CN217848249U - 一种极柱组件、顶盖及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种极柱组件，包括极柱、塑胶件和焊接环，塑胶件围设于极柱的周侧，焊接环与塑胶件配合并围设于塑胶件，极柱和焊接环分别与塑胶件连接的表面开设有多个纳米孔，塑胶件的至少部分嵌入纳米孔中。本实用新型不仅能够提高极柱组件的装配气密性，还有效地提高了极柱组件的结合强度。此外，本实用新型还公开了一种顶盖和一种电池。

Description

一种极柱组件、顶盖及电池

技术领域

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种极柱组件、顶盖及电池。

背景技术

锂离子电池具有质轻、高容、长寿命、自放电率低、无记忆效应、无污染等优点，随着现代社会的发展、人们环保意识的增强及新能源行业的日益发展，越来越多的设备选择以锂离子电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车等等，并且，锂离子电池在这些设备中的应用具备优势，这为锂离子电池的应用与发展提供了广阔的空间。其中，电动工具和电动汽车等所使用的锂离子电池一般称之为动力电池，动力电池可由顶盖、电芯和安装壳来构成。动力电池作为新能源行业的关键部件，其研发也得到越来越广泛的关注。

在现有的电池中，极柱组件加工复杂、稳定性差，严重地降低了其使用的寿命。同时，现有的极柱组件往往需要严格控制其气密性，使得其安装的精度要求很高，并要严格控制各部件之间的间隙，因而导致极柱组件的加工成本高且良品率低。为此，亟需提出一种新型的技术方案以解决上述问题。

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，提供一种极柱组件，其能够提高极柱组件的装配气密性，提高组件中的各部件的结合强度。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种极柱组件，包括：

极柱；

塑胶件，所述塑胶件围设于所述极柱的周侧；

焊接环，所述焊接环与所述塑胶件配合并围设于所述塑胶件，所述焊接环和所述极柱分别与所述塑胶件连接的表面开设有多个纳米孔，所述塑胶件至少部分嵌入所述纳米孔中。

优选的，所述塑胶件设置于所述焊接环的环孔，多个所述纳米孔分布于所述环孔的孔壁，所述环孔的孔壁通过所述纳米孔与所述塑胶件相嵌合。

优选的，多个所述纳米孔均匀分布于所述极柱的周侧，所述塑胶件包围所述极柱的周侧，所述极柱的周侧通过所述纳米孔与所述塑胶件相嵌合。

优选的，所述极柱和所述塑胶件的其中之一具有第一凸部，所述极柱和所述塑胶件的另一具有与所述第一凸部配合的第一凹部，多个所述纳米孔分布于所述第一凸部或所述第一凹部，所述极柱的纳米孔占据所述极柱的面积为所述极柱的自身面积的10％～25％。

优选的，所述塑胶件和所述焊接环的其中之一具有第二凸部，所述塑胶件和所述焊接环的另一具有与所述第二凸部配合的第二凹部，多个所述纳米孔分布于所述第二凸部或所述第二凹部，所述焊接环的纳米孔占据所述焊接环的面积为所述焊接环的自身面积的10％～50％。

优选的，所述塑胶件具有至少一个第一凹凸部，所述极柱和/或所述焊接环具有与所述第一凹凸部配合的第二凹凸部，多个所述纳米孔分布于所述第二凹凸部。

优选的，所述焊接环包括相连接的第一环体和第二环体，所述第一环体叠置于所述第二环体形成与所述塑胶件抵接的第一限位台阶，多个所述纳米孔设置于所述第一限位台阶，所述第一限位台阶通过所述纳米孔与所述塑胶件相嵌合，以增大所述焊接环与所述塑胶件的接触面积。

优选的，所述极柱包括相连接的第一柱体和第二柱体，所述第一柱体叠置于所述第二柱体形成与所述塑胶件抵接的第二限位台阶，多个所述纳米孔设置于所述第二限位台阶，所述第二限位台阶通过所述纳米孔与所述塑胶件相嵌合。

