CN217158371U - 顶盖组件与单体电池 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种顶盖组件与单体电池,顶盖组件包括盖板与连接端子,盖板具有第一通孔;连接端子包括极柱、第一绝缘件、第二绝缘件与连接件,第一绝缘件具有第二通孔,连接件与所述盖板连接;第一绝缘件部分插接在第一通孔内,极柱部分插接在第二通孔内,极柱通过第一绝缘件与盖板抵接,以限制极柱沿第一方向的移动,连接件通过第二绝缘件与极柱抵接,以限制极柱沿第二方向的移动,第一方向与第二方向相反,均平行于极柱的轴向。本申请能够降低连接端子的总高度,使得单体电池内容能够容纳更大体积的电芯,有助于提高单体电池的能量密度。还能够通过抵接的方式实现极柱的限位,可以减少顶盖组件的装配环节,提升装配效率。
Description
技术领域
本申请涉及储能器件技术领域,尤其是涉及一种顶盖组件与单体电池。
背景技术
动力电池是作为电动汽车的供能器件,是电动汽车的重要组成部分之一,典型的动力电池包括顶盖组件、壳体与电芯,顶盖组件一方面用于与壳体共同形成放置电芯的腔体,同时还用于实现电芯与外部用电器件的导通,基于此,顶盖组件上设置有能够实现电连接功能的极柱,对于负极柱而言,其既需要与顶盖组件的盖板保持绝缘,又需要稳固的连接在盖板上,因此,相关技术中的负极柱通常通过绝缘件与金属连接件连接,再通过金属连接件与盖板焊接固定,然而,这种方式需要通过额外的装配工艺实现绝缘件与极柱之间,以及绝缘件与金属连接件之间的固定,增加了生产步骤,从而影响顶盖组件的装配效率。
实用新型内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种顶盖组件,能够通过构件之间的相互抵接进行极柱的固定,可以简化生产步骤,提高装配效率。
本申请还公开了应用上述顶盖组件的单体电池。
根据本申请第一实施例的顶盖组件,包括:
盖板,具有第一通孔;
连接端子,包括极柱、第一绝缘件、第二绝缘件与连接件,所述第一绝缘件具有第二通孔,所述连接件与所述盖板连接;
其中,所述第一绝缘件部分插接在所述第一通孔内,所述极柱部分插接在所述第二通孔内,所述极柱通过所述第一绝缘件与所述盖板抵接,以限制所述极柱沿第一方向的移动,所述连接件通过所述第二绝缘件与所述极柱抵接,以限制所述极柱沿第二方向的移动,所述第一方向与所述第二方向相反,均平行于所述极柱的轴向。
根据本申请实施例的顶盖组件,至少具有如下有益效果:
本实施例中通过抵接的方式实现极柱的限位,极柱、第一绝缘件、第二绝缘件、连接件之间无需通过粘接、焊接等方式进行连接,可以减少顶盖组件的装配环节,提升装配效率。
此外,极柱至少部分插接在第二通孔内,这样,可以利用绝缘件的内部空间安装极柱,使得极柱与绝缘件在高度方向上至少部分重合;类似的,绝缘件至少部分插接在第一通孔内,可以利用盖板的内部空间安装绝缘件,使得绝缘件与盖板在高度方向上至少部分重合。基于上述结构,顶盖组件的高度将显著限小于极柱、绝缘件与盖板的高度之和,能够降低连接端子的总高度,进而使得单体电池内容能够容纳更大体积的电芯,有助于提高单体电池的能量密度。
在本申请的其他实施例中,所述极柱包括沿轴向设置的第一主体部与第二主体部,所述第二主体部的直径大于所述第一主体部的直径,所述第二主体部通过所述第一绝缘件与所述盖板抵接,所述连接件通过所述第二绝缘件与所述第二主体部抵接;
所述第一绝缘件至少部分设置于所述第一主体部与所述盖板之间,以及所述第二主体部与所述盖板之间,以隔离所述极柱与所述盖板;
所述第二绝缘件至少部分设置于所述第二主体部与所述连接件之间,以隔离所述极柱与所述连接件。
在本申请的其他实施例中,所述第一绝缘件包括第一绝缘部与第二绝缘部,所述第一绝缘部插接在所述第一通孔内,且环绕于所述第一主体部;
所述第二绝缘部连接于所述第一绝缘部,且位于所述第二主体部与所述盖板之间,所述第二主体部通过所述第二绝缘部与所述盖板抵接。
