CN214477672U - 电池盖板组件、单体电池、电池包及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电池盖板组件、单体电池、电池包及电动车辆，该电池盖板组件，包括盖板、正极柱及导电件，盖板用于封装单体电池的壳体的开口，正极柱的下端用于与单体电池的电芯电连接，正极柱的上端向上依次穿过盖板和导电件，导电件电连接于正极柱，其中，导电件和盖板中的一者上设置有第一凸起，另一者设置有第一凹槽，第一凸起插接到第一凹槽内，且第一凸起的表面与第一凹槽的表面至少部分接触。通过设置该电池板组件，有利于避免出现壳体或防爆阀因嵌锂而发生腐蚀的情况。而且，还利于减小导电件与盖板之间的接触电阻，提高导电能力。同时，也利于提高导电件与盖板安装的稳定性，保证了导电件与盖板接触导电的可靠性。

Description

电池盖板组件、单体电池、电池包及电动车辆

技术领域

本公开涉及电池技术领域，具体地，涉及一种电池盖板组件、单体电池、电池包及电动车辆。

背景技术

在现有技术的单体电池中，正极柱与盖板之间设置有绝缘片，使得盖板不带电，从而使得与盖板相连的单体电池的壳体不带电。因此，单体电池的壳体的电位位于正极电位与负极电位之间，壳体与负极之间存在电位差。通常壳体的材质为铝材质，研究表明，当壳体与负极之间的电位差较低时，例如，壳体与负极之间的电差出现小于1.0V的情况时，构成了壳体腐蚀条件，电解液会壳体腐蚀，特别是对铝质防爆阀薄弱区的腐蚀，存在较大漏液风险。尤其是在充电过程中，锂离子会在电流的作用下嵌入到铝材质的壳体中，形成例如铝锂合金疏松组织，对铝材质的壳体及防爆阀造成严重腐蚀。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种电池盖板组件、单体电池、电池包及电动车辆，通过设置该电池盖板组件，有利于避免出现单体电池的壳体或防爆阀因嵌锂而发生腐蚀的情况。

为了实现上述目的，本公开提供一种电池盖板组件，包括盖板、正极柱及导电件，所述盖板用于封装单体电池的壳体的开口，所述正极柱的下端用于与所述单体电池的电芯电连接，所述正极柱的上端向上依次穿过所述盖板和所述导电件，所述导电件电连接所述正极柱和所述盖板，其中，所述导电件和所述盖板中的一者上设置有第一凸起，所述导电件和所述盖板中的另一者设置有第一凹槽，所述第一凸起插接到所述第一凹槽内，且所述第一凸起的表面与所述第一凹槽的表面至少部分接触，以使得所述导电件与所述盖板电连接。

可选地，所述第一凸起的表面与所述第一凹槽的表面完全接触。

可选地，所述电池盖板组件还包括外连接端子，所述外连接端子连接在所述正极柱的上端且位于所述导电件的上方，所述外连接端子和所述导电件中的一者上设置有第二凹槽，所述外连接端子和所述导电件中的另一者上设置有第二凸起，所述第二凸起插接到所述第二凹槽内。

可选地，所述导电件上还形成有向上延伸的环形翻边，所述外连接端子部分嵌设在所述环形翻边限定的凹腔内。

可选地，所述第一凸起设置于所述导电件的下表面，所述第一凸起的下端到所述导电件的所述下表面的距离为0.5mm-1mm，和/或，所述第二凸起设置于所述导电件的上表面，所述第二凸起的上端到所述导电件的所述上表面的距离为0.5mm-1mm。

可选地，所述第一凸起设置于所述导电件的下表面，所述第二凸起设置于所述导电件的上表面，所述导电件的所述第一凸起的表面积和所述第二凸起的表面积之和与所述导电件的所述上表面的表面积和所述下表面的表面积之和的比值为30％-70％。

可选地，所述导电件与所述盖板过盈配合，和/或，所述导电件与所述外连接端子过盈配合。

可选地，所述导电件的电阻为100Ω-5000Ω。

根据本公开的另一方面，提供一种单体电池，该单体电池包括壳体、电芯和上述的电池盖板组件，所述电芯设置在所述壳体内，所述正极柱通过内引出片与所述电芯电连接，所述电池盖板组件通过所述盖板封装所述壳体的开口，所述盖板与所述壳体电连接。

根据本公开的又一方面，提供一种电池包，包括上述的单体电池。

根据本公开的再一方面，提供一种电动车辆，包括上述的电池包。

在本公开提供的电池盖板组件中，增加了导电件，并使导电件电连接正极柱与盖板，从而使与盖板电连接的单体电池的壳体带正电。如此，使壳体的电位不会低于单体电池的负极的电位，保证了电位差，有利于避免出现壳体或防爆阀因嵌锂而发生腐蚀的情况。