本实用新型的目的之二在于：提供一种顶盖，包括顶盖片及如上所述极柱组件，所述焊接环设置于所述顶盖片，所述极柱包括相隔设置的第一极柱和第二极柱，所述第一极柱和所述第二极柱分别套设有所述塑胶件。

优选的，所述第一极柱和所述第二极柱的其中之一为复合极柱，所述塑胶件为纳米塑胶件。

优选的，所述顶盖片具有泄压腔，所述泄压腔设置有防爆片，所述泄压腔沿所述顶盖片的厚度方向设置，所述防爆片的厚度为0.2～2mm。

优选的，所述顶盖片的一侧具有用于密封所述泄压腔的保护片，所述保护片与所述防爆片对应设置。

优选的，所述顶盖片的一侧设置有绝缘件，所述绝缘件的至少部分嵌入所述顶盖片，所述极柱和所述塑胶件均抵接于所述绝缘件。

优选的，所述顶盖片、所述焊接环与所述绝缘件围成有容纳槽，所述塑胶件的至少部分容置于所述容纳槽。

优选的，所述顶盖片与所述焊接环一体成型或固定连接。

本实用新型的目的之三在于：提供一种电池，包括如上所述极柱组件。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型的极柱组件包括极柱、塑胶件和焊接环，其中，塑胶件围设于极柱的周侧，塑胶件可以提高极柱的强度及提高极柱组件的气密性，焊接环与塑胶件配合并围设于塑胶件，极柱、焊接环分别与塑胶件连接的表面开设有多个纳米孔，塑胶件至少部分嵌入纳米孔中，使得极柱和焊接环分别与塑胶件进行键合紧固，从而可以使极柱、塑胶件和焊接环可以一体结合成标准件，并提高了极柱组件的气密性、结合强度和装配效率。

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分解示意图。

图2为本实用新型中实施方式一的装配结构图。

图3为本实用新型中实施方式一的焊接环的立体结构图。

图4为本实用新型中实施方式一的极柱的立体结构图。

图5为本实用新型中实施方式四的极柱和顶盖片的分解示意图。

图6为本实用新型中实施方式四的第二极柱的分解示意图。

图7为本实用新型中实施方式四的分解示意图。

图8为本实用新型中实施方式四的立体结构图。

图9为本实用新型中实施方式四的剖视图。

其中，附图标记说明如下：

1-极柱；10a-第一柱体；10b-第二柱体；10c-第一限位台阶；11-第一极柱；12-第二极柱；

2-塑胶件；

3-焊接环；31-第一环体；32-第二环体；33-第二限位台阶；300-环孔；

4-顶盖片；40-泄压腔；41-防爆片；42-保护片；43-绝缘件；

100-纳米孔；101-第一凸部；102-第一凹部；103-第二凸部；104-第二凹部；111-第一导电部；112-第二导电部。

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。

在现有技术中，极柱可通过与焊接环注塑的方式进行结合，然而，这样往往会大大提高材料形变的风险，同时，极柱的下方往往还设有密封圈，焊接环还设有凸柱和限位塑胶，不仅增加了整体部件成本，还通常需要对零部件进行冲压而可能产生制程缺陷，从而影响电池的安全性能。为此，本实用新型通过设计出一种纳米注塑的极柱极简结构，其能够减少注塑用量和化学处理成本，并有效地提高了电池的安全性能。

以下结合附图1～9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1～2描述实施方式一

极柱组件，包括：

极柱1，极柱1用于电连接电池中的电芯极耳；

塑胶件2，塑胶件2围设于极柱1的周侧，塑胶件2可以为纳米塑胶件；

焊接环3，焊接环3与塑胶件2配合并围设于塑胶件2，焊接环3和极柱1可以为金属材质，其中，焊接环3和极柱1分别与塑胶件2连接的表面开设有多个纳米孔100，塑胶件2至少部分嵌入纳米孔100中。

