CN219419223U - 一种电池顶部限位结构及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池顶部限位结构及电池，包括：壳体，所述壳体的一侧面具有开口；顶盖片，内嵌在所述开口中，且盖合于所述壳体；限位凸起，设置在所述壳体的内侧壁上，所述限位凸起靠近所述开口的一端，所述限位凸起支撑所述顶盖片，并且，所述限位凸起避让放置于所述壳体内的电芯。本实用新型提供一种电池顶部限位结构及电池，不仅设置限位结构能够支撑顶盖片，并且设置限位结构能够避让电芯。

Description

一种电池顶部限位结构及电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是指一种电池顶部限位结构及电池。

背景技术

随着新能源汽车行业的不断兴起，动力电池的市场在不断扩大，与此同时，动力电池的安全性和生产效率受到了广泛关注；在动力电池的制造过程，需要对顶盖和铝壳进行焊接，以确保动力电池的密封性能良好；目前，刀片电池广泛应用于动力电池领域，相比于其他类型的动力电池，其特点就是：壳体开口处的截面长度或宽度比较大；

在焊接刀片电池的顶盖和铝壳时，常见以下问题：

1、顶盖较宽时，适配壳口后中部易出现下沉台阶，会导致电池壳口熔深一致性差。

2、铝壳/铝通太长而无法采用拉伸成型时，常采用铝板卷制成型，此类铝壳/铝通无顶盖限位特征，顶盖适配壳口精度差会导致电池壳口激光焊熔深一致性；

参照图1所示，为了解决刀片电池的顶盖片与壳体的配合问题，现有技术在电池壳体的端口处设置有长条状的限位凸起，通过长条状的限位凸起对顶盖片进行支撑，但是，为了保证长条状的限位凸起不会影响电芯从端口处放入到壳体中，就需要将端口处的尺寸加大、甚至将壳体的整体尺寸加大，才能够使电芯避让凸起限位，壳体的尺寸大于电芯的尺寸，一方面电芯容易在壳体中晃动，造成安全隐患，另一方面，也降低了电池的能量密度。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中电池顶部限位结构无法避让电芯、且壳体中部容易出现下沉台阶的问题，提供一种电池顶部限位结构及电池，不仅设置限位结构能够支撑顶盖片，并且设置限位结构能够避让电芯。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池顶部限位结构，包括：

壳体，所述壳体的一侧面具有开口；

顶盖片，内嵌在所述开口中，且盖合于所述壳体；

限位凸起，设置在所述壳体的内侧壁上，所述限位凸起靠近所述开口的一端，所述限位凸起支撑所述顶盖片，并且，所述限位凸起避让放置于所述壳体内的电芯。

在本实用新型的一个实施例中，所述壳体为方筒型结构，所述壳体具有多个内侧壁，在每个内侧壁上均设置有限位凸起。

在本实用新型的一个实施例中，所述内侧壁包括两个长边内侧壁和两个短边内侧壁，在每个所述短边内侧壁上设置有至少两个限位凸起，所述限位凸起避让所述电芯与短边内侧壁的临近位置，两个所述限位凸起分别设置在临近位置的两侧。

在本实用新型的一个实施例中，设置在所述短边内侧壁上的限位凸起与长边内侧壁的距离为：1/8～1/3短边内侧壁的长度。

在本实用新型的一个实施例中，在每个所述长边内侧壁上设置有一个或多个限位凸起，所述限位凸起设置在所述电芯与长边内侧壁之间的空隙中。

在本实用新型的一个实施例中，设置在所述长边内侧壁上的限位凸起与短边内侧壁的距离为：1/4～3/4长边内侧壁的长度。

在本实用新型的一个实施例中，所述限位凸起相对于所述内侧壁的凸起高度的取值范围在0.1mm～10mm之间。

在本实用新型的一个实施例中，所述限位凸起在所述内侧壁的长度延伸方向上与所述内侧壁接触的最大长度为0.1mm～10mm,所述长度延伸方向即所述短边内侧壁在两个长边内侧壁之间的延伸方向,当所述限位凸起为圆形凸起时,所述限位凸起在所述内侧壁的长度延伸方向上与所述内侧壁接触的最大长度即为圆的直径。

在本实用新型的一个实施例中，所述限位凸起与所述壳体开口处形成端面之间的距离的取值范围在1.0mm～5.0mm之间。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种刀片电池，包括上述顶部限位结构。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的电池顶部限位结构，在壳体的开口内侧壁上设置限位凸起，顶盖片嵌入到壳体中，并通过限位凸起能够支撑顶盖片，限制顶盖片与壳体的相对位置，防止顶盖下沉，保证顶盖片与壳体激光焊熔深度的一致性；并且，设置限位凸起的位置能够避让放置于壳体内的电芯，从而无需增大壳体开口或壳体的整体尺寸，使同样壳体外观尺寸的电池能够获得更高的能量密度。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是现有技术电池顶部限位结构的结构示意图；