在本申请的其他实施例中,所述第一绝缘件还包括第三绝缘部,沿所述盖板的内侧至外侧的方向,所述第三绝缘部、所述第二绝缘部与所述第一绝缘部依次连接,所述第三绝缘部环绕于所述第二主体部。
在本申请的其他实施例中,所述连接件包括第一连接部与第二连接部,所述第一连接部连接于所述盖板,所述第二连接部连接于所述第一连接部,且沿所述盖板的内侧至外侧的方向,所述第二连接部与所述极柱依次设置;
所述第二绝缘件包括第一密封部,所述第一密封部位于所述第二连接部与所述极柱之间,所述第二连接部通过所述第一密封部与所述极柱抵接。
在本申请的其他实施例中,所述第二绝缘件还包括第二密封部,所述第二密封部连接于所述第一密封部,且环绕于所述第二主体部。
在本申请的其他实施例中,所述连接件包括第一连接部与第二连接部,所述第一连接部连接于所述盖板,所述第二连接部连接于所述第一连接部,且沿所述盖板的内侧至外侧的方向,所述第二连接部与所述极柱依次设置,以使所述第二连接部支撑所述极柱;
所述盖板的端面具有安装槽,所述安装槽环绕所述第一通孔设置,所述第一连接部至少部分位于所述安装槽内。
在本申请的其他实施例中,所述连接件设置有第一开口,所述第一开口与所述极柱对应;
所述顶盖组件还包括塑胶件,所述塑胶件设置有第二开口,所述第二开口与所述第一开口对应,所述第二开口的边沿设置有卡接结构,所述塑胶件通过所述卡接结构卡接至所述第一开口的边沿。
在本申请的其他实施例中,所述第一绝缘件与所述第二绝缘件连接为一体结构。
在本申请的其他实施例中,所述盖板还包括防爆阀安装孔,所述顶盖组件还包括防爆阀,所述防爆阀包括安装部、第一加强部与变形部,所述第一加强部环绕于所述变形部设置,所述安装部环绕于所述第一加强部设置,并与所述防爆阀安装孔的边沿连接。
在本申请的其他实施例中,所述盖板还包括注液孔,所述顶盖组件还包括密封钉,所述密封钉连接于所述盖板以封闭所述注液孔,其中,所述密封钉的外端面具有凹槽。
在本申请的其他实施例中,所述密封钉还包括第二加强部,所述第二加强部设置于所述凹槽的底壁。
根据本申请第二实施例的单体电池,包括:
电池壳体;
所述的顶盖组件,连接于所述电池壳体,并与所述电池壳体限定出安装腔;
电芯,位于所述安装腔内,包括电芯主体与极耳,所述极耳分别与所述极柱以及所述电芯电连接。
在本申请的其他实施例中,所述单体电池还包括极耳限位件,所述极耳限位件位于所述电芯主体与所述顶盖组件之间,具有极耳通道;
所述极耳穿设于所述极耳通道,能够被所述极耳限位件限位。
在本申请的其他实施例中,所述极耳通道包括第一腔体与第二腔体,所述极耳包括折叠部与伸出部,所述折叠部位于所述第一腔体内,并与所述电芯主体电连接,所述伸出部穿设于所述第二腔体,并与所述极柱电连接。
在本申请的其他实施例中,所述单体电池还包括电芯保护膜,所述电芯保护膜具有第一定位结构,所述顶盖组件具有第二定位结构,所述电芯保护膜包覆在所述电芯主体的外侧,且通过所述第一定位结构与所述第二定位结构进行定位。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明,其中:
图1为本申请一实施例中顶盖组件的立体示意图;
图2为图1中顶盖组件的分解示意图;
图3为图1中连接端子与盖板连接的剖视图
图4为本申请另一实施例中连接端子与盖板连接的剖视图;
图5为本申请另一实施例中连接端子与盖板连接的剖视图;
图6为本申请一实施例中防爆阀的立体示意图;
图7为图6中防爆阀的剖视图;
图8为本申请一实施例中密封钉与盖板连接的剖视图;
图9为图8中密封钉的剖视图;
图10为另一实施例中密封钉的剖视图;
图11为本申请一实施例中极耳限位件的剖视图;
图12为图11中极耳限位件与电芯连接的剖视图;
图13为本申请一实施例中电芯保护膜与电芯的分解示意图。
附图标记:
