CN218513544U - 电池顶盖、电池、电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种电池顶盖、电池、电池包及车辆，电池顶盖包括盖板主体和第一密封部，盖板主体在自身厚度方向具有相背的第一表面和第二表面，第一表面上设置有凹槽，凹槽底面间隔开设有多个延伸至第二表面的开孔，至少一开孔设置为注液孔。第一密封部至少部分设置于凹槽内，第一密封部包括多个密封柱，各密封柱至少部分插设于开孔内并封堵每一开孔，以实现盖板主体上各开孔的密封。通过在盖板主体上开设多个开孔，相较于单个开孔具有更大的流量空间。同时，在真空注液操作中，可以将一部分开孔用来抽真空，另一部分用来注液，从而注液设备能够通过多个开孔对电池内部同时进行抽真空和注液，即真空和注液步骤同时进行，提高注液效率。

Description

电池顶盖、电池、电池包及车辆

技术领域

本申请涉及电池制造技术领域，特别是涉及一种电池顶盖、电池、电池包及车辆。

背景技术

随着科学技术的发展，电动汽车得到越来越广泛的使用，而电动汽车的动力电池作为电动汽车中不可缺少的一部分。电池一般由极组、容纳极组的壳体和顶盖组成，通过将顶盖与壳体焊接密封，再经过注液、化成和容量测试等一系列工序即完成电池的制造过程。

其中，在电池的注液过程中，首先需要通过电池顶盖的注液孔对壳体进行抽真空后，再从注液孔向壳体内注入电解液，完成注液工序后对顶盖上的注液孔进行密封。然而，针对尺寸比较大的电池，在生产过程中需要进行多次真空注液操作，极大的影响生产效率。

因此，亟需提出一种新的电池顶盖、电池、电池包及车辆。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种电池顶盖、电池、电池包及车辆，能够在保证电池顶盖的密封性能的同时，提高注液效率，保证电池的生产效率。

本申请实施例第一方面提供了一种电池顶盖，包括：盖板主体，在自身厚度方向上具有相背的第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有凹槽，所述凹槽底面间隔开设有多个延伸至所述第二表面的开孔，至少一所述开孔设置为所述注液孔；第一密封部，至少部分设置于所述凹槽内，所述第一密封部包括多个密封柱，各所述密封柱至少部分插设于所述开孔内并封堵每一所述开孔。

根据本申请的一个方面，所述第一密封部还包括多个连接块，各所述连接块对应连接于所述密封柱端部并抵接于所述凹槽底面设置。

根据本申请的一个方面，所述第一密封部还包括连接板，至少部分设置于所述凹槽内，各所述密封柱与所述开孔相对应并一体设置于所述连接板的同一表面上。

根据本申请的一个方面，所述凹槽底面的外轮廓呈圆形，各所述开孔关于所述凹槽底面的圆心呈中心对称分布。

根据本申请的一个方面，所述连接板背离所述第二表面的一侧设置有标识部，所述标识部用于识别所述第一密封部与所述凹槽的相对位置，以将所述密封柱对应插接于所述开孔内。

根据本申请的一个方面，所述凹槽包括沿厚度方向相贯通的第一槽段和第二槽段，所述第二槽段位于所述第一表面与所述第一槽段之间；所述第一密封部安装于所述第一槽段内，所述电池顶盖还包括第二密封部，所述第二密封部装配于所述第二槽段内并与所述盖板主体焊接固定，所述第二密封部背离所述第一密封部的一侧表面与所述第一表面相平齐。