而且，在本公开提供的电池盖板组件中，导电件与盖板之间通过第一凸起和第一凹槽的凹凸配合，第一凸起与第一凹槽的表面至少部分接触，形成面面接触，一方面，利于减小导电件与盖板之间的接触电阻，提高导电能力；另一方面，凸起与凹槽形式的插接配合也利于提高导电件与盖板安装的稳定性，保证了两者接触导电的可靠性。

本公开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

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施方式的电池盖板组件的呈分解状态的剖视示意图；

图2是本公开一种实施方式的电池盖板组件的呈装配状态的剖视示意图；

图3是本公开一种实施方式的电池盖板组件的呈分解状态的立体示意图，其中，未示出第一凸起和第二凸起；

图4是本公开另一种实施方式的单体电池的正视示意图，其中，未示出负极柱和防爆阀；

图5是本公开一种实施例提供的电池包的部分结构的分解立体示意图。

附图标记说明

1000-电池包；100-单体电池；10-电池盖板组件；11-盖板；111-第一凹槽；112-凹陷部；12-正极柱；13-导电件；131-第一凸起；132-第二凸起；133-环形翻边；134-凹腔；135-下表面；136-上表面；14-外连接端子；141-第二凹槽；15-负极柱；16-防爆阀；17-内引出件；20-壳体。

具体实施方式

以下结合附图对本公开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公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指基于附图的图面方向定义的，以靠近单体电池100的电芯的方向为下方，以远离单体电池100的电芯的方向为上方，“内、外”是指相关零部件的内外。另外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

如图1至图5所示，本公开提供了一种电池盖板组件10、包括该电池盖板组件10的单体电池100、包括该单体电池100的电池包1000、以及包括该电池包1000的电动车辆。

其中，单体电池100可以还包括壳体20和电芯(未图示)，电芯设置在壳体20内，正极柱12通过内引出件17与电芯电连接，电池盖板组件10通过盖板11封装壳体20的开口，盖板11可与壳体20电连接。多个单体电池100可通过串联或并联成电池模组并可以置入包体(即电池包1000的外壳)内而形成电池包1000，例如，动力电池。此外，除动力电池领域外，本公开中提供的各种技术方案还可以广泛应用于其他的电池领域中。

如图1至图3所示，本公开提供的电池盖板组件10包括盖板11、正极柱12及导电件13。盖板11用于封装单体电池100的壳体20的开口。正极柱12的下端用于与单体电池100的电芯电连接，正极柱12的上端向上依次穿过盖板11和导电件13，导电件13电连接于正极柱12。其中，导电件13和盖板中的一者上设置有第一凸起131，导电件13和盖板11中的另一者设置有第一凹槽111，第一凸起131插接到第一凹槽111内，且第一凸起131的表面与第一凹槽111的表面至少部分接触，以使得导电件13与盖板11电连接。例如，导电件13的下表面设置有第一凸起131，盖板11的上表面设置有第一凹槽111。导件件13通过第一凸起131与盖板11的第一凹槽111插接配合。可选地，如图5所示，盖板11组件可还包括负极柱15和防爆阀16，负极柱15可绝缘嵌设在盖板11上。

在本公开提供的电池盖板组件10中，增加了导电件13，并使导电件13电连接正极柱12与盖板11，从而使与盖板11电连接的单体电池100的壳体20带正电。如此，使壳体20的电位不会低于单体电池100的负极的电位，保证了电位差，有利于避免出现壳体20或防爆阀16因嵌锂而发生腐蚀的情况。

而且，在本公开提供的电池盖板组件10中，导电件13与盖板11之间通过第一凸起131和第一凹槽111的凹凸配合，第一凸起131与第一凹槽111的表面至少部分接触，形成面面接触，一方面，能够减小导电件13与盖板11之间的接触电阻，提高导电能力；另一方面，凸起与凹槽形式的插接配合也利于提高导电件13与盖板11安装的稳定性，保证了两者接触导电的可靠性。

可选地，在本公开的一种实施方式中，第一凸起131的表面与第一凹槽111的表面可以完全接触。如此，能够增大导电件13与盖板11之间的接触面积，降低两者之间的接触电阻。

需要说明的是，第一凸起131的表面与第一凹槽111的表面完全接触指的是两者的表面全部用作导电接触面。另外，第一凸起131的表面与第一凹槽111的表面可以是直接接触，也可以是间接接触，例如，第一凸起131与第一凹槽111之间通过焊料导电接触。当两者为间接接触时，第一凸起131的外表面和第一凹槽111的外表面均全部用作与焊料接触的导电接触面。