顶盖组件100、盖板110、第一通孔111、安装槽112、防爆阀安装孔113、注液孔114、连接端子120、极柱121、第一主体部1211、第二主体部1212、第一绝缘件122、第二通孔1221、第一绝缘部1222、第二绝缘部1223、第三绝缘部1224、第二绝缘件123、第一密封部1231、第二密封部1232、连接件124、第一连接部1241、第二连接部1242、第一开口1243、第三绝缘件125、防爆阀130、安装部131、第一加强部132、弯折部1321、变形部133、密封钉140、凹槽141、第二加强部142、侧面143、塑胶件150、凸块151、第二开口152、卡接结构153;
电芯200、电芯主体210、极耳220、折叠部221、伸出部222;
极耳限位件300、极耳通道310、第一腔体311、第二腔体312;
电芯保护膜400、缺口410。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右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的限制。
在本申请的描述中,若干的含义是一个以上,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
本申请的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
参照图1,顶盖组件100包括盖板110与连接端子120,盖板110用于封闭单体电池的电池壳体,连接端子120用于实现内部电芯与外部用电器件的电连接,以下结合附图进行具体说明。
盖板110为平板状结构,由铝等金属材料制成,既具有导电能力,又具有一定的强度以安装连接端子120。参照图2,盖板110上设置有用于安装连接端子120的第一通孔111,第一通孔111可以是图示的圆孔。
参照图2,连接端子120包括极柱121、第一绝缘件122、第二绝缘件123与连接件124,其中极柱121的一端用于与电芯的极耳电连接,另一端用于与外部用电器件电连接。极柱121为铜铝复合的圆柱体,一些具体实施例中,其上部分为铝板,下部分为铜板,采用板材复合可以降低极柱121的高度。连接件124用于实现连接端子120与盖板110的连接,其可以是金属连接片,通过激光焊接等方式与盖板110进行焊接固定。第一绝缘件122、第二绝缘件123共同用于极柱121的隔离,避免极柱121与例如盖板110、连接件124等具有导电能力构件接触。
其中,参照图2、图3,第一绝缘件122为环形构件,其内部具有第二通孔1221,极柱121部分插接在第二通孔1221内,第一绝缘件122部分插接在第一通孔111内,因此极柱121仅具有沿第二通孔1221的轴向移动的自由度,如果将该方向上的自由度进行限制,便能够实现极柱121的完全限位。参照图3,本实施例能够通过抵接的方式对极柱121进行限位,具体地,极柱121通过第一绝缘件122与盖板110抵接,从而限制极柱121沿第一方向的移动。连接件124的一部分与盖板110固定连接,另一部分通过第二绝缘件123与极柱121抵接,从而限制极柱121沿第二方向的移动,其中,第一方向与第二方向相反,均平行于极柱121的轴向,例如,第一方向为图3中朝上的方向,第二方向为图3中朝下的方向,这样就能够完全限制极柱121沿轴向的位移。需要说明的是,本实施例中通过抵接的方式实现极柱121的限位,极柱121、第一绝缘件122、第二绝缘件123、连接件124之间无需通过粘接、焊接等方式进行连接,可以减少顶盖组件100的装配环节,提升装配效率。
极柱121部分插接在第二通孔1221内,从而可以利用第一绝缘件122的内部空间安装极柱121,使得极柱121与第一绝缘件122在高度方向上至少部分重合,类似的,第一绝缘件122部分插接在第一通孔111内,可以利用盖板110的内部空间安装第一绝缘件122,使得第一绝缘件122与盖板110在高度方向上至少部分重合。基于上述结构,顶盖组件100的高度将显著小于极柱121、第一绝缘件122与盖板110的高度之和,从而能够降低连接端子120的总高度,进而使得单体电池内容能够容纳更大体积的电芯。在单体电池的总高一定的情况下,如顶盖组件沿高度方向的尺寸越大,则单体电池内部用于放置电芯的空间会越小,这样不利于提高单体电池的能量密度。基于上述问题,本申请实施例提出了一种顶盖组件,其能够降低高度方向的尺寸,以便在单体电池的内部放置更大体积的电芯。