根据本申请的一个方面，沿所述厚度方向，所述第二槽段连接于所述第一表面的端部至连接于所述第一槽段的端部渐缩成型。

根据本申请的一个方面，所述第二密封部背离所述第一密封部的一侧表面上设置有应力释放部，所述应力释放部包括锥形孔、环形槽中的至少一者。

根据本申请的一个方面，还包括导向部，所述导向部设置于所述开孔与所述凹槽相贯通的端部，和/或，所述导向部设置于所述密封柱插设于所述开孔的端部。

本申请实施例第二方面提供了一种电池，包括上述实施例中的电池顶盖。

本申请实施例第三方面提供了一种电池包，包括多个上述实施例中的电池。

本申请实施例第四方面提供了一种车辆，包括上述实施例中的电池包。

本申请实施例提供的电池顶盖，包括盖板主体和第一密封部，盖板主体在自身厚度方向具有相背的第一表面和第二表面，第一表面上设置有凹槽，凹槽底面间隔开设有多个延伸至第二表面的开孔，至少一开孔设置为注液孔。第一密封部至少部分设置于凹槽内，第一密封部包括多个密封柱，各密封柱至少部分插设于开孔内并封堵每一开孔，以实现盖板主体上各开孔的密封。通过在盖板主体上开设多个开孔，相较于单个开孔具有更大的流量空间。同时，在真空注液操作中，可以将一部分开孔用来抽真空，另一部分用来注液，从而注液设备能够通过多个开孔对电池内部同时进行抽真空和注液，即真空和注液步骤同时进行，提高注液效率，并保证了电池的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是现有技术的电池顶盖的剖视图；

图2是根据本申请一种实施例提供的盖板主体的俯视图；

图3是根据本申请一种实施例提供的第一密封部的结构示意图；

图4是根据本申请一种实施例提供的盖板主体的剖视图；

图5是根据本申请另一种实施例提供的电池顶盖的剖视图；

图6是根据本申请一种实施例提供的第二密封部的结构示意图。

附图中：

1'-盖板主体；11'-注液孔；2'-密封结构；

1-盖板主体；11-凹槽；111-第一槽段；112-第二槽段；12-开孔；2-第一密封部；21-密封柱；22-连接板；23-标识部；3-第二密封部；31-应力释放部；4-导向部；

Z-厚度方向；S1-第一表面；S2-第二表面。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面将对本申请的方案进行进一步描述。需要说明的是，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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但本申请还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要注意的是，除非另有说明，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

此外，技术术语“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“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，或成一体；也可以是机械连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请中，电池包括有电池顶盖、电池壳体和电极组件，电极组件顶部设置有正极耳和负极耳，电池顶盖上设置有正极柱、负极柱。在电池的装配过程中，先将正极耳和负极耳分别与正极柱和负极柱焊接连接，然后将电极组件置于壳体内，并将电池顶盖与电池壳体通过激光焊接密封，组装成半成品电池，再经过注液、化成和容量测试等一系列工序即完成电池的制造过程。

请参阅图1，在现有技术中，电池顶盖包括贯穿有注液孔11'的盖板主体1'，通过注液孔11'向电池壳体内注入电解液后，为了防止外部水分及粉尘等杂质进入电池内部，保证电池内部稳定的化学环境，电池顶盖还包括密封结构2'，用以对盖板主体1'的注液孔11'进行密封，使电池内部与外界环境隔绝，同时防止电解液泄露。

然而，申请人经过研究注意到，现有的盖板主体1'上的注液孔11'均为单孔设置，且直径一般为1.3mm～1.5mm，因而对于尺寸比较大的电池甚至需要进行二次、三次的真空注液操作，制约大尺寸电池生产节拍。为了解决现有的电池顶盖的注液效率低下问题，申请人经过深入研究，通过在盖板主体1上开设多个开孔12，使得在真空注液过程中，可以通过多个开孔12同时抽真空和注液，来提高注液效率，下面对本申请实施例进行进一步描述。

请参阅图2至图4，本申请实施例提供了一种电池顶盖，包括盖板主体1和第一密封部2，盖板在自身厚度方向Z上具有相背的第一表面S1和第二表面S2，第一表面S1上设置有凹槽11，凹槽11底面间隔开设有多个延伸至第二表面S2的开孔12，至少一开孔12设置为注液孔；第一密封部2至少部分设置于凹槽11内，第一密封部2包括多个密封柱21，各密封柱21至少部分插设于开孔12内并封堵每一开孔12。

本申请实施例中的电池顶盖，盖板主体1的凹槽11底面间隔开设有多个开孔12，第一密封部2至少部分设置于凹槽11内，通过第一密封部2封堵每一开孔12来形成密封结构，保证盖板主体1的密封性能。通过在盖板主体1上开设多个开孔12，相较于单个开孔12具有更大的流量空间。同时，在真空注液操作中，可以将一部分开孔12作为抽真空开孔12，另一部分开孔12作为注液孔，从而注液设备能够通过多个开孔12对电池内部同时进行抽真空和注液，即真空和注液步骤同时进行，提高注液效率，并保证了电池的生产效率。

