CN216213786U - 电池顶盖、电池单体、电池及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池顶盖、电池单体、电池及装置。电池顶盖用于电池单体，上述电池顶盖包括：塑胶件，具有匹配于散热件外形的通孔。散热件通过通孔镶嵌于塑胶件。顶盖件位于塑胶件，且至少覆盖并固定于散热件的其中一面，散热件的另一面用于接触电池单体的转接件以实现对转接件进行散热。本申请实施例的散热件可以对电池单体的转接件进行散热，以实现通过转接件将电池单体内部产生的热量散发出去，有助于提升电池单体的工作性能和使用寿命。

Description

电池顶盖、电池单体、电池及装置

技术领域

本申请涉及电池领域，具体涉及一种电池顶盖、电池单体、电池及装置。

背景技术

随着电动车辆的发展，动力电池成为汽车产业可持续发展的关键。对于电动车辆而言，动力电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

目前，在动力电池充放电、正常工作过程中，电池内部会升温，现有技术中的动力电池顶盖的下塑胶在受热后容易出现变形收缩现象，并导致顶盖与下塑胶之间的结合面面积较小，使顶盖的散热性能过差；同时下塑胶材料本身导热性能差，使顶盖难以快速将电池内部的热量导出至外部环境，长期使用会降低电池的使用寿命。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种电池顶盖、电池单体、电池及装置，该电池顶盖的散热件可以对电池单体的转接件进行散热，以实现通过转接件将电池单体内部产生的热量散发出去，有助于提升电池单体的工作性能和使用寿命。

第一方面，本申请提供了一种电池顶盖，用于电池单体。上述电池顶盖包括：塑胶件，具有匹配于散热件外形的通孔。散热件通过通孔镶嵌于塑胶件。顶盖件，位于塑胶件，且至少覆盖并固定于散热件的其中一面，散热件的另一面用于接触电池单体的转接件以实现对转接件进行散热。

本申请实施例的技术方案中，由于散热件的其中一面与顶盖件接触，另一面与转接件进行接触，所以本实施例可以通过转接件将电池单体内部产生的热量通过散热件传导至顶盖件，从而将电池单体内部产生的热量散发出去，有助于提升电池单体的工作性能和使用寿命。

在一些实施例中，散热件沿散热件厚度方向的正投影为工字形，以匹配转接件的外形增加与转接件的接触面积。将散热件设计为工字形，可以更好的匹配转接件的外形，增加散热件与转接件的接触面积，从而增加转接件的散热面积。

在一些实施例中，散热件具有第一固定结构，塑胶件具有第二固定结构。散热件镶嵌于塑胶件时，散热件通过第一固定结构和第二固定结构的匹配固定于塑胶件。通过第一固定结构和第二固定结构的匹配将散热件和塑胶件固定在一起，可以增加散热件和塑胶件的贴合强度，以及增加散热件和塑胶件的连接强度。

在一些实施例中，第一固定结构为凸起，第二固定结构为凹槽。或，第一固定结构为凹槽，第二固定结构为凸起。通过将第一固定结构设计为凸起(或凹槽)，第二固定结构设计为凹槽(或凸起)，使得散热件和塑胶件的固定方式较为简单，便于安装。

在一些实施例中，第一固定结构为卡钩，第二固定结构为卡扣。通过将第一固定结构设计为卡钩，第二固定结构设计为卡扣，提供了另一种将散热件和塑胶件固定在一起的固定方式，并且可以使散热件和塑胶件的固定方式较为简单，便于安装。

在一些实施例中，电池顶盖还包括粘胶层，粘胶层夹持于顶盖件和散热件之间，粘胶层用于将顶盖件和散热件固定在一起。通过粘胶层将顶盖件和散热件固定在一起，可以增加顶盖件和散热件的贴合强度，以及增加顶盖件和散热件的连接强度。

在一些实施例中，顶盖件具有第三固定结构，散热件具有第四固定结构；顶盖件通过第三固定结构和第四固定结构的匹配固定于散热件。通过第三固定结构和第四固定结构的匹配将顶盖件和散热件固定在一起，可以增加顶盖件和散热件的贴合强度，以及增加顶盖件和散热件的连接强度。

