CN218731668U - 一种电池极柱与极片连接结构及动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池极柱与极片的连接结构，包括：极柱，其第一端嵌设在电芯内并与电芯之间形成电性连接，第二端形成突出于电芯表面的柱体；极帽，其内部限定出柱体容置腔，且极帽内沿周向形成有外侧突出的装配槽，极帽适于套设在极柱的柱体外部并与之形成至少一处电性连接；弹性件，装配于装配槽内，弹性件具有适于极柱穿过的内环并与之形成紧密接触；极片，其上开设有供极柱穿过并与极帽的柱体容置腔相连通的通孔，极片经极柱盖设在电芯表面，且极片下表面与电芯表面固定连接，以将极柱的第一端限制在电芯内，极片上表面与极帽固定连接。本实用新型的极帽和弹性件可以使极柱被稳定地限位在极帽中，有效防止极柱在使用工况中发生自动脱落。

Description

一种电池极柱与极片连接结构及动力电池

技术领域

本实用新型属于电池成组制造技术领域，具体是关于一种电池极柱与极片连接结构及包含该电池极柱与极片连接结构的动力电池。

背景技术

交通能源和环境问题是当前全球面临的重大挑战，也是制约汽车工业可持续发展的症结所在，因此近年来各大车企和科研机构不断加大电动汽车的研发力度，各国政府也通过制定各项措施促进新能源汽车的推广，大大推动了电动汽车的发展。电动汽车相对于传统燃油车而言是零排放的，不仅以电能取代石油、减少温室气体等对大气有污染的气体的排放，其淘汰的锂电池又可以用于制造储能设备实现梯次利用。

目前，电动汽车关键零部件技术(即电机、电池和电控)的研究日趋成熟，产业化程度日益提高，一些研究机构和新能源公司在PACK结构方面进行了有益的探索，面对生产成本逐渐增加的压力，在减少零部件数量与提升组装效率也提出了更高的要求。

传统动力电池中的电芯极片与极柱一般通过焊接或铆接的方式实现二者间的电性连接，如果采用焊接的方式，当需要更换电芯时，只能通过破坏式拆解极片与极柱完成更换；而采用铆接的方式，极片与极柱在使用工况中又容易发生脱落。此外，传统动力电池中连接相邻电芯的极片需要额外增加拱起的缓冲结构，以起到防止电芯膨胀的作用。

实用新型内容

本实用新型的其中一个目的是提供一种能够有效防止极柱在使用工况中发生自动脱落的电池极柱与极片连接结构；本实用新型的另一个目的是提供一种包含该电池极柱与极片连接结构的动力电池。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供的一种电池极柱与极片连接结构，包括：极柱，所述极柱的第一端嵌设在电芯内并与电芯之间形成电性连接，所述极柱的第二端形成突出于电芯表面的柱体；极帽，为礼帽状的壳体结构，所述极帽的内部限定出柱体容置腔，且所述极帽内沿周向形成有外侧突出的环状装配槽，所述极帽适于套设在所述极柱的柱体外部并与之形成至少一处电性连接；弹性件，装配于所述极帽的装配槽内，所述弹性件具有适于所述极柱的柱体穿过的内环并与之形成紧密接触；极片，所述极片上开设有供所述极柱的柱体穿过并与所述极帽的柱体容置腔相连通的通孔，所述极片经所述极柱盖设在电芯表面，且所述极片的下表面与电芯表面固定连接，以将所述极柱的第一端限制在电芯内，所述极片的上表面与所述极帽固定连接。

所述的电池极柱与极片连接结构，优选地，所述极帽包括连接为一体的帽顶、帽体和帽檐，所述装配槽形成于所述帽体的中部，所述帽体位于所述装配槽下方的部分向内凹陷形成圆弧支撑结构，所述帽檐为连接于所述帽体下部的外翻边结构，且所述帽檐适于与所述极片的上表面之间形成固定连接。

所述的电池极柱与极片连接结构，优选地，所述帽顶的中部向下凹陷形成第一凹陷部，所述第一凹陷部适于与所述极柱的柱体顶壁形成第一处电性连接。

所述的电池极柱与极片连接结构，优选地，所述帽体位于所述装配槽上方的部分向内凹陷形成第二凹陷部，所述第二凹陷部适于与所述极柱的柱体侧壁形成第二电性连接。

所述的电池极柱与极片连接结构，优选地，在所述帽顶的凹陷部上开设有一开口，同时在所述帽顶和帽体上沿周向开设有四条通槽，所述通槽的一端与所述开口相贯通，所述通槽的另一端延伸至所述帽体的装配槽处。

所述的电池极柱与极片连接结构，优选地，所述极柱为倒“T”字型结构，且所述极柱的柱体上部直径大于下部直径，所述极柱的柱体下部表面特征采用圆弧形过渡设计。

所述的电池极柱与极片连接结构，优选地，所述极片包括长极片和短极片，在所述长极片和短极片的上表面于所述通孔的外周开设有与所述帽檐相适配的凹槽，所述帽檐压接在所述凹槽内。