可选地，开孔12的数量可设置为四个，并将其中两个作为抽真空开孔12，另外两个作为注液孔。其中，各开孔12的形状相同、尺寸一致，不仅便于加工，也可以提升各开孔12的通用性，可灵活分配每一开孔12是用于抽真空还是注液。同时，各密封柱21对应于各开孔12设置，当各开孔12的形状和尺寸相同时，仅需同种尺寸的密封柱21即可满足注液孔的密封要求，降低了对密封柱21的要求，降低生产成本。

可以理解的是，密封柱21可以设计为圆柱体，开孔12设置成圆孔，并使密封柱21的外径尺寸略大于开孔12的内径尺寸，以使得密封柱21与开孔12为过盈配合，来保证密封柱21插设于开孔12后能够封堵开孔12。密封柱21也可以设置为倒锥形结构体，即在厚度方向Z密封柱21由靠近第一表面S1的一端至靠近第二表面S2的一端渐缩成型，开孔12设置为锥形孔，便于密封柱21的插设，同时可通过控制倒锥形结构体和锥形孔的结构尺寸，来保证插设后倒锥形结构靠近第一表面S1的端部能够至少部分位于凹槽11内，从而在保证密封性的同时降低安装难度。此外，密封柱21还可以设置成中间凸出的鼓状体等任何可以达到密封目的的形状，即密封柱21和开孔12的具体结构可根据电池顶盖的实际结构和尺寸进行调整，本申请对此不作具体限定。

可选地，密封柱21可设置为胶钉，以保证密封柱21具有一定弹性且不会与电池本身材料及电解液发生化学反应。同时，密封柱21插入开孔12的端部可以略微延伸至电池壳体内，且延伸至电池壳体内的部分，其外径应大于开孔12靠近第二表面S2一端的内径，以保证在电池内部压力较大时也无法将密封柱21顶出，提高第一密封部2的密封可靠性。

为进一步在保证密封性的同时降低安装难度，在一些可选地实施例中，第一密封部2还包括多个连接块，各连接块对应连接于密封柱21端部并抵接于凹槽11底面设置。通过在各密封柱21的端部均设置有连接块，能够通过连接块抵接于凹槽11底面，来防止密封柱21因安装时操作不当而从注液孔掉入电池壳体内，或者密封柱21的端部完全进入注液孔而导致密封柱21不易拆除的情况，提高第一密封部2的密封可靠性。

需要说明的是，各连接块对应连接于密封柱21端部包括两种情况，一种是密封柱21与连接块一一对应设置，即每一个密封柱21分别连接至不同的连接块上，使得各密封柱21与连接块的结构相同，一方面能够能便于制造，提高制造效率，另一方面在将密封柱21插设于注液孔内时，无需辨认插设位置，从而减少封装工序，提高电池的生产效率；另一种是多个密封柱21对应连接至同一连接块上，例如可以将多个用于封堵抽真空开孔12的密封柱21连接设置在同一个连接块上，并将多个用于封堵注液开孔12的密封柱21连接设置在同一连接块上，从而在抽完真空后可以先行对抽真空开孔12进行封堵，不易发生堵错开孔12的误操作现象。

请参阅图3和图4，在另一些可选地实施例中，第一密封部2还包括连接板22，连接板22至少部分设置于凹槽11内，各密封柱21与开孔12相对应并一体设置于连接板22的同一表面上。由于连接板22至少部分设置于凹槽11内，故安装时通过连接板22抵接至凹槽11底面，以压紧连接板22的方式控制密封柱21的安装深度，保证第一密封部2的安装位置可靠。通过使各密封柱21设置在连接板22的同一表面上，且各密封柱21的分布形式与开孔12分布形式相对应，从而能够连接板22将各密封柱21一体封堵住所有开孔12，同时，密封柱21与连接板22的一体式设计也能够避免开孔12漏堵的情况出现，提高封装的可靠性。可选地，连接板22可设置为胶垫，连接板22可与凹槽11形状相同且间隙配合，从而避免连接板22与凹槽11侧壁之间的摩擦和挤压，降低安装难度。

为便于将第一密封部2一体插设于凹槽11内，在一些可选地实施例中，凹槽11底面的外轮廓呈圆形，各开孔12关于凹槽11底面的圆心呈中心对称分布。通过使凹槽11底面的外轮廓设置为圆形，能够便于凹槽11的加工。同时，各开孔12关于凹槽11底面的圆心呈中心对称分布，减少开孔12的整体占用面积，同时，当各开孔12孔径一致时，也能够便于开孔12的加工以及密封柱21的适配。

