CN216288678U - 一种电池顶盖及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池顶盖，包括顶盖片和至少两个极性不同的电极组件；所述顶盖片设置有用于安装所述电极组件的安装孔，至少一个所述电极组件的极柱与所述安装孔的安装结构为卡接结构，所述卡接结构包括：凸起部，设置于所述安装孔的孔壁上；第一限位部，设置于所述极柱的一侧，所述极柱嵌入所述安装孔内，且所述第一限位部与所述凸起部限位配合；第二限位部，设置于所述极柱的另一侧，且与所述凸起部限位配合，所述第一限位部和所述第二限位部之间形成使所述凸起部嵌入的凹槽。本实用新型通过将电池顶盖的顶盖片与至少一个电极组件设计为卡接结构，简化了电池顶盖的结构及装配过程。本实用新型还公开了一种电池。

Description

一种电池顶盖及电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电池顶盖及电池

背景技术

随着科技的发展以及自然资源面临危机、地球生态环境日益恶化，全球加大发展低碳绿色经济，推行节能减排和环境保护。因此，绿色经济是面向未来的经济，而绿色能源是绿色经济的重要领域。锂离子电池属于新能源技术，在动力和储能应用领域，显著助力人类社会碳达峰和碳中和，是推进人类社会“产能”、“储能”“、节能”、“智能”一体化绿色能源产业链构建的重要一环。

方形铝壳锂离子电池是锂离子电池的一种，具有封装可靠度高，系统能量效率高，相对重量轻和能量密度高，结构较为简单，扩容相对方便等显著优点，市场占有率高达70％以上。电池顶盖是方形铝壳结构中价值和技术含量最高的部件，顶盖的结构设计对电池整体的加工成本及电池系统的能量密度均有较大影响。

目前，在电池顶盖的设计生产领域中，公告号为CN211455733U的中国专利文献中公开了一种电池顶盖，通过采用装配加焊接的电池顶盖结构，简化了电池顶盖加工工艺。但顶盖的零部件数量较多，导致加工和装配成本较高。

因此，如何进一步简化电池顶盖的结构，降低电池顶盖的加工制作及装配成本，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电池顶盖，以简化电池顶盖的结构，降低电池顶盖的装配成本。

本实用新型的另一目的在于提供一种电池，以增大极耳的过流面积。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电池顶盖，包括顶盖片和至少两个极性不同的电极组件；

所述顶盖片设置有用于安装所述电极组件的电极组件安装孔，至少一个所述电极组件的极柱与所述电极组件安装孔的安装结构为卡接结构，所述卡接结构包括：

凸起部，设置于所述电极组件安装孔的孔壁上；

第一限位部，设置于所述极柱的一侧，所述极柱嵌入所述电极组件安装孔内，且所述第一限位部与所述凸起部限位配合；

第二限位部，设置于所述极柱的另一侧，且与所述凸起部限位配合，所述第一限位部和所述第二限位部之间形成使所述凸起部嵌入的凹槽。

优选地，在上述电池顶盖中，所述第一限位部和所述第二限位部中的一个与所述极柱为一体结构，所述第一限位部和所述第二限位部中的另一个与所述极柱卡接配合。

优选地，在上述电池顶盖中，所述第一限位部和所述第二限位部中的一个与所述极柱为一体结构，所述第一限位部和所述第二限位部中的另一个为注塑件，所述极柱上开设有与所述注塑件卡接的卡槽。

