CN215834663U - 一种电池顶盖结构、电池及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池顶盖结构、电池及电池模组，包括顶盖片，具有在厚度方向上相对的第一表面和第二表面，所述第一表面面向电池模组的线束板，所述第二表面面向电池的电芯，且与电池的壳体固定连接；第一极柱和第二极柱，分别绝缘固定于所述顶盖片，用于与电芯的电极电连接；还包括第三极柱，所述第三极柱暴露于所述第一表面，以使所述第三极柱与所述线束板的采集线固定连接，所述第三极柱的底部与所述顶盖片固定连接。本实用新型通过增加第三极柱，能够监控电池的绝缘性和安全性，有助于提高电池的质量。

Description

一种电池顶盖结构、电池及电池模组

技术领域

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池顶盖结构、电池及电池模组。

背景技术

如今，锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。现有方形铝壳电池一般为双电极极柱，组装模组时所有的采集线束都集中有两个极柱上，随着电池充放电，电极柱升温，会造成采集线绝缘层加速老化或脱落，使得采集线存在交织干扰的现象，影响数据的准确性，甚至可能造成短路，引发安全风险。

现有模组监控电池温度，主要通过将线束接在极耳上，监控极耳的温度反馈电池的实际温度，这样的采集方式会造成采集温度与实际电池温度存在差异，影响数据的准确性，从而造成系统判断失误。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种电池顶盖结构，通过增加第三极柱，能够监控电池的绝缘性和安全性，有助于提高电池的质量。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电池顶盖结构，包括顶盖片，具有在厚度方向上相对的第一表面和第二表面，所述第一表面面向电池模组的线束板，所述第二表面面向电池的电芯，且与电池的壳体固定连接；第一极柱和第二极柱，分别绝缘固定于所述顶盖片，用于与电芯的电极电连接；还包括第三极柱，所述第三极柱暴露于所述第一表面，以使所述第三极柱与所述线束板的采集线固定连接，所述第三极柱的底部与所述顶盖片固定连接。

优选的，所述第一极柱、所述第二极柱及所述第三极柱均凸出所述第一表面，所述第三极柱与所述顶盖片为一体成型结构。

优选的，所述第三极柱固定在所述第一表面，固定连接的方式为焊接或粘接。

优选的，所述第三极柱包括一体或分体设置的本体部和连接部，所述连接部设置在所述本体部的底部；

优选的，所述本体部暴露于所述第一表面，所述本体部用于与线束板的采集线固定连接，所述顶盖片设置有与所述连接部配合的盲孔或通孔，所述连接部至少部分嵌于所述顶盖片，以使所述第三极柱与所述顶盖片固定连接。

优选的，所述第三极柱的形状为圆形、方形或椭圆形。

优选的，所述第三极柱的至少一个侧部为弧状结构。

优选的，所述第三极柱的至少一个侧部为内凹结构。

本实用新型的目的之二在于提供一种电池，包括壳体，设置有开口；电芯，容置于所述壳体；及如上述的电池顶盖结构，顶盖片固定于所述开口，所述顶盖片用于将所述电芯封闭在所述壳体内。

本实用新型的目的之三在于提供一种电池模组，包括线束板及若干个如上述的电池；所述线束板安装有多个采集线，所述采集线的一端连接所述线束板，所述采集线的另一端连接第一极柱、第二极柱或第三极柱。

优选的，所述采集线为温度采集线，所述温度采集线连接所述第三极柱，以监控电池的温度。

优选的，所述采集线为电压采集线，所述电压采集线的数量为至少三个，三个所述电压采集线的端部分别连接于所述第一极柱、所述第二极柱及所述第三极柱。

优选的，相邻的两个电池的所述第三极柱错开设置，且分别连接所述电压采集线。

优选的，所述采集线通过缠绕、焊接、卡接或粘接与所述第一极柱、所述第二极柱及所述第三极柱固定连接。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括顶盖片，具有在厚度方向上相对的第一表面和第二表面，所述第一表面面向电池模组的线束板，所述第二表面面向电池的电芯，且与电池的壳体固定连接；第一极柱和第二极柱，分别绝缘固定于所述顶盖片，用于与电芯的电极电连接；还包括第三极柱，所述第三极柱暴露于所述第一表面，以使所述第三极柱与所述线束板的采集线固定连接，所述第三极柱的底部与所述顶盖片固定连接。由于现有模组监控电池温度时，主要通过将线束接在极耳上，监控极耳的温度反馈电池的实际温度，这样的采集方式会造成采集温度与实际电池温度存在差异，影响数据的准确性，从而造成系统判断失误。为了便于线束板的采集线对电池进行接线，增加第三极柱，通过第三极柱连接顶盖片，顶盖片连接壳体，即第三极柱和壳体是导通的，同时，第三极柱通过采集线与线束板连接，相当于将采集线接在壳体上，能够分别采集电池的温度和电压数据，即通过实时监控电池的温度和电压，有助于提前发现电池是否热失控或短路，从而提高电池的安全性。其中，第一表面面向电池模组的线束板，第一极柱、第二极柱及第三极柱均设置在第一表面上，可分布在第一表面的任意位置，也可以直接在壳体上直接形成第三极柱，而且，第三极柱暴露于第一表面，便于将采集线固定在第三极柱。本实用新型通过增加第三极柱，能够监控电池的绝缘性和安全性，有助于提高电池的质量。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本实用新型中实施方式一的电池模组的结构示意图。

