CN219371174U - 盖板及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池领域，公开了一种盖板及电池。该盖板包括顶盖、极柱体以及固定盘，顶盖上设有极柱孔，极柱体设置在极柱孔内，极柱体包括中部凸起的焊接部及边缘平直的环形板，环形板的下面设有密封件；固定盘设置在顶盖下侧面的环形凹槽内并与顶盖固定连接，用于压紧密封件。该电池包括上述的盖板。本实用新型提供的盖板中的极柱体可通过金属板材冲压制成，具有工艺简单、原材料用量少、极柱体的重量小、高度低的优点，且无需摩擦焊、精机械加工等复杂、耗能工艺，显著的降低盖板成本，同时也能提升电芯能量密度。

Description

盖板及电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，具体地涉及一种盖板及电池。

背景技术

锂离子电池是目前综合性能最好的电池体系，因其具有比能量高、循环寿命长、体积小、质量轻、无记忆效应、无污染等特点，迅速发展成为新一代储能电源，并广泛的应用于信息技术、电动车和混合动力车、航空航天等领域。其中方形电池作为动力电池三种封装(方形、软包、圆柱)形式之一，具有封装可靠度高、系统能量效率高、结构较为简单、单体容量大、系统构成相对简单、成本较低等一系列优势。随着电动汽车产业迅速发展，作为动力电源，锂离子电池能量密度需求持续大幅增长；另一方面随着原材料成本的大幅度上升，电池成本压力越来越大。

现有技术方案将极柱组件与顶盖片组装在一起的方式有两种。一种为注塑工艺，通过在高于PPS熔融温度的高温下，将PPS材料填充到极柱与顶盖片之间，待冷却后实现极柱的组装。另一种为铆接工艺，通过压铆的工艺将极柱组件与顶盖片组装到一起。虽然两种结构在极柱体与顶盖片装配方式不同，但是相同点就是极柱的制作工艺需要大量机械加工作业，一方面会产生大量的废料，另外一方面制程时间长且能耗较高；特别是负极柱还要引进摩擦焊的工艺，这些都会导致极柱体的制造成本增加。此外，现有的电池盖板的装配方式为保证足够的铆接强度，需要使用更厚的结构支撑块，从而导致极柱的质量更大、高度更高，增加空间占用，不利于电池能量密度的提升。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：目前的极柱的制作工艺需要大量的机械加工，产生废料较多、制造周期长、能耗高，增加制造成本，且极柱的质量较大，增加空间占用，不利于电池能量密度的提升。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种盖板，包括：

顶盖，设有极柱孔；

极柱体，设置在所述极柱孔内，所述极柱体包括中部凸起的焊接部及边缘平直的环形板，所述环形板的下面设有密封件；

以及固定盘，设置在所述顶盖下侧面的环形凹槽内并与顶盖固定连接，用于向朝向所述环形板的方向压紧所述密封件。

可选地，所述环形板伸入至所述环形凹槽内。

可选地，所述极柱体与所述顶盖之间通过上塑胶板隔开。

可选地，所述极柱体为通过金属板材冲压工艺一体成型。

可选地，所述极柱体为中空结构。

可选地，所述固定盘包括固定部、压紧部和连接部，所述连接部用于连接所述固定部和所述压紧部，所述固定部焊接在所述环形凹槽内，所述压紧部设置在所述密封件的下面。

可选地，所述固定盘与所述顶盖激光焊接连接。

可选地，所述上塑胶板的材质为聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚苯硫醚中的任意一种。

可选地，所述密封件的材质为氟橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶或三元乙丙橡胶中的任意一种。

可选地，所述密封件的压缩率控制在20~60%。

可选地，所述密封件的压缩率控制在25~40%。

可选地，还包括下塑胶板，所述下塑胶板设置在所述顶盖的下面并包裹所述固定盘，所述下塑胶板的与所述极柱孔相对应的位置处设有通孔。

可选地，所述下塑胶板在通孔的边沿朝向所述固定盘的方向延伸设有卡板。

本实用新型还提供了一种电池，包括顶部敞口的底壳、设置在所述底壳内部的电芯以及上述的盖板，所述盖板设置在所述底壳的敞口端，所述电芯与所述盖板上的极柱体连接。

本实用新型实施方式提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型提供的盖板中的极柱体可通过金属板材冲压制成，具有工艺简单、原材料用量少、极柱体的重量小、高度低的优点，且无需摩擦焊、精机械加工等复杂、耗能工艺，显著的降低盖板成本，同时也能提升电芯能量密度。