如图1至图3所示，电池盖板组件10可以还包括外连接端子14，外连接端子14连接在正极柱12的上端且位于导电件13的上方。例如，外连接端子14套设在正极柱12的上端。外连接端子14和导电件13中的一者上设置有第二凹槽141，外连接端子14和导电件13中的另一者上设置有第二凸起132。例如，外连接端子14的下表面设置有第二凹槽141，导电件13的上表面设置有第二凸起132，导电件13的第二凸起132插接到第二凹槽141内，两者至少部分接触。

由于导电件13与外连接端子14之间通过第二凸起132和第二凹槽141的凹凸配合，一方面，能够增加导电件13与外连接端子14之间的接触面积，减小接触电阻，提高导电能力；另一方面也利于提高导电件13与外连接端子14安装的稳定的。

其中，可选地，外连接端子14可以为铝材质的长方体结构。

如图1至图3所示，导电件13上(例如上表面136)可还形成有向上延伸的环形翻边133，外连接端子14部分嵌设在环形翻边133限定的凹腔134内。如此设计，进一步增加了外连接端子14与导电件13的接触面积，有利于提升了外连接端子14与导电件13导电接触的可靠性及安装的稳固性。另外，如此设计还利于降低单体电池100的高度。

如图1和图3所示，盖板11的上表面可以设置有用于装配导电件13的凹陷部112，导电件13的下部嵌设在上述凹陷部112内，以增加盖板11与导电件13的接触面积，提升盖板11与导电件13安装的稳固性。同时，还利于进一步降低单体电池100的高度。

可选地，在本公开的一种实施方式中，第一凸起131设置于导电件13的下表面135，第一凸起131的下端到导电件13的下表面的距离可以为0.5mm-1mm，和/或，第二凸起133设置于导电件13的上表面136，第二凸起132的上端到导电件13的上表面的距离可以为0.5mm-1mm。换言之，第一凸起131的高度可以为0.5mm-1mm，第二凸起132的高度可以为0.5mm-1mm。

第一凸起131和第二凸起132的高度在上述范围值之内，在增大导电件13与盖板11和外连接端子14的接触面积，提升两者接触可靠性，减小电阻以及提升导电件13与盖板11和外连接端子14安装稳固性的同时，还使得第一凸起131和第二凸起132的高度不至于过大或过小。

需要说明的是，本公开对第一凸起131的下端到导电件13的下表面的距离，第二凸起132的上端到导电件13的上表面的距离不作限定，除了上述的范围值之外，还可为其他任意适当的值。

可选地，在本公开的一种实施方式中，导电件13的第一凸起131的表面积和第二凸起132的表面积之和与导电件13的上表面的表面积和下表面的表面积之和的比值为30％-70％。在该比值范围之内，在增大导电件13与盖板11和外连接端子14的接触面积、提升了导电件13与盖板11和外连接端子14接触可靠性，减小接触电阻及增加安装稳固性的同时，还使得第一凸起131和第二凸起132的尺寸不至于过大或过小。

需要说明的是，导电件13的下表面的表面积包括导电件13的下表面中的平面部分和第一凸起131的表面积，导电件13的上表面的表面积包括导电件13的上表面中的平面部分和第二凸起132的表面积。

同样，需要说明的是，本公开对导电件13的第一凸起131的表面积第二凸起132的表面积之和与导电件13的上表面的表面积和下表面的表面积之和的比值不作限定，除了上述的比值范围之外，还可为其他任意适当的值。

在本公开中，导电件13可以采用任意适当的工艺装配在盖板11上，例如，超声焊、热熔、挤压等工艺，本公开对此不作限定。其中，导电件13可与盖板11过盈配合，和/或，导电件13可与外连接端子14过盈配合。即，导电件13的第一凸起131可与盖板11的第一凹槽111过盈配合，导电件13的第二凸起132可与外连接端子14的第二凹槽141过盈配合。过盈配合使得导电件13与盖板11和外连接端子14接触部位的物理接触更紧密，在接触部分不会出现空气间隙，从而能够避免因为空气间隙，减少这部分空气带来的电阻，使每个产品电阻一致性大大提高。因为空气的电阻很大，会增加接触阻抗。而且，由于非过盈配合空气间隙是不可控的，跟材料表面加工状态有关，稳定性差。本公开采用过盈配合，从而可以忽略材料表面加工状态不一致带来的问题，降低对材料加工的要求。另外还有利于提升导电件13与盖板11和外连接端子14之间安装的稳固性。

