CN216288674U - 动力电池及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种动力电池，属于车辆技术领域。动力电池包括极芯组件和盖板组件，所述极芯组件与所述盖板组件连接；所述盖板组件包括盖板主体、正极柱和负极柱，所述盖板主体上设置有正极孔，和负极孔，所述正极柱穿设于所述正极孔内，所述负极柱产生与所述负极孔内，其中，所述正极柱与所述正极孔间隙配合，所述负极柱与所述负极孔间隙配合；所述盖板主体、所述正极柱和所述负极柱通过注塑一体成型，所述正极柱与所述正极孔之间的间隙填充注塑并形成第一绝缘件，所述负极柱与所述负极孔之间的间隙填充注塑并形成第二绝缘件，所述第一绝缘件用于使所述正极柱与所述盖板主体绝缘，所述第二绝缘件用于使所述负极柱与所述盖板主体绝缘。

Description

动力电池及车辆

技术领域

本申请属于车辆技术领域，具体涉及一种动力电池及车辆。

背景技术

动力电池技术是新能源汽车技术发展的重中之重，电池连接技术，特别是焊接技术是电池制造技术的关键一环。焊接结构的设计和工艺稳定性直接影响连接的可靠性。

现有技术中，以方形铝壳动力电池为例，盖板的加工工艺是电池单体生产的较为关键工序，其中极柱连接的可靠性影响电池的性能。

但是，现有技术中的盖板加工工艺较为复杂，为了保证盖板主体和极柱之间的绝缘性，需要添加额外的密封件。密封件的设置不但使盖板的加工工序更加复杂，且增加了材料成本。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种动力电池及车辆，能够解决现有技术中动力电池中额外的密封件使盖板的加工工序更加复杂，且增加了材料成本的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种动力电池，包括极芯组件和盖板组件，所述极芯组件与所述盖板组件连接；

所述盖板组件包括盖板主体、正极柱和负极柱，所述盖板主体上设置有正极孔，和负极孔，所述正极柱穿设于所述正极孔内，所述负极柱产生与所述负极孔内，其中，所述正极柱与所述正极孔间隙配合，所述负极柱与所述负极孔间隙配合；

所述盖板主体、所述正极柱和所述负极柱通过注塑一体成型，所述正极柱与所述正极孔之间的间隙填充注塑并形成第一绝缘件，所述负极柱与所述负极孔之间的间隙填充注塑并形成第二绝缘件，所述第一绝缘件用于使所述正极柱与所述盖板主体绝缘，所述第二绝缘件用于使所述负极柱与所述盖板主体绝缘。

可选地，所述负极柱为复合极柱，包括第一极柱和第二极柱，所述第一极柱和所述第二极柱分别设置于所述负极孔相对地两侧，所述第一极柱与所述第二极柱通过钎焊连接。

可选地，所述极芯组件包括至少一个极芯主体，所述极芯主体上设置有正极耳和负极耳；所述正极耳与所述正极柱连接，所述负极耳与所述负极柱连接。

可选地，所述正极耳通过正极引出片与所述正极柱连接，所述负极耳通过负极引出片与所述负极柱连接。

可选地，所述正极耳与所述正极引出片通过激光焊接，所述负极耳与所述负极引出片通过激光焊接。

可选地，所述正极耳上设置有正极保护片，所述正极耳与所述正极保护片通过超声波预焊接，所述负极耳上设置有负极保护片，所述负极耳与所述负极保护片通过超声波预焊接。

可选地，所述动力电池还包括盖板隔圈，所述盖板隔圈与所述盖板主体连接，所述盖板隔圈上开设有第一通孔和第二通孔，所述正极柱穿设于所述第一通孔，所述负极柱穿设于所述第二通孔；