在一些实施例中,参照图2、图3,极柱121包括沿轴向设置的第一主体部1211与第二主体部1212,例如,第一主体部1211位于图3中的上侧,第二主体部1212位于图3中的下侧,第二主体部1212的直径大于第一主体部1211的直径,使得极柱121整体为阶梯轴结构,第一主体部1211与第二主体部1212均为圆柱体结构,故第二主体部1212沿径向凸出于第一主体部1211的部位可以作为极柱121与第一绝缘件122抵接的部位,也即,第二主体部1212通过第一绝缘件122与盖板110抵接。另一方面,连接件124通过第二绝缘件123也与第二主体部1212抵接,从而实现极柱121的限位。
由于极柱121、盖板110与连接件124均可以导电,为了避免极柱121接触盖板110与连接件124,本实施例通过第一绝缘件122与第二绝缘件123进行隔离。具体地,第一绝缘件122的一部分设置于第一主体部1211与盖板110之间,一部分设置于第二主体部1212与盖板110之间,如此,既可以使第一主体部1211插接在盖板110的第一通孔111内,以及第二主体部1212与盖板110保持抵接关系,又能够实现极柱121与盖板110之间的隔离。
同时,第二绝缘件123至少有一部分设置于第二主体部1212与连接件124之间,如此,既可以使连接件124与第二主体部1212保持抵接关系,又能够实现极柱121与连接件124之间的隔离。
在一些实施例中,参照图2、图3,第一绝缘件122包括第一绝缘部1222与第二绝缘部1223,第一绝缘部1222为圆筒状结构,其插接在第一通孔111内,且环绕在第一主体部1211的径向外侧,从而隔离第一主体部1211与盖板110。第二绝缘部1223可以是环绕于第一绝缘部1222的径向外侧的凸缘结构,具体是环形的隔离板,第一绝缘部1222与第二绝缘部1223可以连接为一体结构。沿极柱121的轴向,第二绝缘部1223的一端面(例如图3中的上端面)与盖板110贴合,相对的另一端面(例如图3中的下端面)与第二主体部1212贴合,从而使得第二主体部1212通过第二绝缘部1223与盖板110沿轴向抵接。
第一绝缘件122可以是具有良好绝缘性形成的材料制成,例如绝缘塑料、环氧树脂、陶瓷等,第一绝缘件122与第一通孔111之间可以通过过盈配合的方式进行连接,从而避免第一绝缘件122脱离第一通孔111。
在一些实施例中,第二绝缘件123既可以起到绝缘隔离的作用,同时也可以起到密封的作用,避免极柱121与连接件124之间发生气体泄漏(由于连接件124与盖板110之间通过焊接连接,因此具有良好的密封性能,通常无需设置密封件)。参照图2、图3,连接件124包括第一连接部1241与第二连接部1242,第一连接部1241位于第一绝缘件122与第二绝缘件123的径向外侧,其可以是图中的板状结构,第一连接部1241可以通过焊接的方式与盖板110固定。第二连接部1242与第一连接部1241连接,二者可以是一体结构。沿盖板110的内侧至外侧的方向,也即图3中从下至上的方向,第二连接部1242与极柱121依次设置,且第二连接部1242与极柱121的端面平行。基于上述结构,第二绝缘件123包括第一密封部1231,第一密封部1231位于第二连接部1242与极柱121之间,第一密封部1231的一端面与极柱121的端面贴合,相对的另一端面与第二连接部1242贴合,这样,既能够实现第二连接部1242与极柱121的抵接,又能够实现第二连接部1242与极柱121之间的密封。
以图中为例,第二连接部1242与第一密封部1231均为圆环结构。
当连接件124包括上述的第一连接部1241与第二连接部1242时,参照图3,在一些实施例中,盖板110的端面具有安装槽112,安装槽112环绕第一通孔111设置,第一连接部1241至少部分位于安装槽112内,可以使得第一连接部1241完全隐藏在盖板110的内部,或者至少能够减少第一连接部1241从盖板110上突出的高度,从而进一步减少顶盖组件100的高度。在图3所示的例子中,安装槽112位于盖板110的下端面,第一连接部1241完全位于安装槽112。在另一些替代实施例中,安装槽112也可以位于盖板110的上端面,第一连接部1241也可以完全位于安装槽112内。