需要说明的是，根据盖板主体1的形状及尺寸，也可以将凹槽11底面的外轮廓设置为矩形，各开孔12也可对应凹槽11底面间隔排列成一排或多排。为便于描述，以下仍以凹槽11底面的外轮廓为圆形，且各开孔12关于凹槽11底面的圆心呈中心对称分布为例进行说明。

请参阅图3和图4，在一些可选地实施例中，连接板22背离第二表面S2的一侧设置有标识部23，标识部23用于识别第一密封部2与凹槽11的相对位置，在安装时能够直接以正确的配合关系将密封柱21对应插接于开孔12内。当连接板22与凹槽11底面的外轮廓形状相同且均呈圆形时，从连接板22朝向第一表面S1的一侧难以判断连接板22朝向第二表面S2上的各密封柱21的位置，故通过在连接板22上设置标识部23，能够确定连接板22相对于凹槽11的安装角度，从而更便于连接板22的安装。

可选地，标识部23可设置在连接板22上对称设置的长条孔，通过长条孔的位置确定连接板22另一侧的密封柱21的位置，以保证密封柱21与开孔12位置同心。此外，在凹槽11的对应位置可设置与标识部23相匹配的标志特征，例如标识部23和标识特征可以分别是具有相互配合关系的凸块和开槽中的一者，也可以均是指示位置的同一类特征，即均是凸块或均是开槽，甚至只是用颜色或符号标记出的位置识别特征。

请参阅图3和图4，为进一步便于将密封柱21插设于开孔12中，在一些可选地实施例中，电池顶盖还包括导向部4，导向部4设置于开孔12与凹槽11相贯通的端部，和/或，导向部4设置于密封柱21插设于开孔12的端部。其中，导向部4可以是倒角或圆角，通过在开孔12与凹槽11相贯通的端部设置导向部4，能够避免第一密封部2的连接板22与密封柱21的过渡处与开孔12的边角处产生干涉，同时防止边角处的毛刺损坏密封柱21，或是安装过程中产生碎屑并落入开孔12，而影响第一密封部2的密封性能。通过在密封柱21插设于开孔12的端部设置导向部4，能够实现密封柱21的安装导向，更便于将密封柱21插接于开孔12。

请参阅图4至图6，在一些可选地实施例中，凹槽11包括沿厚度方向Z相贯通的第一槽段111和第二槽段112，第二槽段112位于第一表面S1与第一槽段111之间，第一密封部2安装于第一槽段111内，电池顶盖还包括第二密封部3，第二密封部3装配于第二槽段112内并与盖板主体1焊接固定，第二密封部3背离第一密封部2的一侧表面与第一表面S1相平齐。即可先通过第一密封部2插接于注液孔进行预密封，进而将第二密封部3装配于第二槽段112内，并通过将第二密封部3与盖板主体1激光密封焊接，来进一步加强电池顶盖整体的密封性能。同时，也能够通过第二密封部3将第一密封部2压紧在凹槽11内，防止电池内部压力过大将第一密封部2顶出，保证注液孔的密封性能。

可以理解的是，沿厚度方向Z，连接板22的尺寸小于或者等于第一槽段111的尺寸，且第二密封部3的尺寸小于或者等于第二槽段112的尺寸，从而有效避免插设第一密封部2后出现第二密封部3无法平整地安装于第二槽段112中的情况，以保证第二密封部3与盖板主体1的焊接效果。可选地，连接板22的尺寸等于第一槽段111的尺寸，第二密封部3的尺寸等于第二槽段112的尺寸且第二密封部3朝向第二表面S2的一侧与连接板22相接，从而在第一密封部2的支撑作用下，保证了第二密封部3背离第一密封部2的一侧表面与第一表面S1相平齐，提高第二密封部3的激光焊接良率。可选地，第二密封部3可设置为铝钉，即第二密封部3可设置为与电池壳体相同的材料。

在一些可选地实施例中，沿厚度方向Z，第二槽段112连接于第一表面S1的端部至连接于第一槽段111的端部渐缩成型。例如将第二槽段112设置为锥形槽，以对第一密封部2和第二密封部3的装设起到导向作用。可选地，第一槽段111可与第二槽段112的形状不同，例如可将第一槽段111设置为圆形槽，从而能够区分第一槽段111和第二槽段112的位置，更便于第一密封部2和第二密封部3的装设。