所述正极引出片和所述负极引出片均处于所述盖板隔圈背离所述盖板主体的一侧。

可选地，所述盖板隔圈上开设有第三通孔，所述第二通孔与所述盖板主体上的注液孔连通。

可选地，至少一个所述极芯主体设置有两个，分别为第一极芯主体和第二极芯主体，所述第一极芯主体和所述第二极芯主体共用所述正极引出片和所述负极引出片。

第二方面，本申请实施例提供了一种车辆，包括如上述的动力电池。

在本申请实施例中，极芯组件和盖板组件的配合设置可以形成动力电池的主体结构，盖板组件的设置用于将动力电池与外部电路连接，以实现动力电池的充放电。上述盖板主体、正极柱和负极柱通过注塑一体成型可以减少盖板组件的加工工艺，无需密封件或绝缘件，可以在注塑过程中形成对应的第一绝缘件和第二绝缘件，其中，第一绝缘件可以使正极柱与盖板主体进行绝缘，第二绝缘件可以使负极柱与盖板主体进行绝缘。上述将正极柱、负极柱与盖板主体装配在一个模具的方式，可以使盖板组件中的各部件注塑成一个整体，大大简化盖板组件的加工工艺，并且可以保证极柱(包括正极柱和负极柱)与盖板主体的绝缘性。本申请的实施例具有盖板组件的加工工艺更加简单且可以保证极柱和盖板主体绝缘性的有益效果。

附图说明

图1是本申请实施例中动力电池中盖板组件的结构示意图；

图2是本申请实施例中盖板组件一体成型后的拆解示意图；

图3是本申请实施例中动力电池中极芯组件的结构示意图；

图4是本申请实施例中两个极芯组件连接时的结构示意图；

图5是本申请实施例中两个极芯组件与一个盖板组件连接时的结构示意图。

附图标记说明：

10、极芯组件；11、极芯主体；12、正极耳；121、正极引出片；122、正极保护片；123、正极超声焊印；13、负极耳；131、负极引出片；132、负极保护片；133、负极超声焊印；20、盖板组件；21、盖板主体；211、正极孔；212、负极孔；213、注液孔；22、正极柱；23、负极柱；231、第一极柱；232、第二极柱；24、第一绝缘件；25、第二绝缘件；26、盖板隔圈；261、第一通孔；262、第二通孔；263、第三通孔。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的动力电池及车辆进行详细地说明。

参见图1至图5，本申请的实施例提供了一种动力电池，包括极芯组件10和盖板组件20，所述极芯组件10与所述盖板组件20连接；

所述盖板组件20包括盖板主体21、正极柱22和负极柱23，所述盖板主体21上设置有正极孔211，和负极孔212，所述正极柱22穿设于所述正极孔211内，所述负极柱23产生与所述负极孔212内，其中，所述正极柱22与所述正极孔211间隙配合，所述负极柱23与所述负极孔212间隙配合；

所述盖板主体21、所述正极柱22和所述负极柱23通过注塑一体成型，所述正极柱22与所述正极孔211之间的间隙填充注塑并形成第一绝缘件24，所述负极柱23与所述负极孔212之间的间隙填充注塑并形成第二绝缘件25，所述第一绝缘件24用于使所述正极柱22与所述盖板主体21绝缘，所述第二绝缘件25用于使所述负极柱23与所述盖板主体21绝缘。

在本申请实施例中，极芯组件10和盖板组件20的配合设置可以形成动力电池的主体结构，盖板组件20的设置用于将动力电池与外部电路连接，以实现动力电池的充放电。上述盖板主体21、正极柱22和负极柱23通过注塑一体成型可以减少盖板组件20的加工工艺，无需密封件或绝缘件，可以在注塑过程中形成对应的第一绝缘件24和第二绝缘件25，其中，第一绝缘件24可以使正极柱22与盖板主体21进行绝缘，第二绝缘件25可以使负极柱23与盖板主体21进行绝缘。上述将正极柱22、负极柱23与盖板主体21装配在一个模具的方式，可以使盖板组件20中的各部件注塑成一个整体，大大简化盖板组件20的加工工艺，并且可以保证极柱(包括正极柱22和负极柱23)与盖板主体21的绝缘性。本申请的实施例具有盖板组件20的加工工艺更加简单且可以保证极柱和盖板主体21绝缘性的有益效果。

需要说明的是，绝缘件(包括第一绝缘件24和第二绝缘件25)，一般为高分子材料，主要起绝缘作用；正极柱22一般采用铝板制成，具体可以为1系或3系铝板，负极柱23一般采用铝板或纯铜制成，铝板具体可以为1系或3系铝板，负极柱23可以单独的极柱，也可以为复合极柱，复合极柱可以用不同材质进行复合。正极柱22和负极柱23主要起导电过流作用；盖板主体21可以为1系或3系铝板制成。

