CN218975604U - 一种极简电池顶盖及锂电子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池的技术领域，具体涉及一种极简电池顶盖及锂电子电池，包括下塑胶、顶盖片、上塑胶以及设有防扭段的极柱，所述防扭段侧壁上设有多个第一定位凹槽，所述上塑胶内壁设有与多个第一定位凹槽相适配的多个内凸台，所述第一定位凹槽与内凸台配合能够限制极柱与上塑胶的相对转动；所述上塑胶底部还设有多个第二定位凹槽，所述顶盖片上设有与多个第二定位凹槽相适配的多个外凸起，通过第二定位凹槽与外凸起的配合能够限制极柱与顶盖片的相对转动。本实用新型优化设置了极柱防扭结构，增加极柱与顶盖板之间连接的稳定性；简化极柱结构，减小极柱高度，提高电池能量密度；简化顶盖结构，减少顶盖重量及加工工序，降低生产成本。

Description

一种极简电池顶盖及锂电子电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池的技术领域，具体涉及一种极简极电池顶盖及锂电子电池。

背景技术

锂离子电池以其高容量、高工作电压、循环寿命长，无记忆效应，对环境无污染等特点已广泛应用于移动电话、笔记本电脑、电动车、航空等领域。近些年来，我国电动汽车、储能行业和电动工具等行业的迅速发展，对锂离子电池的需求越来越旺盛，持续提高锂电池安全性和能量密度才能满足人们的最新需求。但是目前锂离子电池顶盖组件结构复杂，重量重，加工工艺难度大，成本较高。持续提高锂电池安全性和能量密度才能满足人们的最新需求。

专利号为CN202023334166.7的锂离子电池顶盖和锂离子电池涉及盖板公开了一种锂离子电池顶盖，包括顶盖片、铆接块和极柱，所述顶盖片和所述铆接块上均设有适于所述极柱插入的极柱孔，所述顶盖片和所述铆接块之间设有上塑胶片；所述上塑胶片和所述铆接块的一者上设有上凸起，另一者上设有与所述上凸起匹配的凹槽；所述上塑胶片和所述顶盖片的一者上设有下凸起，另一者上面设有与所述下凸起匹配插入的下凹槽。该实用新型还公开了一种具有上述锂离子电池顶盖的锂离子电池，该锂离子电池顶盖能够降低安装难度，从而提高安装效率。

申请号为CN 216928743 U的专利公开了一种电池顶盖及电池，其中电池顶盖包括顶盖片及电极端子，电极端子连接于顶盖片，电极端子包括极柱及连接块，连接块连接于顶盖片，连接块远离顶盖片的一侧具有第一限位槽，极柱包括相互连接的限位部和插入部，限位部的形状与第一限位槽的形状匹配，限位部嵌设于第一限位槽，第一限位槽能够限制限位部与连接块的相对转动，插入部依次穿设于连接块及顶盖片。极柱的限位部嵌设于连接块的第一限位槽，第一限位槽能够限制限位部与连接块的相对转动，即限制极柱与连接块的相对转动，从而提高电极端子的抗扭转性能，提升电池的安全性及可靠性。

上述技术方案能够降低锂电池的使用风险，具有结构合理、安全性高等特点。但在现有技术的这种结构中，正负极柱由于要依次贯穿下塑胶、顶盖基板、密封圈，并与上塑胶连接，导致极柱整体高度较大，结构也较复杂，成本增加，能量密度难以提高；并且通过连接块和限位槽配合来限制极柱位移的防纽结构设计大大增加了顶盖组件的结构复杂程度，导致顶盖整体重量增大且加工工序复杂。

发明内容

针对以上不足，本实用新型提供一种极简极电池顶盖及锂电子电池，简化极柱结构，减小极柱高度，提高电池能量密度，优化极简极柱和盖板连接方式，减轻顶盖重量，并且优化设置极柱防纽结构，增加极柱与顶盖板之间连接的稳定性。

为实现上述发明的目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种极简电池顶盖，包括由下至上依次设置的下塑胶、顶盖片和上塑胶；

还包括穿设于顶盖片和上塑胶的极柱，所述极柱设有防扭段，所述防扭段侧壁上设有多个第一定位凹槽，所述上塑胶内壁设有与多个第一定位凹槽相适配的多个内凸台，所述第一定位凹槽与内凸台配合能够限制极柱与上塑胶的相对转动；所述上塑胶底部还设有多个第二定位凹槽，所述顶盖片上设有与多个第二定位凹槽相适配的多个外凸起，通过第二定位凹槽与外凸起的配合能够限制极柱与顶盖片的相对转动。