所述的电池极柱与极片连接结构，优选地，所述帽檐直接焊接在所述极片的上表面。

所述的电池极柱与极片连接结构，优选地，所述弹性件为C型卡簧。

第二方面，本实用新型提供的一种动力电池，包括若干电芯及上述的电池极柱与极片连接结构，每一所述电芯上均设置有两个所述极柱以形成阳极与阴极，且同极的所述极柱之间通过所述极片实现电性连接。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本实用新型的极帽和弹性件可以使极柱被稳定地限位在极帽中，由此有效防止极柱在使用工况中发生自动脱落。

2、本实用新型的极帽和极片与极柱之间不需要焊接，因此电芯可多次循环使用，减少制造设备的资金与人员的投入。

3、本实用新型的极帽与极柱的接触式设计与极帽的可变形恢复设计，可使极帽装配过程对电芯厚度差异具有一定的容错度，此外极片也不需额外增加防膨胀作用的缓冲设计。

4、本实用新型的极帽与极片可通过压接或焊接灵活选择。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的极柱与电芯的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的动力电池的结构示意图；

图3是图2中I部分的剖面结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的极帽的结构示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的长极片的结构示意图；

图6是本实用新型一实施例提供的短极片的结构示意图；

图7是本实用新型一实施例提供的卡簧的结构示意图。

图中各附图标记如下：

1-极柱；2-极帽；3-弹性件；4-极片；5-电芯；21-帽顶；22-帽体；23-帽檐；24-开口；25-通槽；41-通孔；42-凹槽。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“竖直”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统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。

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

本实用新型提供的电池极柱与极片的连接结构，包括：极柱，其第一端嵌设在电芯内并与电芯之间形成电性连接，第二端形成突出于电芯表面的柱体；极帽，其内部限定出柱体容置腔，且极帽内沿周向形成有外侧突出的装配槽，极帽适于套设在极柱的柱体外部并与之形成至少一处电性连接；弹性件，装配于装配槽内，弹性件具有适于极柱穿过的内环并与之形成紧密接触；极片，其上开设有供极柱穿过并与极帽的柱体容置腔相连通的通孔，极片经极柱盖设在电芯表面，且极片下表面与电芯表面固定连接，以将极柱的第一端限制在电芯内，极片上表面与极帽固定连接。本实用新型的极帽和弹性件可以使极柱被稳定地限位在极帽中，有效防止极柱在使用工况中发生自动脱落。

下面，结合附图对本实用新型实施例提供的电池极柱与极片连接结构及动力电池进行详细的说明。

如图1至图3所示，本实用新型提供的一种电池极柱与极片连接结构，包括：极柱1，极柱1的第一端嵌设在电芯5内并与电芯5之间形成电性连接，极柱1的第二端形成突出于电芯5表面的柱体；极帽2，为礼帽状的壳体结构，极帽2的内部限定出柱体容置腔，且极帽2内沿周向形成有外侧突出的环状装配槽，极帽2适于套设在极柱1的第二端并与之形成至少一处电性连接；弹性件3，装配于极帽2的装配槽内，弹性件3具有适于极柱1的柱体穿过的内环并与之形成紧密接触；极片4，极片4上开设有供极柱1的柱体穿过并与极帽2的柱体容置腔相连通的通孔41(请参见图6或图7)，极片4经极柱1盖设在电芯5表面，且极片4的下表面与电芯5表面固定连接，以将极柱1的第一端限制在电芯5内，极片4的上表面与极帽2固定连接。

上述实施例中，优选地，如图3、图5所示，极帽2包括连接为一体的帽顶21、帽体22和帽檐23，帽顶21的中部向下凹陷形成第一凹陷部，该第一凹陷部适于与极柱1的柱体顶壁形成第一处电性连接；装配槽形成于帽体22的中部，帽体22位于装配槽上方的部分向内凹陷形成第二凹陷部，该第二凹陷部适于与极柱1的柱体侧壁形成第二电性连接，帽体22位于装配槽下方的部分向内凹陷形成圆弧支撑结构；帽檐23为连接于帽体22下部的外翻边结构，且帽檐23适于与极片4的上表面之间形成固定连接。通过上述的设置，可以使得极帽2的顶部和侧面与极柱1的柱体之间形成两处接触设计，双层保险保证了极柱1与极帽2的稳定接触。同时，圆弧支撑结构的设计又可以使弹性件3被限位在装配槽中。

上述实施例中，优选地，在帽顶21的凹陷部上开设有一开口24，同时在帽顶21和帽体22上沿周向开设有四条(仅以此为例，并不限于此)通槽25，通槽25的一端与开口24相贯通，通槽25的另一端延伸至帽体22的装配槽处。通过上述的设置，使得极帽2具有良好的弹性，由此使极帽2在与极柱1的装配过程中可变形与恢复。

上述实施例中，优选地，如图3所示，极柱1为倒“T”字型结构，且极柱1的柱体上部直径大于下部直径，且极柱1的柱体下部表面特征采用圆弧形过渡设计。通过上述的设置，可以保证极柱1与极帽2的配合。