由于焊接环3和极柱1均具有多个纳米孔100，各个纳米孔100均具有超微的凹部，当塑胶件2与纳米孔100相嵌合时，塑胶件2嵌入纳米孔100能够形成锚栓效应，并进行键合紧固，使得极柱1、塑胶件2与焊接环3结合高效且结合牢固，从而保障了极柱1、塑胶件2与焊接环3的连接处气密性良好。

其中，极柱1、塑胶件2与焊接环3之间的结合力可以为0.4MPa～15MPa、15MPa～25MPa、25MPa～35MPa、35MPa～50MPa。

在根据本实用新型的极柱组件中，参见图1，塑胶件2设置于焊接环3的环孔300，极柱1对应设置在焊接环3的环孔300内，多个纳米孔100分布于环孔300的孔壁，使得环孔300的孔壁成为环状的纳米孔壁，其中，纳米孔100的孔径小于100nm，环孔300的孔壁通过纳米孔100与塑胶件2相嵌合，保障了塑胶件2与焊接环3结合牢固。并且，参见图1，多个纳米孔100均匀分布于极柱1的周侧，塑胶件2包围极柱1的周侧，极柱1的周侧通过纳米孔100与塑胶件2相嵌合。

在根据本实用新型的极柱组件中，为了使极柱1和塑胶件2固定牢固，参见图1，极柱1和塑胶件2的其中之一具有第一凸部101，极柱1和塑胶件2的另一具有与第一凸部101配合的第一凹部102，多个纳米孔100分布于第一凸部101或第一凹部102，这样可以使得极柱1和塑胶件2凹凸配合从而嵌合牢固。例如，可以在塑胶件2的面向极柱1的一侧设置第一凹部102，第一凹部102可以设置为凹孔或凹槽。

在根据本实用新型的极柱组件中，第一凸部101和第一凹部102的数量可以为多个。

在根据本实用新型的极柱组件中，为了使塑胶件2和焊接环3能够进一步实现咬合固定，参见图1，塑胶件2和焊接环3的其中之一具有第二凸部103，塑胶件2和焊接环3的另一具有与第二凸部103配合的第二凹部104，多个纳米孔100分布于第二凸部103或第二凹部104。例如，可以在塑胶件2的面向环孔300的孔壁的一侧设置第二凹部104，第二凹部104可以为凹槽，焊接环3与第二凹部104对应的位置具有第二凸部103，第二凸部103具有多个纳米孔100，能够使焊接环3的表面形成“工”字形的纳米孔壁，在塑胶件2和焊接环3装配的过程中，第二凸部103和第二凹部104凹凸配合，从而使焊接环3的一部分牢固地嵌入第二凹部104的槽壁。

在根据本实用新型的极柱组件中，第二凸部103和第二凹部104的数量可以为多个。

在根据本实用新型的极柱组件中，具体地，参见图3，焊接环3包括相连接的第一环体31和第二环体32，其中，第一环体31的外径大于第二环体32的外径，第二环体32的外径大于第一环体31的内径，第一环体31的内径大于第二环体32的内径，第一环体31叠置于第二环体32形成第一限位台阶33，第一限位台阶33为第一环体31的外边缘与第二环体32的内边缘之间的阶梯结构，其用于与塑胶件2抵接相连。此外，在焊接环3中，多个纳米孔100分布于第一限位台阶33，纳米孔100能够使焊接环3的厚度方向形成“凹”字形的纳米孔壁，参见图2，第一限位台阶33通过纳米孔100与塑胶件2相嵌合，能够有效增大塑胶件2与焊接环3的接触面积。

在根据本实用新型的极柱组件中，参见图4，极柱1包括相连接的第一柱体10a和第二柱体10b，第一柱体10a的直径小于第二柱体10b的直径，第一柱体10a叠置于第二柱体10b形成与塑胶件2抵接的第二限位台阶10c，多个纳米孔100设置于第二限位台阶10c，第二限位台阶10c通过纳米孔100与塑胶件2相嵌合。并且，极柱1的形状可以为“凸”字形，多个纳米孔100分布于第二限位台阶10c，纳米孔100能够使极柱1的厚度方向形成“凸”字形的纳米孔壁，参见图2，第二限位台阶10c通过纳米孔100与塑胶件2相嵌合，能够有效增大塑胶件2与极柱1的接触面积。