图2是本实施例的电池顶部限位结构的结构示意图；

图3是本实施例的电池顶部限位结构的侧面结构示意图；

图4是本实施例的电池顶部限位结构放大的结构示意图。

图5是本实施例的壳体的整体结构示意图；

图6是本实施例的电池顶部限位结构的顶部结构示意图，其中：图6a是限位凸起设置在短边内侧壁的位置；图6b是限位凸起设置在长边内侧壁的位置；

说明书附图标记说明：1、壳体；11、长边内侧壁；12、短边内侧壁；2、顶盖片；3、限位凸起；4、电芯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例1

现有技术中，电芯4一般是卷绕成型的扁平状结构，电芯4的两侧一般为近似半圆形的结构，而壳体1一般为方形结构，也就是说，电芯4和壳体1嵌套配合时，存在两个接近相切的侧面，在这两个接近相切的侧面，电芯4与壳体1之间存在一定的间隙，本申请设置的限位结构正是利用了这一结构特点；

参照图2和图3所示，本实用新型的电池顶部限位结构包括：壳体1、顶盖片2，所述壳体1为中空的筒状结构，所述壳体1具有六个面，为了能够将电芯4放置到壳体1中，至少设置有一个面具有能够插入电芯4的开口，在将电芯4放入到壳体1后，还需要对壳体1进行封闭，因此设置顶盖片2内嵌在所述开口中，且盖合于所述壳体1，通过顶盖片2与电芯4的配合实现对电芯4的封装；

在本实施例中，为了能够限制顶盖片2与壳体1的相对位置，在所述壳体1的内侧壁上还设置有限位凸起3，所述限位凸起3靠近所述开口的一端，顶盖片2嵌入到壳体1中，通过限位凸起3能够支撑顶盖片2，限制顶盖片2与壳体1的相对位置，保证顶盖片2与壳体1激光焊熔深度的一致性；并且，设置限位凸起3能够避让放置于壳体1内的电芯4，根据上述对电芯4和壳体1的结构分析，为了使限位凸起3能够避让电芯4，可以将限位凸起3设置在电芯4与壳体1之间的间隙中，设置限位凸起3既能起到对顶盖片2的支撑作用，又不会干涉电芯4与壳体1的装配，从而无需增大壳体1开口或壳体1的整体尺寸，使同样壳体1外观尺寸的电池能够获得更高的能量密度。

参照图4所示，所述限位凸起3与所述内侧壁的接触面为底面，所述限位凸起3相对于所述底面凸起的距离为W1，W1的取值范围在0.1mm～10mm之间,设置限位凸起3能够支撑顶盖片2即可，所述限位凸起3与所述壳体1开口处形成的端面之间的距离为L1,L1的取值范围在1.0mm～5.0mm之间,设置足够长的L1距离，使顶盖片2能够嵌入到壳体1中；

具体地，本实施例中，设置限位凸起3为圆球状或圆片状，设置限位凸起3的底部圆角R：0～1.0mm,设置限位凸起3的圆弧夹角r：30～135°。

参照图2和图5所示，在本实施例中，所述壳体1为矩形长方体结构，所述壳体1包括底板、两个长边内侧壁11、两个短边内侧壁12以及与所述底板对应的开口，放置于该壳体1内的电芯4包括扁平面和圆弧面，其中，电芯4的扁平面与壳体1的长边内侧壁11接近贴合设置，电芯4的圆弧面与壳体1的短边内侧面接近相切设置，因此，电芯4与壳体1接近相切的位置应该在短边内侧壁12的中间位置，从短边内侧壁12的中间位置向两侧长边内侧壁11的延伸方向，电芯4与壳体1之间的间隙会逐渐加大，因此将限位凸起3设置在短边内侧壁12电芯4与壳体1接近相切点的两侧最为合适。

根据上述结构特征，明确了限位凸起3能够避让电芯4设置，在此基础上，还需要讨论限位凸起3的设置数量和限位凸起3设置的具体位置。

对限位凸起3设置数量的讨论：众所周知，通过支撑点对平面进行支撑时，需要至少设置三个支撑点才能实现对平面的稳定支撑，一般情况下，设置支撑点对平面的四个角处进行支撑是最稳固的，在平面的任意一个位置施力都不会使平面倾斜；在本实施例中，利用了这一点面的支撑方式，参照图6a所示，在每个所述短边内侧壁12上设置有至少两个限位凸起3，所述限位凸起3避让所述电芯4与短边内侧壁12的相切点，两个所述限位凸起3分别设置在相切点的两侧，限位凸起3形成了四个支撑点，已经能够形成稳固的支撑平面，在其他实施中，在此基础上可以设置更多的限位凸起3。

