CN217983506U - 一种锂离子电池盖板及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，具体公开了一种锂离子电池盖板及锂离子电池，该锂离子电池盖板包括盖板本体、铆钉和密封组件，铆钉将密封组件压紧在盖板本体上，且密封组件与盖板本体之间，以及密封组件与铆钉之间设有密封胶。通过结合铆接和胶接的方式，使得盖板本体和铆钉之间连接强度较高，且密封的可靠性高，同时由于结合了两种固定的方式，可以减小密封胶胶层的厚度，以及铆钉的固定部的长度，有利于减小锂离子电池盖板的整体高度，节省空间。本实用新型还提供一种锂离子电池，包括上述的锂离子电池盖板，锂离子电池的密封性能良好，能量密度较高。

Description

一种锂离子电池盖板及锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池盖板及锂离子电池。

背景技术

目前，纽扣式锂离子电池的外壳常常采用盖板与壳体组合的铆接结构，或者盖板与壳体组合的焊接结构来完成锂离子电池的封装，其中，铆接结构包括传统的铆接结构、层叠胶接结构等。传统的层叠胶接的结构虽然较为简单，但密封效果完全取决于密封胶的材质以及胶接工艺，现有的层叠胶接结构中，胶层既作为密封胶，也作为结构胶，为了降低盖板的整体厚度，常常会牺牲胶层所占的空间，一般胶层的设置较薄，结构强度较低，并且随着锂离子电池在使用过程中的温度老化以及隔水性差等不足，密封效果会逐渐下降，难以保证电池密封的可靠性。

因此，亟需一种锂离子电池盖板及锂离子电池来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池盖板及锂离子电池，其密封效果良好，密封的可靠性较高，且锂离子电池盖板的整体高度较小，有利于提高锂离子电池的能量密度。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，本实用新型提供一种锂离子电池盖板，该锂离子电池盖板包括：

盖板本体，所述盖板本体的中心设有贯通的安装孔；

铆钉，所述铆钉包括互相连接的压接部和固定部，所述压接部向下压紧所述盖板本体，所述固定部设置在所述安装孔内，所述固定部与所述压接部之间形成卡槽，所述盖板本体卡设在所述卡槽内；

密封组件，所述密封组件设置在所述盖板本体与所述铆钉之间，所述铆钉将所述密封组件压紧在所述盖板本体上，且所述密封组件与所述铆钉之间，以及所述密封组件与所述盖板本体之间均设置有密封胶。

可选地，所述密封组件包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈的下端面与所述盖板本体的上端面，以及所述第一密封圈的上端面与所述压接部的下端面通过所述密封胶连接；

所述第二密封圈包括互相连接的轴向密封部和径向密封部，所述轴向密封部的外圈与所述第一密封圈的内圈连接，所述压接部将所述第一密封圈和所述轴向密封部压紧在所述盖板本体的上端面，所述径向密封部设置在所述安装孔内，所述固定部将所述径向密封部压紧在所述安装孔的内壁上。

可选地，所述径向密封部的长度大于所述盖板本体的厚度。

可选地，所述第一密封圈与所述第二密封圈一体成型。

可选地，所述密封组件的压缩比例在30％～80％的范围内。

可选地，所述密封胶为聚丙烯、丙烯酸酯、丁晴橡胶、环氧树脂、酚醛树脂中的一种。

可选地，所述锂离子电池盖板的高度为0.2mm～1.0mm。

可选地，所述铆钉还包括卡接凸台，所述固定部的末端挖设有凹槽，所述卡接凸台卡设在所述凹槽内。

另一方面，本实用新型提供一种锂离子电池，包括壳体、卷芯以及上述任一方案中的锂离子电池盖板，所述卷芯设置在所述壳体内，所述锂离子电池盖板与所述壳体连接。

可选地，所述锂离子电池包括第一集流体和第二集流体，所述第一集流体的两端分别连接所述铆钉和所述卷芯的正极，所述第二集流体的两端分别连接所述壳体和所述卷芯的负极。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种锂离子电池盖板，该锂离子电池盖板包括盖板本体、铆钉和密封组件，盖板本体的中心设有贯通的安装孔，密封组件设置在盖板本体与铆钉之间，铆钉将密封组件压紧在盖板本体上，且密封组件与铆钉之间，以及密封组件与盖板本体之间设有密封胶。通过结合铆接和胶接的方式，使得盖板本体和铆钉之间的连接强度较高，且密封性能良好，密封的可靠性高，同时由于结合了两种固定的方式，可以减小密封胶胶层的厚度，以及铆钉的固定部的长度，有利于减小锂离子电池盖板的整体高度，节省空间。