附图说明

图1为本实用新型实施方式所述盖板的结构示意图；

图2为本实用新型实施方式所述盖板的分解图；

图3为本实用新型实施方式所述盖板的剖面图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为本实用新型实施方式所述电池的结构示意图。

附图标记说明

1、顶盖；11、极柱孔；12、环形凹槽；2、极柱体；21、环形板；3、密封件；4、固定盘；41、固定部；42、压紧部；43、连接部；5、上塑胶板；6、下塑胶板；61、通孔；62、卡板；7、底壳。

具体实施方式

结合图1至图4所示，本实用新型实施方式提供的盖板包括顶盖1、极柱体2以及固定盘4。

顶盖1上设有极柱孔11，极柱体2设置在极柱孔11内，极柱体2包括中部凸起的焊接部及边缘平直的环形板21，环形板21的下面设有密封件3，固定盘4设置在顶盖1下侧面的环形凹槽12内与顶盖1固定连接，用于向朝向环形板21的方向压紧密封件3。

具体地，极柱体2为通过金属板材冲压工艺一体成型，确保结构强度和制造的便利性，极柱体2的内部设置成中空结构，连接电芯极耳的连接片可以伸入至极柱体2的内部与极柱体2焊接连接，提升了壳体内空间利用率。

具体地，环形板21和极柱体2可由铜、铝板、铜铝复合板或镍板等金属板材一体冲压制成，增加制造的便利性，且极柱体2的高度可以做到2mm以内，较常规极柱更低，从而可以提升电池内部有效空间，提升电芯能量密度。固定盘4的外圈与顶盖1固定连接，固定盘4的压紧部42的上侧面支撑在密封件3的下侧面，以向上压紧密封件3和环形板21，确保环形板21的固定效果，同时确保整个盖板的密封效果。其中，每个盖板包括极柱体2的数量至少为两个。

本实用新型提供的盖板中的一体成型极柱体2可通过板材冲压制成，具有工艺简单、原材料用量少、极柱体2的重量小、高度低的优点，且无需摩擦焊、精机械加工等复杂、耗能工艺，显著的降低盖板成本；将极柱体2的内部设置成中空结构，减轻极柱体2的重量，连接电芯极耳的连接片可以伸入至中空的极柱体2的内部与极柱体2焊接连接，提升了壳体内空间利用率，进而能够有效提高电池的能量密度。

在一些实施方式中，如图4所示，顶盖1的下侧面设有环形凹槽12，环形凹槽12环绕在极柱孔11的外周，且环形凹槽12的轴线与极柱孔11的轴线重合，环形板21伸入至环形凹槽12内，以减少空间占用。

结合图3和图4所示，极柱体2与顶盖1之间通过上塑胶板5隔开，以确保极柱体2与顶盖1之间的绝缘效果。其中，上塑胶板5的顶部向上伸出顶盖1，进而有效的将极柱体2的外周与极柱孔11的内壁隔开。上塑胶板5的材质为聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚苯硫醚中的任意一种。

结合图2和图4所示，固定盘4包括固定部41、压紧部42和连接部43，连接部43用于连接固定部41和压紧部42，固定部41焊接在环形凹槽12内，压紧部42设置在密封件3的下面。

具体地，固定盘4在施加压力的情况下，固定部41与环形凹槽12的外圈通过激光焊接的方式连接，其中，固定盘4的材质不受限制，只要满足固定盘4与顶盖1焊接连接后的连接处的强度需求即可。连接部43用于将压紧部42支撑在密封件3的下方，以使得压紧部42能够向上压紧密封件3，并通过密封件3将固定盘4与极柱体2隔开。其中，密封件3优选为氟橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶或三元乙丙橡胶中的任意一种且压缩率控制在20~60%，更优的控制在25~40%，以确保盖板的密封效果。

进一步优化地，上塑胶板5的外圈可以延伸至环形板21的外周与连接部43之间。该种设计方式使得上塑胶板5的外圈伸出环形板21，进而确保顶盖1与环形板21的顶面的绝缘效果。环形板21的外周与连接部43隔开，进而确保环形板21与固定盘4的绝缘效果。