在一些实施例中，第三固定结构为卡钩，第四固定结构为卡扣。通过将第三固定结构设计为卡钩，第四固定结构设计为卡扣，可以使顶盖件和散热件的的固定方式较为简单，便于安装。

在一些实施例中，顶盖件通过焊接的方式固定于散热件。通过将顶盖件通过焊接的方式固定于散热件，提供了又一种将顶盖件与散热件固定在一起的固定方式，并且这种固定方式较为简单牢固。

在一些实施例中，散热件的材料为绝缘导热材料。散热件的材料使用绝缘导热材料，在实现散热功能的同时，还可以避免由于导电材料造成电池单体不可使用的情况发生。

第二方面，本申请还提供了一种电池单体，包括：以上任意一个实施例的电池顶盖。壳体与电池顶盖形成封闭空间。电极组件位于封闭空间内，并且电池顶盖上的极柱通过转接件与电极组件的极耳连接。转接件与散热件接触。

本申请实施例的技术方案中，电池单体包含了以上任意一个实施例的电池顶盖，并且在电池顶盖中，由于散热件的其中一面与顶盖件接触，另一面与转接件进行接触。所以，本实施例可以通过转接件将电池单体内部产生的热量通过散热件传导至顶盖件，从而将电池单体内部产生的热量散发出去，有助于提升电池单体的工作性能和使用寿命。

第三方面，本申请还提供了一种电池，包括多个以上任意一个实施例的电池单体。

本申请实施例的技术方案中，电池包括多个以上任意一个实施例的电池单体，而电池单体包含了以上任意一个实施例的电池顶盖。并且在电池顶盖中，由于散热件的其中一面与顶盖件接触，另一面与转接件进行接触。所以，本实施例可以通过转接件将电池中各个电池单体内部产生的热量通过散热件传导至顶盖件，从而将电池中各个电池单体内部产生的热量散发出去，有助于提升电池单体的工作性能和使用寿命。

第四方面，本申请还提供了一种使用电池作为电源的装置，上述电池为以上任意一个实施例的电池。

本申请实施例的技术方案中，由于使用电池作为电源的装置包含了以上任意一个实施例的电池，电池包含了以上任意一个实施例的电池单体，而电池单体又包含了以上任意一个实施例的电池顶盖。并且在电池顶盖中，由于散热件的其中一面与顶盖件接触，另一面与转接件进行接触。所以，本实施例可以通过转接件将上述装置中各个电池单体内部产生的热量通过散热件传导至顶盖件，从而将上述装置中各个电池单体内部产生的热量散发出去，有助于提升电池的工作性能和使用寿命。

上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1是本实用新型一些实施例提供的一种车辆的结构示意图；

图2是本实用新型一些实施例提供的一种电池单体的爆炸图；

图3是本实用新型一些实施例提供的一种电池单体的剖视图；

图4是图3中标注A的放大图；

图5是本实用新型一些实施例提供的一种电池顶盖的结构示意图；

图6是本实用新型一些实施例提供的一种电池顶盖的另一个方向的结构示意图；

图7是本实用新型一些实施例提供的一种电池顶盖的正视图；

图8是图7中沿标注B方向的剖视图；

图9是图7中沿标注C方向的剖视图；

图10为本实用新型一些实施例提供的散热件的等轴测试图；

图11为本实用新型一些实施例提供的散热件的正视图；

图12为本实用新型一些实施例提供的散热件的侧视图；

图13为图11沿标注D方向的剖视图。

具体实施方式中的附图标号如下：

100-车辆；10-电池；20-电池单体；21-电池顶盖；22-壳体；23-电极组件；231-极耳；24-转接件；211-散热件；212-塑胶件；213-顶盖件；214-极柱。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、机构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“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，或成一体；也可以是机械连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着电动交通工具以及军事装备和航空航天等的发展，电池成为汽车产业可持续发展的关键。对于电动交通工具以及军事装备和航空航天等而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