优选地，在上述电池顶盖中，所述注塑件由绝缘聚苯硫醚PPS注塑形成。

优选地，在上述电池顶盖中，所述顶盖片安装完成所述电极组件后上表面平齐。

优选地，在上述电池顶盖中，所述电极组件还包括密封圈，所述密封圈设置于所述极柱与所述顶盖片之间。

优选地，在上述电池顶盖中，还包括防爆阀、注液孔和防爆通孔，所述防爆阀设置于所述防爆通孔内；

所述注液孔和所述防爆通孔均设置于所述顶盖片上。

优选地，在上述电池顶盖中，还包括设置于所述顶盖片下表面的下塑胶，所述下塑胶上开设有与所述电极组件安装孔对应的通孔。

优选地，在上述电池顶盖中，所述电极组件包括正极电极组件和/或负极电极组件，所述正极电极组件和/或负极电极组件与所述顶盖片上对应安装孔的安装结构为卡接结构。

本实用新型还提供了一种电池，包括电池顶盖，所述电池顶盖具备以上技术效果的一项或者多项。

优选地，在上述电池中，还包括正极转接片和负极转接片，所述正极转接片和所述负极转接片构型为L型。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的电池顶盖，与现有技术的区别在于避免了电池顶盖中电极组件与顶盖片的焊接连接方式，通过将至少一个电极组件设计为两端限位的凹槽结构，并在顶盖片上对应的安装孔孔壁上设置凸起部进行卡接，完成电极组件的安装，优化了电池顶盖的结构，降低了电池顶盖的装配成本。同时本实用新型提供的电池在使用上述电池顶盖的同时采用L型转接片，提升了极耳宽度空间，增大极耳的过流面积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电池顶盖爆炸图；

图2为本实用新型实施例提供的电极组件炸图；

图3为本实用新型实施例提供的电池顶盖剖面结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电池结构示意图；

其中，1为顶盖片，10为正极电极组件安装孔，100为第一凸起部，11为负极电极组件安装孔，110为第二凸起部，2为正极电极组件，20为正极柱，201为第一限位部，202为正极柱凹槽，21为第二限位部，23为正极密封圈，3为负极电极组件，30为负极柱，301为第三限位部，302为负极柱凹槽，31为第四限位部，33为负极密封圈，4为防爆阀，41为防爆通孔，5为注液孔，6为下塑胶，60为下塑胶正极安装孔，61为下塑胶负极安装孔，7为正极转接片，8为负极转接片。

具体实施方式

本实用新型的核心在于公开一种电池顶盖，以简化电池顶盖的结构，降低电池顶盖的装配成本。

本实用新型的另一核心在于公开一种具有上述电池顶盖的电池。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面参照附图对本实用新型实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

在现有的电池顶盖的设计生产领域中，电池顶盖中的电极组件通常使用焊接或焊接加装配的方式固定，由于电极组件的操作空间较小，操作精度要求较高，因此在电池顶盖的生产过程中，电极组件的安装会花费较多的时间及成本，且需要添加焊接块，导致电极组件的零部件数量较多。

为了克服上述技术问题，实用新型人经过巧妙构思，设计出一种电池顶盖，将电极组件与顶盖片上的电极安装孔设计为卡接结构，避免了焊接过程，降低了电池顶盖的装配成本。具体结构细节，请见下文具体实施的方式。

本实用新型实施例公开的电池顶盖包括顶盖片1和至少两个极性不同的电极组件。

需要说明的是，本实用新型实施例可以包括一个正极电极组件2和一个负极电极组件3，也可以包含多个成对出现的正极电极组件2和负极电极组件3。

顶盖片1设置有用于安装电极组件的电极组件安装孔，且至少一个电极组件的极柱与电极组件安装孔的安装结构为卡接结构，卡接结构包括：

凸起部，设置于电极组件安装孔的孔壁上；

第一限位部，设置于极柱的一侧，极柱嵌入电极组件安装孔内，且第一限位部与凸起部限位配合；

第二限位部，设置于极柱的另一侧，且与凸起部限位配合，第一限位部和第二限位部之间形成使凸起部嵌入的凹槽。

如图1所示，在本实用新型的另一个实施例中，电池顶盖包括顶盖片1、正极电极组件2和负极电极组件3。

顶盖片1设置有正极电极组件安装孔10，正极电极组件2中的正极柱20与正极电极组件安装孔10的安装结构为卡接结构；

如图2和图3所示，正极电极组件安装孔10的孔壁上设置有第一凸起部100，正极柱20的一侧设置有正极第一限位部201，另一侧设置有正极第二限位部21，正极第一限位部201与正极第二限位部21的外径均大于第一凸起部100且均与第一凸起部100限位配合，正极第一限位部201与正极第二限位部21之间形成使第一凸起部100嵌入的凹槽。