可选地，在本申请的实施例中，所述负极柱23为复合极柱，包括第一极柱231和第二极柱232，所述第一极柱231和所述第二极柱232分别设置于所述负极孔212相对地两侧，所述第一极柱231与所述第二极柱232通过钎焊连接。

在本申请实施例中，复合极柱的设置可以提高负极柱23的耐受性能，避免负极柱23在温度超出预定值后出现损坏，通过第一极柱231和第二极柱232的复合可以提高电路示意的安全性能，降低动力电池的安全隐患。

需要说明的是，第一极柱231和第二极柱232不但可以通过钎焊连接，也可以通过其他方式连接，只要可以保证第一极柱231和第二极柱232之间的导电效果就行。第一极柱231的材料为1系或3系铝板，起导电过流作用，第二极柱232的材料可以为T2纯铜，与负极引出片131(详见下文)相连，起导电过流作用。

需要说明的是，本申请中盖板组件20的制作工艺包括：

将第一极柱231和第二极柱232通过钎焊的焊接方式焊接成一个整体，即形成上述动力电池的负极柱23；

将正极柱22、负极柱23、盖板主体21放入模具中，注塑，形成一体注塑极柱和注塑盖板。此时，该步骤可以在注塑过程中形成对应的第一绝缘件24和第二绝缘件25，并且可以根据需要注塑形成对应的盖板隔圈26，盖板隔圈26用于隔离盖板主体21和极芯组件10，并且，可以根据需要将盖板隔圈26设置为放入模具的一个零件，注塑仅是为了形成第一绝缘件24和第二绝缘件25；或者可以将盖板隔圈26后期装配在盖板主体21上。

可选地，在本申请的实施例中，所述极芯组件10包括至少一个极芯主体11，所述极芯主体11上设置有正极耳12和负极耳13；所述正极耳12与所述正极柱22连接，所述负极耳13与所述负极柱23连接。

在本申请实施例中，至少一个极芯主体11的设置可以配合对应的电解液形成电池，正极耳12和负极耳13的设置可以实现电池的充放电，在正极耳12与正极柱22连接，负极耳13与负极柱23连接之后，可以通过正极柱22和负极柱23的配合将电池连接在对应的电路上。

可选地，在本申请的实施例中，所述正极耳12通过正极引出片121与所述正极柱22连接，所述负极耳13通过负极引出片131与所述负极柱23连接。

在本申请实施例中，正极引出片121和负极引出片131的设置，可以将正极耳12与正极柱22连接，负极耳13与负极柱23连接。上述两个引出片(包括正极引出片121和负极引出片131)的设置可以使两个及以上的极芯主体11共用对应的正极柱22和负极柱23，进而可以通过正极柱22和负极柱23的配合将电池连接在对应的电路上。

可选地，在本申请的实施例中，所述正极耳12与所述正极引出片121通过激光焊接，所述负极耳13与所述负极引出片131通过激光焊接。

在本申请实施例中，通过激光焊接的方式连接后，可以增加焊接过程的稳定性。两个引出片的设置，可以延伸出足够的焊接空间，有利于对激光焊接的实现。

可选地，在本申请的实施例中，所述正极耳12上设置有正极保护片122，所述正极耳12与所述正极保护片122通过超声波预焊接，所述负极耳13上设置有负极保护片132，所述负极耳13与所述负极保护片132通过超声波预焊接。

在本申请实施例中，两个保护片(包括正极保护片122和负极保护片132)的设置可以对两个极耳(包括正极耳12和负极耳13)进行分别保护，具体地，正极保护片122用于保护正极耳12上的极耳箔材，负极保护片132用于保护负极耳13上的极耳箔材。通过对应的超声波预焊接可以保证保护片与对应极耳的连接，避免意外保护片的意外脱落，此处的预焊接并不要求焊接强度，只要可以提高极耳的致密度和平整度即可，有利于极耳、引出片激光焊的实现。

需要说明的是，负极耳13的极耳箔材可以由T2纯铜制成，也就是说负极耳13上对应的可以是负极铜箔材，负极铜箔材可以对激光具有较高的吸收率，可以争取激光焊接过程中的稳定性，增加熔深，减少飞溅。