本实用新型还提供一种锂离子电池，包括上述的锂离子电池盖板，锂离子电池的密封性能良好，且由于锂离子电池盖板的总体高度较小，从而节省了锂离子电池内部的空间，提高了锂离子电池的能量密度。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中提供的锂离子电池盖板的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本实用新型实施例一中提供的锂离子电池的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二中提供的锂离子电池盖板的结构示意图；

图5是图4中B处的局部放大图。

图中：

100、盖板本体；200、铆钉；210、压接部；220、固定部；230、卡接凸台；300、密封组件；310、第一密封圈；320、第二密封圈；321、轴向密封部；322、径向密封部；400、壳体；500、卷芯；600、第一集流体；700、第二集流体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

目前，现有技术中层叠胶接的锂离子电池盖板的总体高度一般大于1mm，为了尽可能降低锂离子电池盖板的总体高度，密封胶胶层的厚度一般设置的较薄，导致连接的强度下降，密封效果较差，并且随着使用过程中温度老化等原因，密封的效果也会下降，锂离子电池盖板密封的可靠性较低。

为了解决上述问题，本实施例提供了一种锂离子电池盖板，如图1和图2所示，该锂离子电池盖板包括盖板本体100、铆钉200和密封组件300，盖板本体100的中心设有贯通的安装孔，密封组件300设置在盖板本体100与铆钉200之间，铆钉200将密封组件300压紧在盖板本体100上。具体地，铆钉200包括互相连接的压接部210和固定部220，固定部220设置在安装孔内，铆接后铆钉200的压接部210将密封组件300向下压紧在盖板本体100的上端面，压接部210的下端面与盖板本体100的上端面抵接，密封组件300的下端面与盖板本体100的上端面抵接，固定部220发生径向的弹性变形，且固定部220与压接部210之间形成卡槽，盖板本体100卡设在卡槽内，固定部220将密封组件300压紧在安装孔的内壁上，通过铆钉200与盖板本体100的铆接形成了第一处密封结构。

进一步地，密封组件300与盖板本体100之间，以及密封组件300与铆钉200之间均设置有密封胶，密封组件300的下端面与盖板本体100的上端面通过密封胶连接，同时密封组件300的上端面与铆钉200压接部210的下端面通过密封胶连接，从而形成盖板本体100的第二处密封结构。通过结合铆接和胶接的方式，使得盖板本体100和铆钉200之间的连接强度较高，且密封性能良好，密封的可靠性高，同时由于结合了两种固定的方式，可以减小密封胶胶层的厚度，以及铆钉200的固定部220的长度，有利于减小锂离子电池盖板的整体高度，节省空间。进而本实施例中锂离子电池盖板的高度可降至0.2mm～1.0mm，此时通过两处密封结构依旧能够满足锂离子电池盖板所需的密封强度，大大减小了锂离子电池的整体尺寸，节省了空间，有利于锂离子电池能量密度提升。

作为一种可选地技术方案，继续参见图2，本实施例中的密封组件300包括第一密封圈310和第二密封圈320,第一密封圈310呈环形，第一密封圈310的下端面与盖板本体100的上端面之间，以及第一密封圈310的上端面与压接部210的下端面之间均设置有密封胶，从而密封组件300能够通过密封胶连接铆钉200和盖板组件，提高了连接的强度，同时也提高了密封的效果，以及密封的可靠性。密封胶可以选用粘性较大且不完全固化类型的胶黏剂。例如，可以选用聚丙烯、丙烯酸酯、丁晴橡胶、环氧树脂、酚醛树脂等胶粘剂中的一种。当然，在其他实施例中，也可以选用其他胶黏剂，本实施例对此不作限定。

第二密封圈320包括互相连接的轴向密封部321和径向密封部322，轴向密封部321呈环形，轴向密封部321的外圈与第一密封圈310的内圈连接，压接部210将第一密封圈310和轴向密封部321压紧在盖板本体100的上端面，径向密封部322的一端与轴向密封部321的内圈连接，径向密封部322的另一端延伸至安装孔内，固定部220将径向密封部322此端压紧在安装孔的内壁上，从而铆钉200和盖板本体100固定。为了进一步提高密封组件300的固定效果，径向密封部322未与轴向密封部321连接的一端可以朝向远离盖板本体100的中心轴的方向倾斜，从而使盖板本体100的内圈能够更牢固地卡设在铆钉200所形成的卡槽内，提升连接强度。