极柱的中间柱身部分的侧壁上设置有多个均匀分布的定一定位凹槽，所述第一定位凹槽可优选为四周分布的半圆形、方形或多边形凹槽，上塑胶套设于极柱外周且上塑胶内壁与极柱贴合的区域设置有多个均匀分布的内凸台，第一定位凹槽与内凸台插接配合可限制极柱与上塑胶的相对转动。同理，所述上塑胶底部还设有多个均匀分布的第二定位凹槽，上塑胶与顶盖片贴合的区域设置有多个均匀分布的外凸起，第二定位凹槽与外凸起插接配合可限制极柱与顶盖片的相对转动。极柱与上塑胶、上塑胶与顶盖片的连接设计起到很好的极柱防扭的作用，同时简化了极柱结构，提高稳定性。

作为优选，所述极柱底部还设有位于防扭段下方的密封段，所述密封段呈锥台形。此处采用锥台形配合密封圈比圆柱形配合密封圈拥有更好的密封效果，提高了电池的安全性，且并不增加加工难度。

作为优选，所述顶盖片表面设置有贯穿顶盖片的极柱引出孔，围绕所述极柱引出孔内壁设置有一插接凹槽，所述插接凹槽可与极柱底部密封段插接。极简极柱通过上述方式与顶盖片连接，实现了顶盖结构的简化，此外，这样不用贯穿下塑胶，减小极柱高度，大大提高了电池的能量密度。

作为优选，所述插接凹槽内可容纳有一密封结构，所述密封结构包括密封圈和套设于密封圈的密封铝帽，所述密封圈与极柱密封段形状适配。

作为优选，所述下塑胶上设有可与所述插接凹槽卡接的卡扣结构，通过卡扣结构和插接凹槽配合以将下塑胶与顶盖片固定连接。

作为优选，所述极柱还设有位于防扭段上方的焊接段。极柱焊接段与汇流排焊接使用，汇流排可进行两个电芯之间的导电连接，材质一般为铝，常使用激光焊接，与极柱焊接在一起。

作为优选，所述极简电池顶盖还包括防爆阀组件，所述顶盖片上还设有一防爆阀孔，所述防爆阀组件设于防爆阀孔内。防爆阀包括防爆阀铝片和防爆阀贴片，防爆阀铝片焊接与顶盖片的防爆阀孔下表面，防爆阀贴片粘贴与顶盖的防爆阀孔上表面。锂电池主要采用刻痕、焊防爆膜等方式作为锂电池的防爆装置，当电池升温电池内部气体膨胀、压力增大到一定程度时刻痕或者防爆膜脱焊、破裂，放气泄压，从而避免电池爆炸，提高锂电池的使用安全性。

一种锂电子电池，包括电芯组件、连接片及上述极简电池顶盖，所述电芯组件与电池顶盖通过连接片固定连接。优选的，所述连接片远离电池中心的一端与电池顶盖焊接，连接片的另一端与电芯组件燕尾连接。

作为优选，所述电芯组件包括铝壳和置于所述铝壳内的电芯，所述电芯包括卷芯和包覆于卷心外侧的聚酯薄膜。

卷芯由卷绕或叠片的方式制造而成，卷绕工艺是首先将极耳用超声焊接到集流体上,正极极片采用铝极耳,负极采用铜极耳,然后将正负极极片和隔膜按照顺序正极—隔膜—负极—隔膜进行排列,再通过卷绕组装成圆柱形或方形电芯的过程。叠片通常是以集流体作为引出极耳,将正负极极片和隔膜按照正极—隔膜—负极顺序,逐层叠合在一起形成叠片电芯的过程。叠片方式既有将隔膜切断的直接叠片的积层式,也有隔膜不切断的Z字形叠片的折叠式。所述聚酯薄膜优选为Mylar膜，Mylar包裹在卷芯外侧，起到绝缘的作用。

铝壳由拉伸，挤出或者折弯焊接等方式制造而成。拉伸是由拉伸机将铝板逐步拉伸成铝壳成型的过程。挤出是对放在模具型腔中的铝材施加强大的压力，迫使金属坯料产生定向变形的过程。折弯焊接是将铝板进行折弯后进行无缝焊接，然后再焊接底部。整个制造过程需保证与顶盖装配性良好，焊接密封性良好。