顶盖片1还设置有负极电极组件安装孔11，负极电极组件3中的负极柱30与负极电极组件安装孔11的安装结构为卡接结构；

负极电极组件安装孔11的孔壁上设置有第二凸起部110，负极柱30的一侧设置有负极第三限位部301，另一侧设置有负极第四限位部31，负极第三限位部301与负极第四限位部31的外径均大于第二凸起部110且均与第二凸起部110限位配合，负极第三限位部301与负极第四限位部31之间形成使第二凸起部110嵌入的凹槽。

需要说明的是，在上述实施例提供的电池顶盖中，正极电极组件2和负极电极组件3均与顶盖片1卡接，在本实用新型的其他实施例中，仅正极电极组件2或负极电极组件3与顶盖片1卡接。

本实用新型提供的电池顶盖，与现有技术的区别在于，通过将正极电极组件2和/或负极电极组件3设计为两端限位的凹槽结构，并在顶盖片上对应的正极电极组件安装孔10和/或负极电极组件安装孔11孔壁上设置凸起部进行卡接，避免了焊接连接的方式，同时减少了原有技术中焊接所需的焊接铝环，优化了电池顶盖的结构，降低了电池顶盖的装配成本。

为了进一步优化上述方案，在上述实施例中，正极第一限位部201与正极柱20为一体结构，在正极柱20嵌入正极电极组件安装孔10时受第一凸起部100的阻挡而避免正极柱20整体穿过正极电极组件安装孔10；正极第二限位部21上设置有凸起，并与正极柱20上的正极柱凹槽202卡接配合，或：

正极第二限位部21与正极柱20为一体结构，在正极柱20嵌入正极电极组件安装孔10时受第一凸起部100的阻挡而避免正极柱20整体穿过正极电极组件安装孔10；正极第一限位部201上设置有凸起，并与正极柱20上的正极柱凹槽202卡接配合。

同样的，在负极柱30的安装结构中，负极第三限位部301与负极柱30为一体结构，在负极柱30嵌入负极电极组件安装孔11时受第二凸起部110的阻挡而避免负极柱30整体穿过负极电极组件安装孔11；负极第四限位部31上设置有凸起，并与负极柱30上的负极柱凹槽302卡接配合，或：

负极第四限位部31与负极柱30为一体结构，在负极柱30嵌入负极电极组件安装孔11时受第二凸起部110的阻挡而避免负极柱30整体穿过负极电极组件安装孔11；负极第三限位部301上设置有凸起，并与负极柱30上的负极柱凹槽302卡接配合。

上述方案为正极电极组件2和负极电极组件3中，任一电极组件中任一限位部与极柱为一体结构的实施例情况。为了便于理解本实用新型方案，本文的后续说明中将对正极电极组件2的结构及安装方式进行详细描述，易于理解的是，负极电极组件3也适用于后续说明中所涉及的技术方案及实施例。

为了进一步优化上述方案，上述方案中的正极第一限位部201与正极柱20为一体结构，正极第二限位部21为注塑件，正极柱20上设置有正极柱凹槽202，在正极第二限位部21注塑成型后会形成凸起并与正极柱凹槽202卡接配合，或：

正极第二限位部21与正极柱20为一体结构，正极第一限位部201为注塑件，正极柱20上设置有正极柱凹槽202，在正极第一限位部201注塑成型后会形成凸起并与正极柱凹槽202卡接配合。

需要说明的是，采用注塑成型的方式而非传统密封圈加焊接铝环的使用，可以提高电池顶盖的气密性，同时降低成本及加工难度。

需要进一步说明的是，本实施例中的注塑件由绝缘聚苯硫醚PPS注塑形成。

如图3所示，在本实用新型的另一实施例中，电池顶盖的顶盖片1在安装完成正极电极组件2及负极电极组件3后上表面平齐，通过在顶盖片1上的正极电极组件安装孔10的孔壁上合适高度设置第一凸起部100，使得正极柱20在卡接第一凸起部100时上端与顶盖片1上表面平齐，同时控制注塑成型的第二限位部21的成型高度与正极柱20的上面平齐，以使得电池顶盖的上表面平齐。可以避免在正极柱20及负极柱30装配完成后凸出顶盖片1，而占用了电池系统的空间。