本发明人注意到，在动力电池充放电、正常工作过程中，电池内部会升温，现有技术中的动力电池顶盖的下塑胶在受热后容易出现变形收缩现象，并导致顶盖与下塑胶之间的结合面面积较小，使顶盖的散热性能过差；同时下塑胶材料本身导热性能差，使顶盖难以快速将电池内部的热量导出至外部环境，长期使用会降低电池的使用寿命。

为了解决动力电池的散热问题，申请人研究发现一种顶盖结构，具体涉包括顶盖片、第一极柱导电单元、第二极柱导电单元、贯穿于所述顶盖片上的防爆阀结构及安装于所述第一极柱导电单元安装孔的下塑件结构；其特征在于，所述顶盖片包括向上突起的导电凸包、位于所述导电凸包下方的第一极柱导电单元安装孔以及位于所述顶盖片另一端的第二极柱导电单元安装孔；所述第一极柱导电单元与所述顶盖片电连接；所述第二极柱导电单元与所述顶盖片绝缘连接；所述第一极柱导电单元包括注塑绝缘件，第一极柱和导热垫片，所述第一极柱与所述导热垫片通过所述注塑绝缘件固定为一体。但这种隔离装置存在如下技术问题：由于极住本身外部焊接的阻抗产热，使得极住与内部温差较小，而且散热面积小，散热路径长下。

基于以上考虑，为了解决上述问题，申请人经过深入研究，设计了一种电池顶盖、电池单体、电池及装置，该电池顶盖的散热件可以对电池单体的转接件进行散热，以实现通过转接件将电池单体内部产生的热量散发出去，有助于提升电池单体的工作性能和使用寿命。

本申请中所提到的电池单体通常可以用来制造电池，比如可以将多个电池单体组装成电池。其中电池可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。

根据本实用新型的一些实施例，该实施例提供了一种使用电池作为电源的装置。该装置可以为例如但不限于车辆、船舶或飞行器等。如图1所示，图1是本实用新型一些实施例提供的一种车辆的结构示意图；其包括车辆主体和电池10。电池10设置于车辆主体。其中，车辆100可以为纯电动汽车，也可以混合动力汽车或增程式汽车。车辆主体设置有与电池10电连接驱动电机。电池10向驱动电机提供电能。驱动电机通过传动机构与车辆主体上的车轮连接，从而驱动汽车行进。可选地，电池10可水平设置于车辆主体的底部。其中，电池10的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，电池10可以设置于箱体内。电池10的数量为一个或多个。一个或多个电池10排列布置于箱体内。箱体的类型不受限制。箱体可为框状箱体、盘状箱体或盒状箱体等。可选地，箱体可包括用于容纳电池10的下箱体和与下箱体盖合的上箱体。可以理解地，电池模块、电池模组也可以是电池10，即将电池10直接设置于车辆主体。

根据本实用新型的一些实施例，该实施例提供了一种电池单体20，如图2至图4所示，图2是本实用新型一些实施例提供的一种电池单体的爆炸图，图3是本实用新型一些实施例提供的一种电池单体的剖视图，图4是图3中标注A的放大图。如图2至图4所示，电池单体20包括：以上任意一个实施例的电池顶盖21。壳体22与电池顶盖21形成封闭空间。电极组件23位于封闭空间内，并且电池顶盖21上的极柱214通过转接件24与电极组件23的极耳231连接。转接件24与散热件211接触。根据电池10的功率需求不同，电池10可以分为多系列、多尺寸的结构，每个系列的电池10的电池单体20的数量不同。

本实施例中，电池单体20包含了电池顶盖21。并且在电池顶盖21包括：塑胶件212，具有匹配于散热件211外形的通孔。散热件211通过通孔镶嵌于塑胶件212。顶盖件213位于塑胶件212，且至少覆盖并固定于散热件211的其中一面，散热件211的另一面用于接触电池单体20的转接件24以实现对转接件24进行散热。由于散热件211的其中一面与顶盖件213接触，另一面与转接件24进行接触。所以，本实施例可以通过转接件24将电池单体20内部产生的热量通过散热件211传导至顶盖件213，从而将电池单体20内部产生的热量散发出去，有助于提升电池单体20的工作性能和使用寿命。