请参阅图5和图6，在一些可选地实施例中，第二密封部3背离第一密封部2的一侧表面上设置有应力释放部31，应力释放部31可以是锥形孔、环形槽中的至少一者。由于第二密封部3与盖板主体1激光密封焊接，通过在第二密封部3上设置应力释放部31，能够释放在焊接时产生的热应力，防止焊接时开裂。此外，上述应力释放部31的设置还可以方便激光定位，以用于微调第二密封部3的位置，同时也能够通过应力释放部31来判断第二密封部3的正反面，更便于生产装置上的抓手或吸盘等抓取设备的准确抓取和转移。可选地，锥形孔可设置于第二密封部3的中心区域，且环形槽也围绕第二密封部3的中心区域环形设置，从而进一步提高抓取及应力释放效果。

本申请实施例还提供了一种电池，包括上述实施例中的电池顶盖。该电池可以是锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本申请实施例对此并不限定。电池可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。

本申请实施例还提供了一种电池包，包括多个上述实施例中的电池，多个电池可经由电极端子而被串联和/或并联在一起而形成电池包，以提供更高的电压和容量，进而应用于各种应用场合。

本申请实施例还提供了一种车辆，包括上述实施例中的电池包，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。电池包可以设置在车辆的底部或头部或尾部，以用于车辆的供电，例如，电池包可以作为车辆的操作电源。车辆还可以包括控制器和马达，控制器用来控制电池包为马达供电，例如，用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (12)

1.一种电池顶盖，其特征在于，包括：

盖板主体(1)，在自身厚度方向上具有相背的第一表面(S1)和第二表面(S2)，所述第一表面(S1)上设置有凹槽(11)，所述凹槽(11)底面间隔开设有多个延伸至所述第二表面(S2)的开孔(12)，至少一所述开孔(12)设置为注液孔；

第一密封部(2)，至少部分设置于所述凹槽(11)内，所述第一密封部(2)包括多个密封柱(21)，各所述密封柱(21)至少部分插设于所述开孔(12)内并封堵每一所述开孔(12)。

2.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述第一密封部(2)还包括多个连接块，各所述连接块对应连接于所述密封柱(21)端部并抵接于所述凹槽(11)底面设置。

3.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述第一密封部(2)还包括连接板(22)，所述连接板(22)至少部分设置于所述凹槽(11)内，各所述密封柱(21)与所述开孔(12)相对应并一体设置于所述连接板(22)的同一表面上。

4.根据权利要求3所述的电池顶盖，其特征在于，所述凹槽(11)底面的外轮廓呈圆形，各所述开孔(12)关于所述凹槽(11)底面的圆心呈中心对称分布。

5.根据权利要求4所述的电池顶盖，其特征在于，所述连接板(22)背离所述第二表面(S2)的一侧设置有标识部(23)，所述标识部(23)用于识别所述第一密封部(2)与所述凹槽(11)的相对位置，以将所述密封柱(21)对应插接于所述开孔(12)内。

6.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述凹槽(11)包括沿厚度方向相贯通的第一槽段(111)和第二槽段(112)，所述第二槽段(112)位于所述第一表面(S1)与所述第一槽段(111)之间；

所述第一密封部(2)安装于所述第一槽段(111)内，所述电池顶盖还包括第二密封部(3)，所述第二密封部(3)装配于所述第二槽段(112)内并与所述盖板主体(1)焊接固定，所述第二密封部(3)背离所述第一密封部(2)的一侧表面与所述第一表面(S1)相平齐。

7.根据权利要求6所述的电池顶盖，其特征在于，沿所述厚度方向，所述第二槽段(112)连接于所述第一表面(S1)的端部至连接于所述第一槽段(111)的端部渐缩成型。

8.根据权利要求6所述的电池顶盖，其特征在于，所述第二密封部(3)背离所述第一密封部(2)的一侧表面上设置有应力释放部(31)，所述应力释放部(31)包括锥形孔、环形槽中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，还包括导向部(4)，所述导向部(4)设置于所述开孔(12)与所述凹槽(11)相贯通的端部，和/或，所述导向部(4)设置于所述密封柱(21)插设于所述开孔(12)的端部。

10.一种电池，其特征在于，包括根据权利要求1至9任一项所述的电池顶盖。

11.一种电池包，其特征在于，包括多个根据权利要求10所述的电池。

12.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求11所述的电池包。

Images