作为一种优选地方案，径向密封部322的长度大于盖板本体100的厚度，从而在铆钉200的固定部220发生径向形变后，固定部220能够将第二密封圈320的径向密封部322压紧在安装孔的内壁上，此时径向变形部的末端延伸至盖板本体100内侧包裹住盖板本体100，避免电解液等浸入盖板本体100与第二密封圈320之间的缝隙，提升密封效果。

作为一种可选地方案，在一些实施例中，第一密封圈310与第二密封圈320可以一体成型，从而减少装配过程中第一密封圈310与第二密封圈320的对位步骤，组装较为方便，并且一体成型的第一密封圈310与第二密封圈320之间不存在缝隙，锂离子电池内部的电解液不易渗漏，密封效果良好。

当然，在其他实施例中，第一密封圈310与第二密封圈320也可以分开单独加工，由于第二密封圈320的径向密封部322置于锂离子电池内部的电解液环境中，隔绝了大部分的电解液渗漏，对第一密封圈310形成了保护，使胶接密封与锂离子电池内部的有机溶剂隔离，大大提高了胶接密封的可靠性和耐受性。

第一密封圈310和第二密封圈320可以选用聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、可溶性聚四氟乙烯(PFA)、橡胶以及硅橡胶等，本实施例对此不作限定。第一密封圈310和第二密封圈320的压缩比例控制在30％～80％的范围内，以保证具有较好的弹性压缩性能，提高密封效果。加工方式可以为注塑、喷涂、丝印、模切、热压等加工方式，此处不再一一赘述。

另外，通过选用不同材质密封胶以及铆接密封结构的强度的改变，铆钉200、密封组件300和盖板本体100还可以形成锂离子电池的泄压装置，避免了锂离子电池发生爆炸。当锂离子电池内部的气压过大，直至超过密封强度时，铆钉200被推开形成泄压；当锂离子电池的温度超过粘结和压缩密封的稳定温度时，铆钉200被推开形成泄压。

作为一种可选地方案，本实施例中径向密封部322未与轴向密封部321连接的一端朝向远离盖板本体100的中心轴的方向的倾斜角度可以根据实际情况进行调节，从而调整铆接的结构强度，进而控制盖板本体100的泄压压力，以确保电池的安全性。

更为优选地，本实施例将铆钉200与锂离子电池的第一集流体600焊接连接，避免了铆钉200直接飞出，保护了使用人员的安全。

作为一种可选地方案，铆钉200可以选用金属材料制成，例如，可以采用铝、铝合金、不锈钢等铁基合金，以及镍合金等，此处不再一一赘述。优选地，本实施例中的铆钉200采用铝合金制成。在一些实施例中，为了提高铆钉200表面的耐腐蚀性和粘结强度，铆钉200的表面可以进行氧化、电镀或喷砂处理。铆钉200的加工方式可以选用机加工、冲压、铸造、粉末冶金等。

盖板本体100同样选用金属材料制成，例如，可以采用铝、铝合金、不锈钢等铁基合金，以及镍合金等，此处不再一一赘述。优选地，本实施例中的盖板本体100采用不锈钢等铁基合金制成。在一些实施例中，为了提高盖板本体100表面的耐腐蚀性和粘结强度，盖板本体100的表面可以进行氧化、电镀或喷砂处理。盖板本体100的加工方式可以选用机加工、冲压、铸造、粉末冶金等。

本实施例中，盖板本体100与铆钉200的铆接方式可以选用压铆或旋铆，铆接时，依次将铆钉200、第一密封圈310、第二密封圈320、盖板本体100层叠组装到一起，并在第一密封圈310的上、下端面设置密封胶，之后对其进行预压紧，通过上、下热压头对铆钉200的上端面以及盖板本体100的下端面进行加压加热，完成胶接密封，再通过压铆或旋铆方式对铆钉200的固定部220进行挤压，固定部220发生径向变形，从而形成盖板本体100的铆接密封结构。

本实施例还提供一种锂离子电池，如图3所示，该锂离子电池包括壳体400、卷芯500以及上述的锂离子电池盖板，卷芯500设置在壳体400内，锂离子电池盖板的外周与壳体400焊接连接，形成了锂离子电池的外部支撑结构和密封结构。由于盖板本体100的总体高度较小，有利于减小锂离子电池的整体尺寸，锂离子电池的能量密度较高。