因此，本实用新型具有以下有益效果：

（1）提供一种极简电池顶盖，优化设置极柱防纽结构，增加极柱与顶盖板之间连接的稳定性；

（2）简化极柱结构，减小极柱高度，提高电池能量密度；

（3）简化顶盖结构，减少顶盖重量及加工工序，降低生产成本。

附图说明

图1是本实用新型锂离子电池爆炸视图；

图2是本实用新型电池顶盖整体剖面图；

图3是上塑胶与极柱和密封结构配合连接的剖面结构示意图；

图4是下塑胶与顶盖片配合连接的剖面结构示意图；

图5是上塑胶防扭结构示意图；

图6是本实用新型极柱结构示意图。

附图标记：上塑胶1，极柱2，顶盖片3，下塑胶4，防扭段21，第一定位凹槽211，内凸台11，第二定位凹槽12，外凸起31，密封段22，焊接段23，极柱孔32，插接凹槽321，密封结构33，密封圈331，密封铝帽332，卡扣结构41，防爆阀组件34，防爆阀孔341，连接片6，电芯组件7，铝壳71，聚酯薄膜72，电芯73。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步描述。

实施例1：

结合图1、图3、图5以及图6，本实用新型提供一种极简电池顶盖，包括由下至上依次设置的下塑胶4、顶盖片3和上塑胶1，还包括穿设于顶盖片3和上塑胶1的极柱2，所述极柱中间柱身设有防扭段21，防扭段的侧壁上设置有多个均匀分布的定一定位凹槽12，所述第一定位凹槽12可优选为四周分布的半圆形、方形或多边形凹槽，上塑胶1套设于极柱外周且上塑胶内壁与极柱2贴合的区域设置有多个均匀分布的内凸台11，第一定位凹槽12与内凸台11插接配合可限制极柱2与上塑胶1的相对转动。同理，所述上塑胶1底部还设有多个均匀分布的第二定位凹槽12，上塑胶1与顶盖片3贴合的区域设置有多个均匀分布的外凸起31，第二定位凹槽12与外凸起31插接配合可限制极柱2与顶盖片3的相对转动。极柱2与上塑胶1、上塑胶1与顶盖片3的连接设计起到很好的极柱防扭的作用，同时简化了极柱结构，提高稳定性。

如图3、图6所示，将简化后的极柱2安装在顶盖片3上，具体步骤如下：所述顶盖片3表面设置有贯穿顶盖片的极柱孔32，围绕所述极柱孔32内壁设置有一插接凹槽321，所述极柱底部还设有位于防扭段21下方的密封段22，所述插接凹槽321可与极柱底部密封段22插接。极简极柱2通过上述方式与顶盖片3连接，实现了顶盖结构的简化，此外，这样不用贯穿下塑胶4，减小极柱2高度，大大提高了电池的能量密度。

进一步地，所述密封段22呈锥台型，所述插接凹槽321内可容纳有一密封结构33，所述密封结构33包括密封圈331和套设于密封圈的密封铝帽332，所述密封圈331与极柱密封段22形状适配，此处采用锥台型配合密封圈331比圆柱形配合密封圈拥有更好的密封效果，提高了电池的安全性，且并不增加加工难度。

如图4，下塑胶4与顶盖片3连接固定：下塑胶4上设有可与所述插接凹槽321卡接的卡扣结构41，通过卡扣结构41和插接凹槽321配合以将下塑胶与顶盖片固定连接。

结合如图6，所述极柱2还设有位于防扭段21上方的焊接段23。极柱焊接段23与汇流排焊接使用，汇流排可进行两个电芯之间的导电连接，材质一般为铝，常使用激光焊接，与极柱2焊接在一起。

如图1，极简电池顶盖还包括防爆阀组件34，所述顶盖片3上还设有一防爆阀孔341，所述防爆阀组件34设于防爆阀孔341内。防爆阀包括防爆阀铝片和防爆阀贴片，防爆阀铝片焊接与顶盖片3的防爆阀孔341下表面，防爆阀贴片粘贴与顶盖的防爆阀孔341上表面。锂电池主要采用刻痕、焊防爆膜等方式作为锂电池的防爆装置，当电池升温电池内部气体膨胀、压力增大到一定程度时刻痕或者防爆膜脱焊、破裂，放气泄压，从而避免电池爆炸，提高锂电池的使用安全性。