实施方式二

与实施方式一不同的是：本实施方式的塑胶件2具有至少一个第一凹凸部，极柱1或焊接环3具有与第一凹凸部配合的第二凹凸部，多个纳米孔100分布于第二凹凸部，从而使得极柱1、焊接环3的其中之一可以与塑胶件2进行高效嵌合。

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：本实施方式的塑胶件2具有第一凹凸部，第一凹凸部的数量为两个以上，极柱1和焊接环3均具有与第一凹凸部配合的第二凹凸部，多个纳米孔100分布于第二凹凸部，从而使得极柱1和焊接环3均可以与塑胶件2进行高效嵌合。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式四

一种顶盖，参见图5～9，包括顶盖片4及如实施方式一至三任一项的极柱组件，其中，焊接环3设置于顶盖片4，极柱1包括相隔设置的第一极柱11和第二极柱12，第一极柱11和第二极柱12分别套设有塑胶件2，第一极柱11和第二极柱12的两端用于导通电池和用电器件，由于在加工过程中，可以通过相应的工艺先在焊接环3、第一极柱11和第二极柱12的所需位置形成纳米孔100，当极柱1、塑胶件2和焊接环3结合牢固后，再使焊接环3焊接在顶盖片4的安装孔内，这样不仅省去密封圈，还提高了其装配效率。

具体地，第一极柱11为正极柱，第二极柱12为负极柱，负极柱可以为铜铝复合极柱，参见图6，第二极柱12具有相叠置的第一导电部111和第二导电部112，多个纳米孔100分布于第一导电部111和第二导电部112的外侧部，其中，第一导电部111的材质可以为铜，第二导电部112的材质可以为铝。

并且，在顶盖中，套设于第一极柱11的塑胶件2的材料可以采用导电塑胶，套设于第二极柱12的塑胶件2的材料可以采用绝缘塑胶，焊接环3、塑胶件2以及极柱1中的第一极柱11构成正极端子件，焊接环3、塑胶件2以及极柱1中的第二极柱12构成负极端子件，正极端子件、负极端子件安装于顶盖片4的相隔设置的不同的安装孔。其中，焊接环3可以沿顶盖片4的厚度方向安装在顶盖片4的安装孔内。

在根据本实用新型的顶盖中，为了延长其使用寿命，提高其耐用性和运行安全性，参见图5，顶盖片4具有泄压腔40，泄压腔40设置有防爆片41，其中，防爆片41的厚度可以为0.2～2mm，泄压腔40沿顶盖片4的厚度方向设置，并且，泄压腔40能够提高泄压排气的效率和稳定性，防爆片41能够在高温高压下泄出电池内部的气体，从而对电池起到降温防爆的效果。

在根据本实用新型的顶盖中，参见图7～9，顶盖片4的一侧具有用于密封泄压腔40的保护片42，保护片42与防爆片41对应设置，其中，保护片42能够防止外界环境损害防爆片41，有效地提高了防爆片41的耐用性和使用寿命。

在根据本实用新型的顶盖中，参见图7～9，顶盖片4的一侧设置有绝缘件43，绝缘件43的至少部分嵌入顶盖片4，其中，绝缘件43的凸部能够嵌入顶盖片4的安装孔中，使得塑胶件2的底部能够被顶盖片4和绝缘件43所咬合固定。并且，绝缘件43中的与极柱1对应的位置具有通孔，绝缘件43中的与防爆片41对应的位置具有网兜。

实施方式五

与实施方式四不同的是：本实施方式的顶盖中的极柱1包括多个第一极柱11和/或多个第二极柱12，多个第一极柱11和/或多个第二极柱12相隔设置，使得顶盖能够灵活适应多端子电芯或多极耳电芯的电连接。