可选地，在本申请的实施例中，所述动力电池还包括盖板隔圈26，所述盖板隔圈26与所述盖板主体21连接，所述盖板隔圈26上开设有第一通孔261和第二通孔262，所述正极柱22穿设于所述第一通孔261，所述负极柱23穿设于所述第二通孔262；

所述正极引出片121和所述负极引出片131均处于所述盖板隔圈26背离所述盖板主体21的一侧。

在本申请实施例中，盖板隔圈26的设置主要用来防止盖板主体21与极柱出现直接或间接的接触，保证盖板主体21和极柱的绝缘。上的第一通孔261和第二通孔262为两个极柱的让位孔。盖板隔圈26的材料可以为塑料件，或者其他高分子材料制成，盖板隔圈26可以防止极芯主体11与盖板主体21、铝壳等接触造成短路。

可选地，在本申请的实施例中，所述盖板隔圈26上开设有第三通孔263，所述第二通孔262与所述盖板主体21上的注液孔213连通。

在本申请实施例中，第三通孔263的设置是为了保证注液孔213的连通，以方便动力电池在初步装配完成后进行电解液的添加。动力电池可以包括一个容纳腔，至少一个极芯主体11均处于容纳腔内，容纳腔是一个密封腔体，只有通过对注液孔213的启闭，来实现对电解液的添加或替换。

可选地，在本申请的实施例中，至少一个所述极芯主体11设置有两个，分别为第一极芯主体11和第二极芯主体11，所述第一极芯主体11和所述第二极芯主体11共用所述正极引出片121和所述负极引出片131。

在本申请实施例中，极芯主体11的数量可以根据需要设置，每个极芯主体11都可以通过对应的正极引出片121将正极耳12和正极柱22连接，可以用过对应的负极引出片131将负极耳13和负极柱23连接。

需要说明的是，本申请电芯(以双极芯主体11为例)的制造工艺可以包括：

对每个极芯主体11超声波与焊接，即正极耳12与正极保护片122通过超声波预焊接，负极耳13与负极保护片132通过超声波预焊接；其中，正负极保护片132可根据实际强度需要决定是否添加；

将超声波预焊接结束后的第一极芯主体11和第二极芯主体11，分别与正极引出片121、负极引出片131装配在一起，然后进行激光焊接；

将与正极引出片121、负极引出片131激光焊接完成后的两个极芯主体11再与盖板隔圈26、盖板组件20装配在一起，进行正极柱22和第二极柱232(负极柱23的一部分)的激光点焊、满焊。

本申请新的焊接工艺，实现极耳与正负极引出片131的激光焊接。

具体可以使用细齿纹焊头进行极耳超声波焊接，将极耳压实压平，提高极耳的致密度和平整性，有利于极耳、引出片激光焊的实现。

可以激光焊接采用预焊接+激光wobble焊接工艺。预焊接工艺提高了极耳箔材，特别是负极铜箔材对激光的吸收率，增强了焊接过程的稳定性，增加熔深，减少飞溅。

该工艺方案可实现极耳与引出片的直接焊接，不需要使用过渡片进行连接，且正负极引出片131厚度可为0.5～3.0mm，满足各种电池快充过流要求。

因正负极引出片131与盖板组件20分离，先进行极耳与正负极引出片131的激光焊接，不会再造成极耳与盖板引出片激光焊接时的盖板引出片底部隔圈熔化、烫伤等情况。

优化了整个工艺流程，大大降低激光焊接过程中的焊渣残留极芯主体11内部风险，降低电池生产成本。

需要说明的是，本申请具有以下有益效果：

1、现有方案需要有密封件来防护，本申请少一个零部件，也就是无须密封件。

2、本申请的盖板成型技术与现有工艺不一样。现有工艺是将极柱与盖板主体21、密封件先行在注塑模具中组装，后面再注塑成一体盖板。本申请的方案只是将正极柱22(材质为铝板)、负极柱23(材质为铜铝、复合极柱)在注塑模具中分别成型，相当于注塑工艺只是在极柱外圈加一层绝缘塑料。