在一些实施例中,第二绝缘件123还包括第二密封部1232,第二密封部1232连接于第一密封部1231,具体是第一密封部1231的径向外侧。第二密封部1232为圆筒状结构,环绕在第二主体部1212的径向外侧,这样,第二绝缘件123还可以实现第二主体部1212外周面的绝缘。
基于上述实施例,并参照图3,一实施例中顶盖组件100的装配流程为:
1.将第一绝缘件122的第一绝缘部1222插接在第一通孔111内,使得第二绝缘部1223与盖板110抵接。
2.将极柱121的第一主体部1211插接在第二通孔1221内,使得第二主体部1212与第一绝缘件122的第二绝缘部1223抵接。
3.将第二绝缘件123的第二密封部1232套接在极柱121的第二主体部1212上,使得第一密封部1231与第二主体部1212的端面抵接。
4.将连接件124的第一连接部1241焊接在盖板110上,第二连接部1242挤压第一密封部1231使其发生形变,在实现密封的同时对极柱121进行限位。
由上述步骤可知,顶盖组件100无需增加极柱121、第一绝缘件122、第二绝缘件123、连接件124之间的连接步骤,有助于提升装配效率。同时,第一绝缘件122与第二绝缘件123分体设置,便于第一绝缘件122与第二绝缘件123分别与极柱121的配合。
在一些实施例中,参照图2、图3,连接件124设置有第一开口1243,其中,第一开口1243具体是设置在第二连接部1242之上,从而与极柱121的位置对应。
相应的,顶盖组件100还包括塑胶件150,塑胶件150设置有第二开口152,第二开口152与第一开口1243对应,如此,极柱121能够从盖板110的内侧露出,便于与电芯的极耳连接。塑胶件150还包括设置在第二开口152边沿的卡接结构153,卡接结构153具体是沿轴向伸出的卡扣,其中,可以在第二开口152的边沿设置一圈卡扣,也可以在第二开口152的边沿设置多个卡扣。卡接结构153插接在第一开口1243内,使得塑胶件150能够通过卡接结构153卡接至第一开口1243的边沿,也即,在本实施例中,极柱121、第一绝缘件122、第二绝缘件123、塑胶件150均可以通过连接件124进行固定。
在一些实施例中,参照图4,第一绝缘件122还包括第三绝缘部1224,沿盖板110的内侧至外侧的方向,第三绝缘部1224、第二绝缘部1223与第一绝缘部1222依次连接,第一绝缘部1222位于第二绝缘部1223的径向内侧,第三绝缘部1224位于第二绝缘部1223的径向外侧,且沿极柱121的轴向,第三绝缘部1224与第一绝缘部1222分别位于第二绝缘部1223的两侧。第一绝缘部1222环绕于第一主体部1211,用于实现第一主体部1211与盖板110之间的隔离;第三绝缘部1224环绕于第二主体部1212,用于实现第二主体部1212的外周面与连接件124之间的隔离;第二绝缘部1223位于第二主体部1212与盖板110之间,用于实现第二主体部1212与盖板110的隔离。
基于上述结构,第二绝缘件123可以仅包括上述第一密封部1231,从而实现第二主体部1212的下端面与连接件124之间的隔离,这种方式同样可以实现极柱121分别与盖板110以及连接件124之间的隔离。
基于上述实施例,并参照图4,一实施例中顶盖组件100的装配流程为:
1.将第一绝缘件122的第一绝缘部1222插接在第一通孔111内,使得第二绝缘部1223与盖板110抵接。
2.将极柱121的第一主体部1211插接在第二通孔1221内,使得第二主体部1212位于第三绝缘部1224内,且第二主体部1212与第一绝缘件122的第二绝缘部1223抵接。
3.将第一密封部1231放置于第二主体部1212的端面。
4.将连接件124的第一连接部1241焊接在盖板110上,第二连接部1242挤压第一密封部1231使其发生形变,在实现密封的同时对极柱121进行限位。