根据本实用新型的一些实施例，该实施例提供了一种电池顶盖，用于电池单体。参见图5至图9所示，图5是一些实施例提供的一种电池顶盖的结构示意图；图6是一些实施例提供的一种电池顶盖的另一个方向的结构示意图；图；图7是一些实施例提供的一种电池顶盖的正视图；图8是图7中沿标注B方向的剖视图；图9是图7中沿标注C方向的剖视图。参见图3至图9所示，电池顶盖21包括：塑胶件212，具有匹配于散热件211外形的通孔。散热件211通过通孔镶嵌于塑胶件212。顶盖件213，位于塑胶件212，且至少覆盖并固定于散热件211的其中一面，散热件211的另一面用于接触电池单体20的转接件24以实现对转接件24进行散热。

举例而言，本实施例中散热件211可以为散热片，顶盖件213通常可以为顶盖板，塑胶件212通常可以为下塑胶。散热件211的厚度可以大于或等于塑胶件212的厚度。当散热件211通过通孔镶嵌于塑胶件212时，散热件211的其中一面可以抵持塑胶件212，散热件211的另一面用于接触并抵持电池单体20的转接件24以实现对转接件24进行散热。

本申请实施例的技术方案中，由于散热件211的其中一面与顶盖件213接触，另一面与转接件24进行接触，所以本实施例可以通过转接件24将电池单体20内部产生的热量通过散热件211传导至顶盖件213，从而将电池单体20内部产生的热量散发出去，有助于提升电池单体20的工作性能和使用寿命。

根据本申请的一些实施例，可选地，参考图10至图13所示，图10为本实用新型一些实施例提供的散热件211的等轴测试图；图11为本实用新型一些实施例提供的散热件211的正视图；图12为本实用新型一些实施例提供的散热件211的侧视图；图13为图11沿标注D方向的剖视图。结合图5至图9所示，散热件211沿散热件211厚度方向的正投影为工字形，以匹配转接件24的外形增加与转接件24的接触面积。

本实施例的技术方案中，将散热件211设计为工字形，可以更好的匹配转接件24的外形，增加散热件211与转接件24的接触面积，从而增加转接件24的散热面积。

根据本申请的一些实施例，可选地，结合图5至图9所示，散热件211具有第一固定结构，塑胶件212具有第二固定结构。散热件211镶嵌于塑胶件212时，散热件211通过第一固定结构和第二固定结构的匹配固定于塑胶件212。

本实施例的技术方案中，通过第一固定结构和第二固定结构的匹配将散热件211和塑胶件212固定在一起，可以增加散热件211和塑胶件212的贴合强度，以及增加散热件211和塑胶件212的连接强度。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一固定结构为凸起，第二固定结构为凹槽。或在另一实施例中，第一固定结构为凹槽，第二固定结构为凸起。

本实施例的技术方案中，通过将第一固定结构设计为凸起(或凹槽)，第二固定结构设计为凹槽(或凸起)，使得散热件和塑胶件的固定方式较为简单，便于安装。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一固定结构为卡钩，第二固定结构为卡扣。本实施例的技术方案中，通过将第一固定结构设计为卡钩，第二固定结构设计为卡扣，提供了另一种将散热件和塑胶件固定在一起的固定方式，并且可以使散热件和塑胶件的固定方式较为简单，便于安装。

根据本申请的一些实施例，可选地，电池顶盖还包括粘胶层，粘胶层夹持于顶盖件和散热件之间，粘胶层用于将顶盖件和散热件固定在一起。本实施例的技术方案中，通过粘胶层将顶盖件和散热件固定在一起，可以增加顶盖件和散热件的贴合强度，以及增加顶盖件和散热件的连接强度。