实施例2：

本实用新型提供一种锂电子电池，包括电芯组件7、连接片6及上述实施例中地极简电池顶盖，所述电芯组件7与电池顶盖固定连接方式如下：

连接片6远离电池中心的一端与电池顶盖焊接，连接片6的另一端与电芯组件7燕尾连接。所述电芯组件7包括铝壳71和置于所述铝壳内的电芯73，所述电芯73包括卷芯和包覆于卷心外侧的聚酯薄膜72。

卷芯由卷绕或叠片的方式制造而成，卷绕工艺是首先将极耳用超声焊接到集流体上,正极极片采用铝极耳,负极采用铜极耳,然后将正负极极片和隔膜按照顺序正极—隔膜—负极—隔膜进行排列,再通过卷绕组装成圆柱形或方形电芯73的过程。叠片通常是以集流体作为引出极耳,将正负极极片和隔膜按照正极—隔膜—负极顺序,逐层叠合在一起形成叠片电芯的过程。叠片方式既有将隔膜切断的直接叠片的积层式,也有隔膜不切断的Z字形叠片的折叠式。所述聚酯薄膜72优选为Mylar膜，Mylar包裹在卷芯外侧，起到绝缘的作用。

铝壳71由拉伸，挤出或者折弯焊接等方式制造而成。拉伸是由拉伸机将铝板逐步拉伸成铝壳成型的过程。挤出是对放在模具型腔中的铝材施加强大的压力，迫使金属坯料产生定向变形的过程。折弯焊接是将铝板进行折弯后进行无缝焊接，然后再焊接底部。整个制造过程需保证与顶盖装配性良好，焊接密封性良好。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现；因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记对应的术语，但并不排除使用其他术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种极简电池顶盖，其特征在于，包括由下至上依次设置的下塑胶（4）、顶盖片（3）和上塑胶（1）；

还包括穿设于顶盖片（3）和上塑胶（1）的极柱（2），所述极柱设有防扭段（21），所述防扭段（21）侧壁上设有多个第一定位凹槽（211），所述上塑胶（1）内壁设有与多个第一定位凹槽（211）相适配的多个内凸台（11），所述第一定位凹槽（211）与内凸台（11）配合能够限制极柱（2）与上塑胶（1）的相对转动；

所述上塑胶（1）底部还设有多个第二定位凹槽（12），所述顶盖片（3）上设有与多个第二定位凹槽（12）相适配的多个外凸起（31），通过第二定位凹槽（12）与外凸起（31）的配合能够限制极柱（2）与顶盖片（3）的相对转动。

2.根据权利要求1所述的一种极简电池顶盖，其特征在于，所述极柱（2）底部还设有位于防扭段（21）下方的密封段（22），所述密封段（22）呈锥台形。

3.根据权利要求2所述的一种极简电池顶盖，其特征在于，所述顶盖片（3）表面设置有贯穿顶盖片的极柱孔（32），围绕所述极柱孔（32）内壁设置有一插接凹槽（321），所述插接凹槽（321）可与极柱密封段（22）插接。

4.根据权利要求3所述的一种极简电池顶盖，其特征在于，所述插接凹槽（321）内可容纳有一密封结构，所述密封结构包括密封圈（51）和套设于密封圈的密封铝帽（52），所述密封圈与极柱密封段（22）形状适配。

5.根据权利要求3所述的一种极简电池顶盖，其特征在于，所述下塑胶（4）上设有可与所述插接凹槽（321）卡接的卡扣结构（41），通过卡扣结构（41）和插接凹槽（321）配合以将下塑胶（4）与顶盖片（3）固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种极简电池顶盖，其特征在于，所述极柱（2）还设有位于防扭段上方的焊接段（23）。

7.根据权利要求1所述的一种极简电池顶盖，其特征在于，还包括防爆阀组件（33），所述顶盖片（3）上还设有一防爆阀孔（34），所述防爆阀组件（33）设于防爆阀孔（34）内。

8.一种锂电子电池，其特征在于，包括电芯组件、连接片（6）及权利要求1~7中任一项所述的一种极简电池顶盖，所述电芯组件与电池顶盖通过连接片（6）固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种锂电子电池，其特征在于，所述连接片（6）远离电池中心的一端与电池顶盖焊接，连接片（6）的另一端与电芯组件燕尾连接。

10.根据权利要求8或9所述的一种锂电子电池，其特征在于，所述电芯组件包括铝壳（71）和置于所述铝壳内的电芯，所述电芯包括卷芯（73）和包覆于卷心外侧的聚酯薄膜（72）。

Images