在一些实施例中,第一绝缘件122与第二绝缘件123可以设置为一体结构,例如图5所示,为便于描述,一体式的第一绝缘件122与第二绝缘件123统一称之为第三绝缘件125,其相应结构与第一绝缘件122以及第二绝缘件123上的结构相同,在此不做详述。第三绝缘件125由能够发生变形的绝缘弹性材料制成,装配时,使得第三绝缘件125的上端开口进行扩展,使得极柱121能够进入至第三绝缘件125内,然后第三绝缘件125在自身弹力下恢复原状,从而包覆在极柱121的外侧;再将包覆有第三绝缘件125的极柱121插接在第一通孔111内,并通过连接件124进行限位,同样可以实现极柱121的绝缘与限位。
参照图2,盖板110还包括防爆阀安装孔113,顶盖组件100还包括防爆阀130,防爆阀130安装在盖板110上以封闭防爆阀安装孔113,当电池内部发生故障而导致内部压力升高至设定范围时,防爆阀130将会爆开以进行泄压,从而降低电池爆炸的风险。防爆阀130通常通过焊接的方式与防爆阀安装孔113的边沿固定连接,当电池内部的压力逐渐升高时,防爆阀130会先向外凸出,并带动上述边沿同步外凸,这样会改变防爆阀130的受力模式,存在防爆阀130在达到起爆范围时难以爆开的安全隐患。基于此,参照图6、图7,本实施例提出了一种改进的防爆阀结构,包括安装部131、第一加强部132与变形部133,第一加强部132环绕于变形部133设置,安装部131环绕于第一加强部132设置,变形部133用于在承压后爆开,安装部131用于与防爆阀安装孔113的边沿连接,第一加强部132能够增加防爆阀130的局部强度,减少变形部133传递至盖板110的变形量,使防爆阀130在承受预设压力后能够正常爆开。
其中,参照图7,第一加强部132可以包括环形的弯折部1321,弯折部1321可以通过例如冲压的方式成型,在此情形中,第一加强部132的壁厚基本保持一致。一些具体实施例中,沿极柱121的径向,第一加强部132包括多个弯折部1321,多个弯折部1321形成波浪结构。
作为上述方案的替代方案,第一加强部132也可以包括一个以上的凸起,即第一加强部132在凸起部位的壁厚大于其他位置的壁厚。
此外,安装部131的壁厚可以大于变形部133壁厚,使得安装部131具有更强的抗变形能力。
参照图8、图9,盖板110上还设置有注液孔114,外部的电解液可以通过注液孔114注入至电池内部,当完成注液之后,注液孔114通过密封钉140进行封闭。通常,密封钉140通过周向焊接的方式焊接于盖板110,焊接的内应力可能会导致密封钉140翘起。为改善上述问题,一些实施例中的密封钉140的外端面还设置有凹槽141,使得密封钉140设置为薄壳结构。安装时,密封钉140通过侧面143焊接于注液孔114的内周面上,即使出现局部内应力集中的情形,密封钉140也可以通过一定的形变吸收内应力,从而减少密封钉140的起翘。密封钉140可以通过冲压方式形成上述凹槽141。
参照图10,密封钉140还包括第二加强部142,第二加强部142设置于凹槽141的底壁,能够增强底壁的抗变形能力,使得变形集中于密封钉140的周向侧壁。第二加强部142具体可以是环形的弯折部或者凸起,需要说明的是,弯折部可以采用冲压的方式形成,使得密封钉140整体可以采用冲压的方式制得,便于加工。
本申请实施例还提出了一种单体电池,包括电池壳体(未示出)、顶盖组件100与电芯200,顶盖组件100通过焊接等方式连接于电池壳体的开口处,从而与电池壳体共同限定出一安装腔,电芯200位于该安装腔内。
电芯200主要包括电芯主体210与极耳220,极耳220的一端电连接于电芯主体210,另一端电连接于极柱121。为了实现极耳220的定位与绝缘,通常会在极耳220的两侧贴敷胶纸,然而,当胶纸长期处于电解液环境中时,容易因失去粘性而脱落,使得极耳220处于自由状态,这样,极耳220在电池的生产及使用过程中容易发生内插隔膜的情况,从而引发电池起火、爆炸等一系列问题。基于上述问题,本实施例的单体电池还包括极耳限位件300,极耳限位件300能够对极耳220进行限位,且不会因为电解液环境而失效。