在一些实施方式中，密封件3的外圈延伸至环形板21的外周与连接部43之间，以确保环形板21与固定盘4之间的密封效果。并且，密封件3的外圈的延伸部与上塑胶板5的外圈的延伸部在环形板21的外周与连接部43之间接触，使得整体结构更加紧凑。

进一步优化地，密封件3的内圈延伸并贴合至压紧部42的内侧壁。该种设计方式在确保密封效果的同时，能够有效的将环形板21的底部与压紧部42的顶部隔开，确保极柱体2与固定盘4的绝缘效果。

结合图2、图3和图4所示，盖板还包括下塑胶板6，下塑胶板6设置在顶盖1的下面并包裹固定盘4，下塑胶板6与极柱孔11相对应的位置处设有通孔61。具体地，下塑胶板6贴合在顶盖1和固定盘4的底部，确保电芯与顶盖1的绝缘效果。

进一步优化地，下塑胶板6在通孔61的边沿朝向所述固定盘4的方向延伸设有卡板62，以保证盖板的绝缘效果。

在一些实施方式中，极柱体2的径向截面也可以呈圆形、椭圆形或矩形等其他形状。可见，极柱体2的设置形状不受限制，应根据电池的需求以及极柱孔11的形状进行设计。

结合图1至图4所示，本领域的技术人员能够知晓的是，顶盖1上设置的极柱孔11的数量最少为两个，且每个极柱孔11上安装有一个极柱体2，每个极柱体2的设置方式和安装方式均与本申请的上述极柱体2的设置方式和安装方式相同且包括上述极柱体2的全部技术特征。

如图5所示，本实用新型还提供了一种电池，该电池包括顶部敞口的底壳7、设置在底壳7内部的电芯以及上述的盖板，盖板设置在底壳7的敞口端，电芯与盖板上的极柱体2连接，具体为电芯通过连接片与极柱体2连接，其中，该处的盖板包括上述的盖板的全部技术特征。

Claims (14)

1.一种盖板，其特征在于，包括：

顶盖（1），设有极柱孔（11）；

极柱体（2），设置在所述极柱孔（11）内，所述极柱体（2）包括中部凸起的焊接部及边缘平直的环形板（21），所述环形板（21）的下面设有密封件（3）；以及

固定盘（4），设置在所述顶盖（1）下侧面的环形凹槽（12）内与所述顶盖（1）固定连接，用于向朝向所述环形板（21）的方向压紧所述密封件（3）。

2.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述环形板（21）伸入至所述环形凹槽（12）内。

3.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述极柱体（2）与所述顶盖（1）之间通过上塑胶板（5）隔开。

4.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述极柱体（2）为通过金属板材冲压工艺一体成型。

5.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述极柱体（2）为中空结构。

6.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述固定盘（4）包括固定部（41）、压紧部（42）和连接部（43），所述连接部（43）用于连接所述固定部（41）和所述压紧部（42），所述固定部（41）焊接在所述环形凹槽（12）内，所述压紧部（42）设置在所述密封件（3）的下面。

7.根据权利要求6所述的盖板，其特征在于，所述固定盘（4）与所述顶盖（1）激光焊接连接。

8.根据权利要求3所述的盖板，其特征在于，所述上塑胶板（5）的材质为聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚苯硫醚中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述密封件（3）的材质为氟橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶或三元乙丙橡胶中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述密封件（3）的压缩率控制在20~60%。

11.根据权利要求10所述的盖板，其特征在于，所述密封件（3）的压缩率控制在25~40%。

12.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，还包括下塑胶板（6），所述下塑胶板（6）设置在所述顶盖（1）的下面并包裹所述固定盘（4），所述下塑胶板（6）与所述极柱孔（11）相对应的位置处设有通孔（61）。

13.根据权利要求12所述的盖板，其特征在于，所述下塑胶板（6）在通孔（61）的边沿朝向所述固定盘（4）的方向延伸设有卡板（62）。

14.一种电池，其特征在于，包括顶部敞口的底壳（7）、设置在所述底壳（7）内部的电芯以及如权利要求1至13中任意一项所述的盖板，所述盖板设置在所述底壳（7）的敞口端，所述电芯与所述盖板上的极柱体（2）连接。