上述实施例中，优选地，如图5、图6所示，在极片4的上表面于通孔41的外周开设有与帽檐23相适配的凹槽42，帽檐23压接在该凹槽42内。当然，帽檐23也可以直接焊接在极片4的上表面。

上述实施例中，优选地，极片4包括长极片和短极片，由此通过长极片和短极片的组合使用，可以实现电芯间不同的串并联方式。

上述实施例中，优选地，如图7所示，弹性件3为C型卡簧。

本实用新型在使用时，首先将弹性件3装配到极帽2的装配槽内，并将极帽2的帽檐23与极片4的相应凹槽配合面连接，然后将极柱1插入装配好的极帽1和极片4中；安装过程中极柱1首先接触弹性件3，然后在外部装配力作用下推动弹性件3向外和向上变形，同时弹性件3与极帽2的接触位置也会在外力作用下发生向外的变形，当变形达到一定程度后，极柱1穿过弹性件3与极帽2的帽顶21底壁和帽体22侧壁接触；然后由于极帽2的变形恢复而与极柱1紧密接触，同时弹性件3与极柱1亦紧密接触。当极柱1有从极帽2中脱出的趋势时，此时极柱1会首先挤压弹性件3，极柱1对弹性件3产生向下与向外的作用力，向下的变形趋势被极帽2下部的圆弧支撑结构而限位，向外的变形趋势被极帽2下部的整体结构而限位，由此在使用工况中起到防止极柱1脱落的作用。

基于上述实施例提供的电池极柱与极片连接结构，本实用新型还提供了一种动力电池，如图2所示，该动力电池包括若干电芯及上述的电池极柱与极片连接结构，每一电芯上均设置有两个极柱1以形成阳极与阴极，且同极的极柱1之间通过极片4实现电性连接。

需要说明的是，上述电池极柱与极片的连接结构实施例的实现方式同样适应于动力电池的实施例中，并能达到相同的技术效果，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电池极柱与极片连接结构，其特征在于，包括：

极柱，所述极柱的第一端嵌设在电芯内并与电芯之间形成电性连接，所述极柱的第二端形成突出于电芯表面的柱体；

极帽，为礼帽状的壳体结构，所述极帽的内部限定出柱体容置腔，且所述极帽内沿周向形成有外侧突出的环状装配槽，所述极帽适于套设在所述极柱的柱体外部并与之形成至少一处电性连接；

弹性件，装配于所述极帽的装配槽内，所述弹性件具有适于所述极柱的柱体穿过的内环并与之形成紧密接触；

极片，所述极片上开设有供所述极柱的柱体穿过并与所述极帽的柱体容置腔相连通的通孔，所述极片经所述极柱盖设在电芯表面，且所述极片的下表面与电芯表面固定连接，以将所述极柱的第一端限制在电芯内，所述极片的上表面与所述极帽固定连接。

2.根据权利要求1所述的电池极柱与极片连接结构，其特征在于，所述极帽包括连接为一体的帽顶、帽体和帽檐，所述装配槽形成于所述帽体的中部，所述帽体位于所述装配槽下方的部分向内凹陷形成圆弧支撑结构，所述帽檐为连接于所述帽体下部的外翻边结构，且所述帽檐适于与所述极片的上表面之间形成固定连接。

3.根据权利要求2所述的电池极柱与极片连接结构，其特征在于，所述帽顶的中部向下凹陷形成第一凹陷部，所述第一凹陷部适于与所述极柱的柱体顶壁形成第一处电性连接。

4.根据权利要求3所述的电池极柱与极片连接结构，其特征在于，所述帽体位于所述装配槽上方的部分向内凹陷形成第二凹陷部，所述第二凹陷部适于与所述极柱的柱体侧壁形成第二电性连接。

5.根据权利要求2所述的电池极柱与极片连接结构，其特征在于，在所述帽顶的凹陷部上开设有一开口，同时在所述帽顶和帽体上沿周向开设有四条通槽，所述通槽的一端与所述开口相贯通，所述通槽的另一端延伸至所述帽体的装配槽处。

6.根据权利要求1所述的电池极柱与极片连接结构，其特征在于，所述极柱为倒“T”字型结构，且所述极柱的柱体上部直径大于下部直径，所述极柱的柱体下部表面特征采用圆弧形过渡设计。

7.根据权利要求2所述的电池极柱与极片连接结构，其特征在于，所述极片包括长极片和短极片，在所述长极片和短极片的上表面于所述通孔的外周开设有与所述帽檐相适配的凹槽，所述帽檐压接在所述凹槽内。

8.根据权利要求2所述的电池极柱与极片连接结构，其特征在于，所述帽檐直接焊接在所述极片的上表面。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的电池极柱与极片连接结构，其特征在于，所述弹性件为C型卡簧。

10.一种动力电池，其特征在于，包括若干电芯及权利要求1至9任意一项所述的电池极柱与极片连接结构，每一所述电芯上均设置有两个所述极柱以形成阳极与阴极，且同极的所述极柱之间通过所述极片相串联。

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