具体参照图11、图12,极耳限位件300设置于电芯主体210与顶盖组件100之间,可以由硬质且能够耐受电解液环境的材料制成。极耳限位件300的内部设置有极耳通道310,极耳通道310的一端延伸至电芯主体210的上端面,另一端延伸至极柱121,极耳220的主体结构位于极耳通道310,上端从极耳通道310中伸出以连接极柱121。极耳通道310的宽度略大于对应极耳220的宽度,从而既能够供极耳220通过,又能够限制极耳220的位移,避免其内插至隔膜中。
通常,为了缩小极耳220占据的空间,会对极耳220靠近电芯主体210一段进行折叠,其中,将极耳220的折叠部分描述为折叠部221,未折叠的部分描述为伸出部222,折叠部221位于电芯主体210的上端面,一端与电芯主体210连接,另一端与伸出部222连接,伸出部222的另一端连接至极柱121。为适应这种极耳220,在一些实施例中,极耳通道310包括第一腔体311与第二腔体312,第一腔体311靠近于电芯主体210,第二腔体312靠近于极柱121,大致沿竖直方向设置。沿电芯主体210的宽度方向(也即图12中的左右方向),第一腔体311的宽度大于第二腔体312。安装时,极耳的折叠部221容置于第一腔体311内,伸出部222穿设于第二腔体312,顶端从第二腔体312中伸出并与极柱121电连接。
在一些实施例中,沿远离电芯主体210上端面的方向(也即图10中从下至上的方向),折叠部221的宽度逐渐缩小,因此第一腔体311的宽度也适应性地缩小,以保证对折叠部221的限位效果。第二腔体312的宽度则保持恒定,适用于未折叠的极耳220的限位。
在一些实施例中,极耳限位件300的整体宽度沿从下至上的方向逐渐缩小,一方面适应于内部极耳通道310的形状,避免极耳限位件300各部分的壁厚差距过度,不便于通过注塑等方式成型,另一方面也可以减小极耳限位件300的体积。其中,极耳限位件300的下端面可以为平面,其平行于电芯主体210的上端面,且宽度等于或者略小于上端面的宽度,使得极耳限位件300能够稳固的放置在电芯主体210的上方。
单体电池通常还设置有电芯保护膜以对电芯进行绝缘防护,在实际生产过程中,电芯保护膜很容易发生位置偏移而超出盖板110,导致在后续的焊接过程产生质量问题。为改善上述问题,一些实施例中的电芯保护膜能够通过定位结构进行定位,具体的,电芯保护膜400具有第一定位结构,顶盖组件100中例如塑胶件150的构件具有第二定位结构,电芯保护膜400通过第一定位结构与第二定位结构进行定位,以避免电芯保护膜400发生位置偏移。其中,第一定位结构与第二定位结构对电芯保护膜400的定位包括:电芯保护膜400与顶盖组件100的周向定位、电芯保护膜400与顶盖组件100沿极柱121轴向的定位以及上述两种定位的结合。
在一些具体实施例中,第一定位结构与第二定位结构中的一个是凸出结构,另一个是凹入结构,凸出结构通过嵌入凹入结构的方式进行定位。以图13所示为例,第一定位结构为设置于电芯保护膜400上边沿的缺口410,第二定位结构为设置于塑胶件150侧面的凸块151,装配时,电芯保护膜400套接在电芯主体210的外侧,且电芯保护膜400与塑胶件150之间通过凸块151及缺口410进行定位,此时电芯保护膜400与盖板110之间的位置确定,既不能沿盖板110周向移动,也不能沿极柱121的轴向移动,避免电芯保护膜400超出盖板110。当电芯保护膜400完成定位后,再通过激光焊接等方式将电芯保护膜400的上端焊接于盖板110,即可实现电芯保护膜400的固定,上述方式能够有效避免电芯保护膜400与盖板110之间因位置偏移而导致的焊接质量问题。
参照图13,电芯保护膜400的各侧边均可以设置第一定位结构,塑胶件150的各侧面均可以设置第二定位结构,从而加强定位效果。
需要说明的是,电芯保护膜400为薄膜结构,壁厚通常均匀一致,而塑胶件150为注塑结构,其形状可以根据设计灵活调整,因此分别在电芯保护膜400与塑胶件150上设置缺口410与凸块151更便于加工。