其他结构与实施方式四相同，这里不再赘述。

实施方式六

一种电池，包括如实施方式一至三任一项的极柱组件。其中，该电池可以为任意大小的动力电池，并且，该动力电池可以为锂离子电池、钠离子电池等。

实施方式七

一种用电装置，包括实施方式六的电池，其中，该用电装置可以是车辆、手机、便携式装置、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。

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 (10)

1.一种极柱组件，其特征在于，包括：

极柱(1)；

塑胶件(2)，所述塑胶件(2)围设于所述极柱(1)的周侧；

焊接环(3)，所述焊接环(3)与所述塑胶件(2)配合并围设于所述塑胶件(2)；

所述焊接环(3)和所述极柱(1)分别与所述塑胶件(2)连接的表面开设有多个纳米孔(100)，所述塑胶件(2)至少部分嵌入所述纳米孔(100)中。

2.如权利要求1所述的一种极柱组件，其特征在于：所述塑胶件(2)设置于所述焊接环(3)的环孔(300)，多个所述纳米孔(100)分布于所述环孔(300)的孔壁，所述环孔(300)的孔壁通过所述纳米孔(100)与所述塑胶件(2)相嵌合。

3.如权利要求1所述的一种极柱组件，其特征在于：多个所述纳米孔(100)均匀分布于所述极柱(1)的周侧，所述塑胶件(2)包围所述极柱(1)的周侧，所述极柱(1)的周侧通过所述纳米孔(100)与所述塑胶件(2)相嵌合。

4.如权利要求1所述的一种极柱组件，其特征在于：所述极柱(1)和所述塑胶件(2)的其中之一具有第一凸部(101)，所述极柱(1)和所述塑胶件(2)的另一具有与所述第一凸部(101)配合的第一凹部(102)，多个所述纳米孔(100)分布于所述第一凸部(101)或所述第一凹部(102)。

5.如权利要求1所述的一种极柱组件，其特征在于：所述塑胶件(2)和所述焊接环(3)的其中之一具有第二凸部(103)，所述塑胶件(2)和所述焊接环(3)的另一具有与所述第二凸部(103)配合的第二凹部(104)，多个所述纳米孔(100)分布于所述第二凸部(103)或所述第二凹部(104)。

6.如权利要求1～5任一项所述的一种极柱组件，其特征在于：所述塑胶件(2)具有至少一个第一凹凸部，所述极柱(1)和/或所述焊接环(3)具有与所述第一凹凸部配合的第二凹凸部，多个所述纳米孔(100)分布于所述第二凹凸部。

7.如权利要求1～5任一项所述的一种极柱组件，其特征在于：所述焊接环(3)包括相连接的第一环体(31)和第二环体(32)，所述第一环体(31)叠置于所述第二环体(32)形成与所述塑胶件(2)抵接的第一限位台阶(33)，多个所述纳米孔(100)设置于所述第一限位台阶(33)，所述第一限位台阶(33)通过所述纳米孔(100)与所述塑胶件(2)相嵌合。

8.如权利要求1～5任一项所述的一种极柱组件，其特征在于：所述极柱(1)包括相连接的第一柱体(10a)和第二柱体(10b)，所述第一柱体(10a)叠置于所述第二柱体(10b)形成与所述塑胶件(2)抵接的第二限位台阶(10c)，多个所述纳米孔(100)设置于所述第二限位台阶(10c)，所述第二限位台阶(10c)通过所述纳米孔(100)与所述塑胶件(2)相嵌合。

9.一种顶盖，其特征在于：包括顶盖片(4)及如权利要求1～8任一项所述的极柱组件，所述焊接环(3)设置于所述顶盖片(4)，所述极柱(1)包括相隔设置的第一极柱(11)和第二极柱(12)，所述第一极柱(11)和所述第二极柱(12)分别套设有所述塑胶件(2)。

10.一种电池，其特征在于：包括如权利要求1～8任一项所述的极柱组件。

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