在本公开的一种实施方式中，导电件13的电阻可以为10Ω-10000Ω，当电阻在该范围内时，在电池正常工作时，由于导电件13不会有电流经过，导电件13的电阻不会影响单体电池100的内阻。当单体电池100装配入包体后形成电池包1000时，若电池包1000中任意两个单体电池100发生绝缘失效，与电池包1000的托盘或其他金属件接触发生电连接后，电池包1000发生短路，此时短路电流会流经发生短路的单体电池100的壳体20，再通过导电件13流经正极柱12与另一单体电池100发生短路。例如，由于该单体电池100的正极柱12与盖板11之间设计有带电阻的导电件13，在相邻两单体电池100发生短路时，短路电流可小至为0.00064A-0.32A，在串联的电池包1000之间，相邻两个电池包1000的正负极两端发生短路时，短路电流可以小至为0.064A-32A，短路电流很小，不会带来安全风险。

可见，通过设置本公开提供的电池盖板组件10，在单体电池100正常工作时，导电件13不会对单体电池100的正常工作造成影响。而在单体电池100发生例如短路等异常时，由于导电件13的带有大电阻，可将短路电流限制到比较小的范围，有利于降低因短路带来的短路风险的概率。

本公开对导电件13的电阻不作限定，优先地，导电件13的电阻可以为1000-50000Ω。

本公开对导电件13的具体材质不作限定。可选地，导电件13可以为导电塑料、导电橡胶、导电陶瓷、PTC电阻或半导体材料等，以使导电件13具有耐高压击穿的功能。例如，在击穿电压至少大于50V时，保证在高压后，电阻仍然在10Ω-100000Ω的范围，且不能有太大的波动，并使发热功率大于3.2kW。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (11)

1.一种电池盖板组件，其特征在于，包括盖板(11)、正极柱(12)及导电件(13)，所述盖板(11)用于封装单体电池(100)的壳体(20)的开口，所述正极柱(12)的下端用于与所述单体电池(100)的电芯电连接，所述正极柱(12)的上端向上依次穿过所述盖板(11)和所述导电件(13)，所述导电件(13)电连接于所述正极柱(12)，

其中，所述导电件(13)和所述盖板(11)中的一者上设置有第一凸起(131)，所述导电件(13)和所述盖板(11)中的另一者设置有第一凹槽(111)，所述第一凸起(131)插接到所述第一凹槽(111)内，且所述第一凸起(131)的表面与所述第一凹槽(111)的表面至少部分接触，以使得所述导电件(13)与所述盖板(11)电连接。

2.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述第一凸起(131)的表面与所述第一凹槽(111)的表面完全接触。

3.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述电池盖板组件(10)还包括外连接端子(14)，所述外连接端子(14)连接在所述正极柱(12)的上端且位于所述导电件(13)的上方，所述外连接端子(14)和所述导电件(13)中的一者上设置有第二凹槽(141)，所述外连接端子(14)和所述导电件(13)中的另一者上设置有第二凸起(132)，所述第二凸起(132)插接到所述第二凹槽(141)内。

4.根据权利要求3所述的电池盖板组件，其特征在于，所述导电件(13)上还形成有向上延伸的环形翻边(133)，所述外连接端子(14)部分嵌设在所述环形翻边(133)限定的凹腔(134)内。

5.根据权利要求3所述的电池盖板组件，其特征在于，所述第一凸起(131)设置于所述导电件(13)的下表面(135)，所述第一凸起(131)的下端到所述导电件(13)的所述下表面(135)的距离为0.5mm-1mm，和/或，所述第二凸起(132)设置于所述导电件(13)的上表面(136)，所述第二凸起(132)的上端到所述导电件(13)的所述上表面(136)的距离为0.5mm-1mm。

6.根据权利要求3所述的电池盖板组件，其特征在于，所述第一凸起(131)设置于所述导电件(13)的下表面(135)，所述第二凸起(132)设置于所述导电件(13)的上表面(136)，所述导电件(13)的所述第一凸起(131)的表面积和所述第二凸起(132)的表面积之和与所述导电件(13)的所述上表面(136)的表面积和所述下表面(135)的表面积之和的比值为30％-70％。

7.根据权利要求3所述的电池盖板组件，其特征在于，所述导电件(13)与所述盖板(11)过盈配合，和/或，所述导电件(13)与所述外连接端子(14)过盈配合。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电池盖板组件，其特征在于，所述导电件(13)的电阻为100Ω-5000Ω。

9.一种单体电池，其特征在于，该单体电池(100)包括壳体(20)、电芯和根据权利要求1-8中任一项所述的电池盖板组件(10)，所述电芯设置在所述壳体(20)内，所述正极柱(12)通过内引出件(17)与所述电芯电连接，所述电池盖板组件(10)通过所述盖板(11)封装所述壳体(20)的开口，所述盖板(11)与所述壳体(20)电连接。

10.一种电池包，其特征在于，包括根据权利要求9所述的单体电池。

11.一种电动车辆，其特征在于，包括根据权利要求10所述的电池包。

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