本申请还提出了一种电池包,包括箱体与上述各实施例的单体电池,单体电池位于箱体的内部,需要说明的是,箱体既可以是一体式的箱体结构,也可以是由侧板等安装结构拼接形成的分体式箱体结构。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明,但是本申请不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (10)
1.顶盖组件,其特征在于,包括:
盖板,具有第一通孔;
连接端子,包括极柱、第一绝缘件、第二绝缘件与连接件,所述第一绝缘件具有第二通孔,所述连接件与所述盖板连接;
其中,所述第一绝缘件部分插接在所述第一通孔内,所述极柱部分插接在所述第二通孔内,所述极柱通过所述第一绝缘件与所述盖板抵接,以限制所述极柱沿第一方向的移动,所述连接件通过所述第二绝缘件与所述极柱抵接,以限制所述极柱沿第二方向的移动,所述第一方向与所述第二方向相反,均平行于所述极柱的轴向。
2.根据权利要求1所述的顶盖组件,其特征在于,所述极柱包括沿轴向设置的第一主体部与第二主体部,所述第二主体部的直径大于所述第一主体部的直径,所述第二主体部通过所述第一绝缘件与所述盖板抵接,所述连接件通过所述第二绝缘件与所述第二主体部抵接;
所述第一绝缘件至少部分设置于所述第一主体部与所述盖板之间,以及所述第二主体部与所述盖板之间,以隔离所述极柱与所述盖板;
所述第二绝缘件至少部分设置于所述第二主体部与所述连接件之间,以隔离所述极柱与所述连接件。
3.根据权利要求2所述的顶盖组件,其特征在于,所述第一绝缘件包括第一绝缘部与第二绝缘部,所述第一绝缘部插接在所述第一通孔内,且环绕于所述第一主体部;
所述第二绝缘部连接于所述第一绝缘部,且位于所述第二主体部与所述盖板之间,所述第二主体部通过所述第二绝缘部与所述盖板抵接。
4.根据权利要求3所述的顶盖组件,其特征在于,所述第一绝缘件还包括第三绝缘部,沿所述盖板的内侧至外侧的方向,所述第三绝缘部、所述第二绝缘部与所述第一绝缘部依次连接,所述第三绝缘部环绕于所述第二主体部。
5.根据权利要求2所述的顶盖组件,其特征在于,所述连接件包括第一连接部与第二连接部,所述第一连接部连接于所述盖板,所述第二连接部连接于所述第一连接部,且沿所述盖板的内侧至外侧的方向,所述第二连接部与所述极柱依次设置,以使所述第二连接部支撑所述极柱;
所述第二绝缘件包括第一密封部,所述第一密封部位于所述第二连接部与所述极柱之间,所述第二连接部通过所述第一密封部与所述极柱抵接。
6.根据权利要求5所述的顶盖组件,其特征在于,所述第二绝缘件还包括第二密封部,所述第二密封部连接于所述第一密封部,且环绕于所述第二主体部。
7.根据权利要求1所述的顶盖组件,其特征在于,所述连接件包括第一连接部与第二连接部,所述第一连接部连接于所述盖板,所述第二连接部连接于所述第一连接部,且沿所述盖板的内侧至外侧的方向,所述第二连接部与所述极柱依次设置,以使所述第二连接部支撑所述极柱;
所述盖板的端面具有安装槽,所述安装槽环绕所述第一通孔设置,所述第一连接部至少部分位于所述安装槽内。
8.根据权利要求1所述的顶盖组件,其特征在于,所述连接件设置有第一开口,所述第一开口与所述极柱对应;
所述顶盖组件还包括塑胶件,所述塑胶件设置有第二开口,所述第二开口与所述第一开口对应,所述第二开口的边沿设置有卡接结构,所述塑胶件通过所述卡接结构卡接至所述第一开口的边沿。
9.根据权利要求1所述的顶盖组件,其特征在于,所述第一绝缘件与所述第二绝缘件连接为一体结构。
10.单体电池,其特征在于,包括:
电池壳体;
权利要求1至9中任一项所述的顶盖组件,连接于所述电池壳体,并与所述电池壳体限定出安装腔;
电芯,位于所述安装腔内,包括电芯主体与极耳,所述极耳分别与所述极柱以及所述电芯主体电连接。
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