3、本申请与现有方案的盖板成型顺序不一样。现有方案是先将正极柱22、负极柱23、盖板主体21、绝缘密封件先一体注塑成型，形成一体注塑成型盖板组件20，然后将导电部件(即我们说的盖板引出片)、盖板隔圈26与一体注塑成型盖板组件20再装配连接成一个完整盖板。本申请的方案不是一个完整盖板方案，在电池完整装配成型之前，为分散零部件，即一体注塑成型正极柱22、负极柱23，盖板主体21，盖板隔圈26，正、负极盖板引出片，在电池极芯主体11与盖板引出片连接在一起后，在电池生产线上再组装完整盖板结构。

本申请的实施例还提供了一种车辆，包括如上述的动力电池。

在本申请实施例中，极芯组件10和盖板组件20的配合设置可以形成动力电池的主体结构，盖板组件20的设置用于将动力电池与外部电路连接，以实现动力电池的充放电。上述盖板主体21、正极柱22和负极柱23通过注塑一体成型可以减少盖板组件20的加工工艺，无需密封件或绝缘件，可以在注塑过程中形成对应的第一绝缘件24和第二绝缘件25，其中，第一绝缘件24可以使正极柱22与盖板主体21进行绝缘，第二绝缘件25可以使负极柱23与盖板主体21进行绝缘。上述将正极柱22、负极柱23与盖板主体21装配在一个模具的方式，可以使盖板组件20中的各部件注塑成一个整体，大大简化盖板组件20的加工工艺，并且可以保证极柱(包括正极柱22和负极柱23)与盖板主体21的绝缘性。本申请的实施例具有盖板组件20的加工工艺更加简单且可以保证极柱和盖板主体21绝缘性的有益效果。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种动力电池，其特征在于，包括极芯组件和盖板组件，所述极芯组件与所述盖板组件连接；

所述盖板组件包括盖板主体、正极柱和负极柱，所述盖板主体上设置有正极孔，和负极孔，所述正极柱穿设于所述正极孔内，所述负极柱产生与所述负极孔内，其中，所述正极柱与所述正极孔间隙配合，所述负极柱与所述负极孔间隙配合；

所述盖板主体、所述正极柱和所述负极柱通过注塑一体成型，所述正极柱与所述正极孔之间的间隙填充注塑并形成第一绝缘件，所述负极柱与所述负极孔之间的间隙填充注塑并形成第二绝缘件，所述第一绝缘件用于使所述正极柱与所述盖板主体绝缘，所述第二绝缘件用于使所述负极柱与所述盖板主体绝缘。

2.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述负极柱为复合极柱，包括第一极柱和第二极柱，所述第一极柱和所述第二极柱分别设置于所述负极孔相对地两侧，所述第一极柱与所述第二极柱通过钎焊连接。

3.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述极芯组件包括至少一个极芯主体，所述极芯主体上设置有正极耳和负极耳；所述正极耳与所述正极柱连接，所述负极耳与所述负极柱连接。

4.根据权利要求3所述的动力电池，其特征在于，所述正极耳通过正极引出片与所述正极柱连接，所述负极耳通过负极引出片与所述负极柱连接。

5.根据权利要求4所述的动力电池，其特征在于，所述正极耳与所述正极引出片通过激光焊接，所述负极耳与所述负极引出片通过激光焊接。

6.根据权利要求3所述的动力电池，其特征在于，所述正极耳上设置有正极保护片，所述正极耳与所述正极保护片通过超声波预焊接，所述负极耳上设置有负极保护片，所述负极耳与所述负极保护片通过超声波预焊接。

7.根据权利要求4所述的动力电池，其特征在于，所述动力电池还包括盖板隔圈，所述盖板隔圈与所述盖板主体连接，所述盖板隔圈上开设有第一通孔和第二通孔，所述正极柱穿设于所述第一通孔，所述负极柱穿设于所述第二通孔；

所述正极引出片和所述负极引出片均处于所述盖板隔圈背离所述盖板主体的一侧。

8.根据权利要求7所述的动力电池，其特征在于，所述盖板隔圈上开设有第三通孔，所述第二通孔与所述盖板主体上的注液孔连通。

9.根据权利要求4所述的动力电池，其特征在于，至少一个所述极芯主体设置有两个，分别为第一极芯主体和第二极芯主体，所述第一极芯主体和所述第二极芯主体共用所述正极引出片和所述负极引出片。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的动力电池。

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