进一步地，上述正极电极组件2还包括设置于正极柱20与第一凸起部100之间的正极密封圈23，用于提高电池顶盖的密封性，防止产生胀气、漏气等问题。

需要说明的是，上述方案中提供的正极密封圈23在安装过程中先套设于第一凸起部100的周圈，再穿设正极柱20至无法继续移动时，在另一端进行注塑成型，完成安装。

需要进一步说明的是，负极电极组件3在对应位置设置有负极密封圈33。

在本实用新型提供的另一个实施例中，顶盖片1上开设有防爆通孔41和注液孔5，防爆阀4设置于防爆通孔41中，防爆阀4用于在电池内压升高后，使电解液通过冲破防爆阀4将电池内部的热量进行释放，避免电池因压力过大而发生爆炸。

进一步地，在上述实施例中，还包括下塑胶6，下塑胶6上设置有下塑胶正极安装孔60和下塑胶负极安装孔61，并与顶盖片1上的正极电极组件安装孔10和负极电极组件安装孔一一对应。

如图4所示，本实用新型实施例还公开了一种具有上述电池顶盖的电池。由于具有上述电池顶盖，因此兼具上述电池顶盖的所有技术效果，本文在此不再赘述。

为了进一步优化上述技术方案，本实施例公开的电池还包括正极转接片7和负极转接片8，正极转接片7和负极转接片8的构型均为L型而非现有技术中的蝶形转接片。在使用L型的正极转接片7和负极转接片8后，可以实现正、负极在不同侧的出极耳方式，正、负极极耳在不同侧出极耳后极耳宽度空间得到拓展，增大了极耳的过流面积，与此同时，使用L型转接片的焊接方式后，原有偶数裸电芯的设计可以变更为单个裸电芯，单个裸电芯更易于分开制造，降低了制造成本。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

以上步骤所提供的介绍，只是用于帮助理解本实用新型的结构、方法及核心思想。对于本技术领域内的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也同样属于本实用新型权利要求保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电池顶盖，其特征在于，包括顶盖片(1)和至少两个极性不同的电极组件；

所述顶盖片(1)设置有用于安装所述电极组件的电极组件安装孔，至少一个所述电极组件的极柱与所述电极组件安装孔的安装结构为卡接结构，所述卡接结构包括：

凸起部，设置于所述电极组件安装孔的孔壁上；

第一限位部，设置于所述极柱的一侧，所述极柱嵌入所述电极组件安装孔内，且所述第一限位部与所述凸起部限位配合；

第二限位部，设置于所述极柱的另一侧，且与所述凸起部限位配合，所述第一限位部和所述第二限位部之间形成使所述凸起部嵌入的凹槽。

2.如权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述第一限位部和所述第二限位部中的一个与所述极柱为一体结构，所述第一限位部和所述第二限位部中的另一个与所述极柱卡接配合。

3.如权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述第一限位部和所述第二限位部中的一个与所述极柱为一体结构，所述第一限位部和所述第二限位部中的另一个为注塑件，所述极柱上开设有与所述注塑件卡接的卡槽。

4.如权利要求3所述的电池顶盖，其特征在于，所述注塑件由绝缘聚苯硫醚PPS注塑形成。

5.如权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述顶盖片(1)安装完成所述电极组件后上表面平齐。

6.如权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述电极组件还包括密封圈，所述密封圈设置于所述极柱与所述顶盖片(1)之间。

7.如权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，还包括防爆阀(4)、注液孔(5)和防爆通孔(41)，所述防爆阀(4)设置于所述防爆通孔(41)内；

所述注液孔(5)和所述防爆通孔(41)均设置于所述顶盖片(1)上。

8.如权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，还包括设置于所述顶盖片(1)下表面的下塑胶(6)，所述下塑胶(6)上开设有与所述电极组件安装孔对应的通孔。

9.如权利要求1-8任一项所述的电池顶盖，其特征在于，所述电极组件包括正极电极组件(2)和/或负极电极组件(3)，所述正极电极组件(2)和/或负极电极组件(3)与所述顶盖片(1)上对应安装孔的安装结构为卡接结构。

10.一种电池，包括电池顶盖，其特征在于，所述电池顶盖为如权利要求1-9任一项所述的电池顶盖。

11.如权利要求10所述的电池，其特征在于，还包括正极转接片(7)和负极转接片(8)，所述正极转接片(7)和所述负极转接片(8)构型为L型。

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