根据本申请的一些实施例，可选地，顶盖件具有第三固定结构，散热件具有第四固定结构；顶盖件通过第三固定结构和第四固定结构的匹配固定于散热件。本实施例的技术方案中，通过第三固定结构和第四固定结构的匹配将顶盖件和散热件固定在一起，可以增加顶盖件和散热件的贴合强度，以及增加顶盖件和散热件的连接强度。

根据本申请的一些实施例，可选地，第三固定结构为卡钩，第四固定结构为卡扣。本实施例的技术方案中，通过将第三固定结构设计为卡钩，第四固定结构设计为卡扣，可以使顶盖件和散热件的的固定方式较为简单，便于安装。

根据本申请的一些实施例，可选地，顶盖件通过焊接的方式固定于散热件。本实施例的技术方案中，通过将顶盖件通过焊接的方式固定于散热件，提供了又一种将顶盖件与散热件固定在一起的固定方式，并且这种固定方式较为简单牢固。

根据本申请的一些实施例，可选地，散热件的材料为绝缘导热材料。

值得一提的是，本申请的实施例中，绝缘导热材料为可以氮化铝或碳化硅。氮化铝和碳化硅不仅可以实现绝缘导热功能，还具有良好的耐高温性，将散热件的材料设计为氮化铝和碳化硅，还能够提升散热件的使用寿命。

本实施例的技术方案中，散热件的材料使用绝缘导热材料，在实现散热功能的同时，还可以避免由于导电材料造成电池单体不可使用的情况发生。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (13)

1.一种电池顶盖，用于电池单体，其特征在于，所述电池顶盖包括：

塑胶件，具有匹配于散热件外形的通孔；

所述散热件，通过所述通孔镶嵌于所述塑胶件；

顶盖件，位于所述塑胶件，且至少覆盖并固定于所述散热件的其中一面，所述散热件的另一面用于接触所述电池单体的转接件以实现对所述转接件进行散热。

2.如权利要求1所述电池顶盖，其特征在于，所述散热件沿所述散热件厚度方向的正投影为工字形，以匹配所述转接件的外形增加与所述转接件的接触面积。

3.如权利要求1或2所述电池顶盖，其特征在于，

所述散热件具有第一固定结构，所述塑胶件具有第二固定结构；

所述散热件镶嵌于所述塑胶件时，所述散热件通过所述第一固定结构和所述第二固定结构的匹配固定于所述塑胶件。

4.如权利要求3所述电池顶盖，其特征在于，

所述第一固定结构为凸起，所述第二固定结构为凹槽；

或，所述第一固定结构为凹槽，所述第二固定结构为凸起。

5.如权利要求3所述电池顶盖，其特征在于，所述第一固定结构为卡钩，所述第二固定结构为卡扣。

6.如权利要求1所述电池顶盖，其特征在于，所述电池顶盖还包括：

粘胶层，夹持于所述顶盖件和所述散热件之间，所述粘胶层用于将所述顶盖件和所述散热件固定在一起。

7.如权利要求1所述电池顶盖，其特征在于，

所述顶盖件具有第三固定结构，所述散热件具有第四固定结构；

所述顶盖件通过所述第三固定结构和所述第四固定结构的匹配固定于所述散热件。

8.如权利要求7所述电池顶盖，其特征在于，所述第三固定结构为卡钩，所述第四固定结构为卡扣。

9.如权利要求1所述电池顶盖，其特征在于，所述顶盖件通过焊接的方式固定于所述散热件。

10.如权利要求1所述电池顶盖，其特征在于，所述散热件的材料为绝缘导热材料。

11.一种电池单体，其特征在于，包括：

如权利要求1至10中任意一项所述的电池顶盖；

壳体，与所述电池顶盖形成封闭空间；

电极组件，位于所述封闭空间内，并且所述电池顶盖上的极柱通过转接件与所述电极组件的极耳连接；

所述转接件与所述散热件接触。

12.一种电池，其特征在于，所述电池包括多个如权利要求11所述的电池单体。

13.一种使用电池作为电源的装置，其特征在于，所述电池为如权利要求12所述的电池。

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