缘进行激光焊接，有效降低连接内阻；盖板5与上极柱1通过上塑胶2进行绝缘防护，盖板5与下极柱3通过下塑胶4进行绝缘防护，下极柱3与盖板5上的通孔通过密封圈8连接，以实现电池盖板5的密封性。

本实施例还提供了一种动力电池，其包括上述的电池顶盖，通过上极柱1上设置熔断部13以使电池顶盖具备熔断保护功能，结构简单可靠，设计方便。使用电池顶盖时，上极柱1设置在盖板5远离电芯的一侧，使上极柱1设置在电芯腔体外部，即熔断部13设置在电芯腔体的外部，熔断部13的外周是空气，不会引燃电解液导致爆炸，安全可靠高；熔断部13设置在电芯外部，更容易将热量传递到空气中，避免对电芯内部温度产生影响，从而避免局部温度过高而影响电芯循环性能；应用了此电池顶盖的电芯，熔断部13的外周是空气，在相同熔断时间下，可以设计更大的熔断面积，载流能力更强，提高了使用本电池顶盖的电芯、模组、电池包及整车的性能。

实施例二

本实施例提供了一种电池顶盖，本实施例提供的电池顶盖与实施例一中的电池顶盖的不同之处在于：用于隔离熔断后的上极柱1的结构存在差异，本实施例不再对与实施例一相同的结构进行赘述。

本实施例与实施例一的区别在于，电池顶盖还包括隔离件，隔离件设置在凹陷槽上，隔离件卡接、粘接或通过紧固件可拆卸连接在上极柱1上。熔断部13熔断后隔离件用于支撑隔离熔断的上极柱1的两个部分，防止重新搭接，其中，隔离件由绝缘且熔点较高的材质制成，并且隔离件的材质较硬以起到支撑作用。

本实施例还提供了一种动力电池，其包括上述的电池顶盖。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池顶盖，其特征在于，包括盖板(5)、沿第一方向设置在所述盖板(5)上的上极柱(1)、与所述上极柱(1)连接的下极柱(3)、以及设置在所述上极柱(1)和所述盖板(5)之间的上塑胶(2)，所述上极柱(1)包括：

第一连接部(11)，与所述上塑胶(2)连接；

第二连接部(12)，与所述下极柱(3)连接；

熔断部(13)，沿第二方向设置在所述第一连接部(11)和所述第二连接部(12)之间，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述熔断部(13)的横截面积小于所述第一连接部(11)的横截面积且所述熔断部(13)的横截面积小于所述第二连接部(12)的横截面积。

2.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述熔断部(13)包括开设在所述上极柱(1)上的凹陷槽，所述凹陷槽包括：

第一凹陷槽(131)，开设在所述上极柱(1)沿第三方向的侧面，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向；和/或

第二凹陷槽(132)，开设在所述上极柱(1)的中部位置。

3.根据权利要求2所述的电池顶盖，其特征在于，所述上塑胶(2)上凸设有隔离部，所述隔离部穿设于所述凹陷槽。

4.根据权利要求3所述的电池顶盖，其特征在于，所述隔离部包括间隔设置的第一隔离部(21)和第二隔离部(22)，所述第一隔离部(21)和所述第二隔离部(22)分别与所述第一凹陷槽(131)和所述第二凹陷槽(132)对应设置。

5.根据权利要求3所述的电池顶盖，其特征在于，所述隔离部与所述上塑胶(2)为一体结构，或所述隔离部与所述上塑胶(2)为分体结构。

6.根据权利要求3所述的电池顶盖，其特征在于，所述电池顶盖还包括隔离件，所述隔离件设置在所述凹陷槽上。

7.根据权利要求2所述的电池顶盖，其特征在于，所述凹陷槽还包括第三凹陷槽(133)，所述第三凹陷槽(133)开设在所述上极柱(1)沿所述第一方向的端面。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电池顶盖，其特征在于，所述电池顶盖还包括设置在所述熔断部(13)上方的防护板(6)，所述防护板(6)与所述上极柱(1)连接。

9.根据权利要求1-7任一项所述的电池顶盖，其特征在于，所述电池顶盖还包括防转柱(7)，所述防转柱(7)连接所述上塑胶(2)和所述盖板(5)。

10.一种动力电池，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电池顶盖。

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