图2为本实用新型中实施方式一的电池的结构示意图。

图3为本实用新型中实施方式一的顶盖片的结构示意图。

图4为本实用新型中实施方式一的第三极柱的其中一种结构示意图。

图5为本实用新型中实施方式一的第三极柱的另一种结构示意图。

图6为本实用新型中实施方式二的采集线与电池连接的示意图。

图7为本实用新型中实施方式二的第三极柱的底面结构示意图。

图8为本实用新型中实施方式三的采集线与电池连接的示意图。

图9为本实用新型中实施方式四的采集线与两个相邻的电池连接的示意图。

图10为本实用新型中实施方式四的第三极柱的其中一种结构示意图。

图11为本实用新型中实施方式四的第三极柱的另一种结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1-第一极柱；

2-第二极柱；

3-第三极柱；31-本体部；32-连接部；30-内凹结构；

4-顶盖片；41-第一表面；

5-壳体；

6-线束板；

7-采集线；71-温度采集线；72-电压采集线。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图1～11对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施方式一

下面结合附图1～5描述实施方式一

本实施方式的电池顶盖结构用于电池模组。本实施方式的电池模组包括容纳部和位于容纳部的电池。容纳部的设置方式有多种，例如容纳部包括相继围合连接的侧板和端板。或者，容纳部包括相对设置的两端板及环绕于端板和电池外的箍带。在一些实施例中，电池可以有多个，多个电池并排设置在容纳部中。容纳部可以采用金属材料制成也可以采用非金属材料制成，例如，当容纳部采用金属材料制成时，该材料可以为铝合金、钢材等，这里，对容纳部的材料不做限定，可以根据加快电池模组散热等实际需要选择合适的容纳部材料。

在一些实施例中，一个电池模组中的电池数量可以是一个也可以是多个，当电池模组中包含多个电池时，多个电池可以呈行列排布并装设于箱体内。电池作为电能的存储载体，用来存储用电装置所需要的电能。

本实施方式的电池包括壳体5和顶盖片4，壳体5包括多个壁围设形成的收容空间以及形成于收容空间一侧的开口。顶盖片4布置在开口处以封闭收容空间。顶盖片4上设置有第一极柱1和第二极柱2，第一极柱1和第二极柱2作为电池的外导通端，其用于与其他部件电性连接。同一电池上具有两个极柱，也即一个正极柱和一个负极柱，电池一般还包括电解液，电解液收容在壳体5的收容空间内。

本实施方式的电池顶盖结构，包括顶盖片4，具有在厚度方向上相对的第一表面41和第二表面，第一表面41面向电池模组的线束板6，第二表面面向电池的电芯，且与电池的壳体5固定连接；第一极柱1和第二极柱2，分别绝缘固定于顶盖片4，用于与电芯的电极电连接；还包括第三极柱3，第三极柱3暴露于第一表面41，以使第三极柱3与线束板6的采集线7固定连接，第三极柱3的底部与顶盖片4固定连接。

考虑现有模组监控电池温度时，主要通过将线束接在极耳上，监控极耳的温度反馈电池的实际温度，这样的采集方式会造成采集温度与实际电池温度存在差异，影响数据的准确性，从而造成系统判断失误。为了便于线束板6的采集线7对电池进行接线，增加第三极柱3，通过第三极柱连接顶盖片4，顶盖片4连接壳体5，即第三极柱3和壳体5是导通的，同时，第三极柱3通过采集线7与线束板6连接，相当于将采集线7接在壳体5上，能够分别采集电池的温度和电压数据，即通过实时监控电池的温度和电压，有助于提前发现电池是否热失控或短路，从而提高电池的安全性。其中，第一表面41面向电池模组的线束板6，第一极柱1、第二极柱2及第三极柱3均设置在第一表面41上，可分布在第一表面41的任意位置，也可以直接在壳体5上直接形成第三极柱3，而且，第三极柱3暴露于第一表面41，便于将采集线7固定在第三极柱3。