锂离子电池的壳体400内部还设有第一集流体600和第二集流体700，第一集流体600的两端分别连接铆钉200和卷芯500的正极，第二集流体700的两端分别连接壳体400和卷芯500的负极，由铆钉200作为锂离子电池的正极，壳体400作为锂离子电池的负极。

实施例二

本实施例还提供一种锂离子电池盖板，参见图4和图5，其与实施例一中的锂离子电池盖板的区别在于：本实施例中的铆钉200还包括卡接凸台230，卡接凸台230为圆台，其侧壁与底壁具有一定夹角，相应地，在铆钉200的固定部220的末端挖设有凹槽，凹槽的侧壁倾斜同样地角度，从而凹槽能够与卡接凸台230配合，铆接后卡接凸台230卡设在凹槽内。本实施例中，第二密封圈320的径向密封部322与轴向密封部321垂直设置，径向密封部322的外圈与盖板本体100的安装孔的内壁抵接，此时，铆钉200与盖板本体100的连接强度主要来自于胶接强度，在有限的空间下该结构可以提供比铆接结构更高的连接强度以及稳定性。

本实施例还提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括壳体400、卷芯500以及上述的锂离子电池盖板，卷芯500设置在壳体400内，卷芯500的正极通过第一集流体600与铆钉200连接，卷芯500的负极通过第二集流体700与壳体400连接，锂离子电池盖板与壳体400焊接连接，形成了锂离子电池的外部支撑结构和密封结构。由于盖板本体100的总体高度较小，有利于减小锂离子电池的整体尺寸，锂离子电池的能量密度较高。

本实施例中的其余结构与实施例一中的方案相同，此处不再赘述。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池盖板，其特征在于，包括：

盖板本体(100)，所述盖板本体(100)的中心设有贯通的安装孔；

铆钉(200)，所述铆钉(200)包括互相连接的压接部(210)和固定部(220)，所述压接部(210)向下压紧所述盖板本体(100)，所述固定部(220)设置在所述安装孔内，所述固定部(220)与所述压接部(210)之间形成卡槽，所述盖板本体(100)卡设在所述卡槽内；

密封组件(300)，所述密封组件(300)设置在所述盖板本体(100)与所述铆钉(200)之间，所述铆钉(200)将所述密封组件(300)压紧在所述盖板本体(100)上，且所述密封组件(300)与所述铆钉(200)之间，以及所述密封组件(300)与所述盖板本体(100)之间均设置有密封胶。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池盖板，其特征在于，所述密封组件(300)包括第一密封圈(310)和第二密封圈(320)，所述第一密封圈(310)的下端面与所述盖板本体(100)的上端面，以及所述第一密封圈(310)的上端面与所述压接部(210)的下端面通过所述密封胶连接；

所述第二密封圈(320)包括互相连接的轴向密封部(321)和径向密封部(322)，所述轴向密封部(321)的外圈与所述第一密封圈(310)的内圈连接，所述压接部(210)将所述第一密封圈(310)和所述轴向密封部(321)压紧在所述盖板本体(100)的上端面，所述径向密封部(322)设置在所述安装孔内，所述固定部(220)将所述径向密封部(322)压紧在所述安装孔的内壁上。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池盖板，其特征在于，所述径向密封部(322)的长度大于所述盖板本体(100)的厚度。

4.根据权利要求2所述的锂离子电池盖板，其特征在于，所述第一密封圈(310)与所述第二密封圈(320)一体成型。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池盖板，其特征在于，所述密封组件(300)的压缩比例在30％～80％的范围内。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池盖板，其特征在于，所述密封胶为聚丙烯、丙烯酸酯、丁晴橡胶、环氧树脂、酚醛树脂中的一种。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池盖板，其特征在于，所述锂离子电池盖板的高度为0.2mm～1.0mm。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池盖板，其特征在于，所述铆钉(200)还包括卡接凸台(230)，所述固定部(220)的末端挖设有凹槽，所述卡接凸台(230)卡设在所述凹槽内。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括壳体(400)、卷芯(500)以及上述权利要求1-8中任一项所述的锂离子电池盖板，所述卷芯(500)设置在所述壳体(400)内，所述锂离子电池盖板与所述壳体(400)连接。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括第一集流体(600)和第二集流体(700)，所述第一集流体(600)的两端分别连接所述铆钉(200)和所述卷芯(500)的正极，所述第二集流体(700)的两端分别连接所述壳体(400)和所述卷芯(500)的负极。

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