此外，第一极柱1和第二极柱2作为电池的外导通端，分别绝缘固定于顶盖片4，用于与其他部件电性连接，而第三极柱3用于与壳体5电性连接，极柱包括但不限于第一极柱1、第二极柱2及第三极柱3，仅代表具有两种功能的极柱，也可以是三个以上，即，第三极柱3也可以设置多个，有助于增加采集数据的位置，提高数据的准确性；第一极柱1或第二极柱2也可以设置多个，有助于提高电池的过流性能，提高电池的质量。

顶盖片4还设置有翻转片和注液孔，实现泄压和注液的功能，翻转片一般设置在第一极柱1和第二极柱2之间。

在一些实施例中，第一极柱1、第二极柱2及第三极柱3均凸出第一表面41。具体的，第一极柱1或第二极柱2凸出第一表面41的高度，与第三极柱3凸出第一表面41的高度可以相同，也可以不相同。凸出的第一极柱1、第二极柱2及第三极柱3，便于采集线7进行连接，有助于提高组装效率。

在一些实施例中，第三极柱3固定在第一表面41，固定连接的方式为焊接或粘接。具体的，第三极柱3直接固定在第一表面41，省去了在顶盖片4的第一表面41预留相应凹部或固定部，有助于降低顶盖片4整体的生产成本，可根据实际应用需求，采用焊接或粘接的固定方式，有助于提高第三极柱3和第一表面41的整体的结构可靠性。

在一些实施例中，第三极柱3的形状为圆形、方形或椭圆形。具体的，从俯视角度，第三极柱3的形状可以为圆形、方形或椭圆形，第三极柱3的立体形状为圆形体、方体或椭圆柱，但本实用新型不以此为限，还可以是其它规则形状，满足第三极柱3和采集线7固定连接即可。

本实用新型的实施方式还提供一种电池，包括壳体5，设置有开口；电芯，容置于壳体5；及如上述的电池顶盖结构，顶盖片4固定于开口，顶盖片4用于将电芯封闭在壳体5内。由于第三极柱3连接顶盖片4，顶盖片4连接壳体5，即第三极柱3和壳体5是导通的，同时，第三极柱3通过采集线7与线束板6连接，相当于将采集线7接在壳体5上。

本实用新型的实施方式还提供一种电池模组，包括线束板6及若干个如上述的电池；线束板6安装有多个采集线7，采集线7的一端连接线束板6，采集线7的另一端连接第一极柱1、第二极柱2或第三极柱3。线束板6可安装多个采集线7，具体的，每个采集线7从线束板6的底部延伸到第一极柱1、第二极柱2或第三极柱3的位置，实现监控电池电压或温度的功能。

在一些实施例中，采集线7通过缠绕、焊接、卡接或粘接与第一极柱1、第二极柱2及第三极柱3固定连接。具体的，当采用缠绕方式固定时，将采集线7绕在第三极柱3上；当采用焊接方式固定时，焊接方式包括但不限于激光焊接、锡焊，还可以是其它焊接方式；当采用卡接方式固定时，将采集线7连接在金属帽上，然后将金属帽套在第三极柱3，此外，还可以是两种固定方式结合，如采用缠绕和粘接结合的方式，即将采集线7绕在第三极柱3上，然后通过绝缘胶纸粘贴固定。

实施方式二

与实施方式一不同的是：本实施方式的采集线7为温度采集线71，温度采集线71连接第三极柱3，以监控电池的温度。由于第三极柱3连接顶盖片4，顶盖片4连接壳体5，壳体5或顶盖片4的热量可传递到第三极柱3的位置，通过将温度采集线71连接第三极柱3，可以采集壳体5或顶盖片4的温度，即实时监控成品电池的实际温度，从而让系统通过温度参数作出相应的调整，具体的，温度采集线71连接IPC板，IPC板将温度参数传递到电池管理系统中，电池管理系统根据温度参数实时监控温度，有助于提高电池的安全性。

可替换的，第三极柱3包括一体或分体设置的本体部31和连接部32，连接部32设置在本体部31的底部；本体部31暴露于第一表面41，本体部31用于与线束板6的采集线7固定连接，顶盖片4设置有与连接部32配合的盲孔或通孔，连接部32至少部分嵌于顶盖片4，以使第三极柱3与顶盖片4固定连接。于本实施方式中，顶盖片4设置有盲孔或通孔，连接部32嵌于该盲孔或通孔，起到固定第三极柱3位置的作用，本体部31暴露于第一表面41，便于将采集线7接在本体部31，本体部31和连接部32的形状可以相同，也可以不相同，两者可以采用一体或分体结构，满足第三极柱3和顶盖片4之间的稳固性即可。

可选的，第三极柱3与顶盖片4为一体成型结构，省去了将第三极柱3固定在顶盖片4的工序，有助于简化顶盖结构的生产工序，还能提高第三极柱3与顶盖片4整体的机械强度，从而延长顶盖的使用寿命。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式三

与实施方式一不同的是：本实施方式的采集线7为电压采集线72，电压采集线72的数量为至少三个，三个电压采集线72的端部分别连接于第一极柱1、第二极柱2及第三极柱3。于本实施方式中，三个电压采集线72分别连接第一极柱1、第二极柱2及第三极柱3，且第一极柱1和第二极柱2分别为正极柱和负极柱，即同时监控正极、负极及壳体5的电压，便于电池管理系统判断极柱和壳体5之间是否发生短路，有助于降低电池发生短路的风险。

可选的，第三极柱3的至少一个侧部为弧状结构，第三极柱3的弧状结构的弯曲方向，包括但不限于向第三极柱3内弯曲，也可向第三极柱3外弯曲，满足采集线7和第三极柱3固定连接即可。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式四

与实施方式一不同的是：本实施方式的相邻的两个电池的第三极柱3错开设置，且分别连接电压采集线72，用于监控相邻的两个电池是否存在短路，有助于降低相邻的两个电池发生短路的概率。

可选地，第三极柱3的侧部为内凹结构30，不仅降低第三极柱3整体的重量，降低电池整体的重量，还便于将采集线7缠绕在第三极柱3的侧部，简化生产步骤。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (13)

1.一种电池顶盖结构，包括：

顶盖片(4)，具有在厚度方向上相对的第一表面(41)和第二表面，所述第一表面(41)面向电池模组的线束板(6)，所述第二表面面向电池的电芯，且与电池的壳体(5)固定连接；

第一极柱(1)和第二极柱(2)，分别绝缘固定于所述顶盖片(4)，用于与电芯的电极电连接；

其特征在于：还包括第三极柱(3)，所述第三极柱(3)暴露于所述第一表面(41)，以使所述第三极柱(3)与所述线束板(6)的采集线(7)固定连接，所述第三极柱(3)的底部与所述顶盖片(4)固定连接。

2.如权利要求1所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述第一极柱(1)、所述第二极柱(2)及所述第三极柱(3)均凸出所述第一表面(41)，所述第三极柱(3)与所述顶盖片(4)为一体成型结构。

3.如权利要求2所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述第三极柱(3)固定在所述第一表面(41)，固定连接的方式为焊接或粘接。

4.如权利要求2所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述第三极柱(3)包括一体或分体设置的本体部(31)和连接部(32)，所述连接部(32)设置在所述本体部(31)的底部；

所述本体部(31)暴露于所述第一表面(41)，所述本体部(31)用于与线束板(6)的采集线(7)固定连接，所述顶盖片(4)设置有与所述连接部(32)配合的盲孔或通孔，所述连接部(32)至少部分嵌于所述顶盖片(4)，以使所述第三极柱(3)与所述顶盖片(4)固定连接。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述第三极柱(3)的形状为圆形、方形或椭圆形。

6.如权利要求5所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述第三极柱(3)的至少一个侧部为弧状结构。

7.如权利要求5所述的一种电池顶盖结构，其特征在于：所述第三极柱(3)的至少一个侧部为内凹结构(30)。

8.一种电池，其特征在于，包括：

壳体(5)，设置有开口；

电芯，容置于所述壳体(5)；及

如权利要求1-7任意一项所述的电池顶盖结构，顶盖片(4)固定于所述开口，所述顶盖片(4)用于将所述电芯封闭在所述壳体(5)内。

9.一种电池模组，其特征在于，包括线束板(6)及若干个如权利要求8所述的电池；

所述线束板(6)安装有多个采集线(7)，所述采集线(7)的一端连接所述线束板(6)，所述采集线(7)的另一端连接第一极柱(1)、第二极柱(2)或第三极柱(3)。

10.如权利要求9所述的一种电池模组，其特征在于：所述采集线(7)为温度采集线(71)，所述温度采集线(71)连接所述第三极柱(3)，以监控电池的温度。

11.如权利要求9所述的一种电池模组，其特征在于：所述采集线(7)为电压采集线(72)，所述电压采集线(72)的数量为至少三个，三个所述电压采集线(72)的端部分别连接于所述第一极柱(1)、所述第二极柱(2)及所述第三极柱(3)。

12.如权利要求11所述的一种电池模组，其特征在于：相邻的两个电池的所述第三极柱(3)错开设置，且分别连接所述电压采集线(72)。

13.如权利要求9-12任意一项所述的一种电池模组，其特征在于：所述采集线(7)通过缠绕、焊接、卡接或粘接与所述第一极柱(1)、所述第二极柱(2)及所述第三极柱(3)固定连接。

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