对限位凸起3设置位置的讨论：如上所述，设置限位凸起3的位置需要避开电芯4，需要根据电芯4与壳体1配合的位置关系以及限位凸起3的尺寸确定限位凸起3实际的设置位置，在本实施例中，对限位凸起3的位置及尺寸进一步限定，参照图6a所示，所述短边内侧壁12的长度为W2,设置在所述短边内侧壁12上的限位凸起3与长边内侧壁11的距离为L2：1/8*W2≤L2≤1/3*W2；所述限位凸起3沿所述内侧壁的长度延伸方向与所述内侧壁接触的最大长度L4为：0.1mm～10mm，当所述限位凸起3为圆形凸起时,所述限位凸起3在所述内侧壁的长度延伸方向上与所述内侧壁接触的最大长度即为圆的直径,从而确保限位凸起3能够避开电芯4。

实施例2

采用上述实施例1，在实际装配的过程中，由于长边内侧壁11的长度较长，在顶盖片2沿长边内侧壁11延伸方向的中间位置容易出现下沉台阶，也会导致电池顶盖片2与壳体1熔深一致性差的问题，为了解决这一问题，参照图3和图6b所示，在上述实施例1的基础上，在每个所述长边内侧壁11上设置有一个或多个限位凸起3，顶盖片2完全嵌入到壳体1中，位于长边内侧壁11上和短边内侧壁12上的限位凸起3共同支撑顶盖片2，确保顶盖片2沿长边内侧壁11延伸方向的中间位置不会出现下沉台阶，可保证激光焊接时，实现较高的有效熔深一致性。

具体地，设置在长边内侧壁11上的限位凸起3能够避让电芯4，因为电芯4的扁平面与长边内侧壁11之间有预留一定的反弹空间，因此，设置限位凸起3不会影响电芯4的放入。

具体地，根据长边内侧壁11的长度为W3，根据上边内侧壁的长度确定长边内侧壁11上的限位凸起3的数量：

当在长边内侧壁11上设置一个限位凸起3时，所述限位凸起3可以设置在长边内侧壁11的中间位置，设置在长边内侧壁11上的限位凸起3与短边内侧壁12的距离为L3为1/2*W3；当在长边内侧壁11上设置多个限位凸起3时，尽量将限位凸起3设置在中间位置，在中间位置的一定范围内都可以设置限位凸起3，设置在长边内侧壁11上的限位凸起3与短边内侧壁12的距离为L3为1/4*W3≤L2≤3/4*W3；使限位凸起3尽量的设置在中部位置，能够更好的支撑顶盖片2。

实施例3

本实施例公开了一种电池，包括上述实施例1和实施例2所述的顶部限位结构。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电池顶部限位结构，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的一侧面具有开口；

顶盖片，内嵌在所述开口中，且盖合于所述壳体；

限位凸起，设置在所述壳体的内侧壁上，所述限位凸起靠近所述开口的一端，所述限位凸起支撑所述顶盖片，并且，所述限位凸起避让放置于所述壳体内的电芯。

2.根据权利要求1所述的电池顶部限位结构，其特征在于：所述壳体为方筒型结构，所述壳体具有多个内侧壁，在每个内侧壁上均设置有限位凸起。

3.根据权利要求2所述的电池顶部限位结构，其特征在于：所述内侧壁包括两个长边内侧壁和两个短边内侧壁，在每个所述短边内侧壁上设置有至少两个限位凸起，所述限位凸起避让所述电芯与短边内侧壁的临近位置，两个所述限位凸起分别设置在临近位置的两侧。

4.根据权利要求3所述的电池顶部限位结构，其特征在于：设置在所述短边内侧壁上的限位凸起与长边内侧壁的距离为：1/8～1/3短边内侧壁的长度。

5.根据权利要求3所述的电池顶部限位结构，其特征在于：在每个所述长边内侧壁上设置有一个或多个限位凸起，所述限位凸起设置在所述电芯与长边内侧壁之间的空隙中。

6.根据权利要求5所述的电池顶部限位结构，其特征在于：设置在所述长边内侧壁上的限位凸起与短边内侧壁的距离为：1/4～3/4长边内侧壁的长度。

7.根据权利要求1所述的电池顶部限位结构，其特征在于：所述限位凸起相对于所述内侧壁的凸起高度的取值范围在0.1mm～10mm之间。

8.根据权利要求1所述的电池顶部限位结构，其特征在于：所述限位凸起在所述内侧壁的长度延伸方向上与所述内侧壁接触的最大长度为0.1mm～10mm。

9.根据权利要求1所述的电池顶部限位结构，其特征在于：所述限位凸起与所述壳体开口处形成的端面之间的距离的取值范围在1.0mm～5.0mm之间。

10.一种电池，其特征在于：包括上述权利要求1～9任意一项所述的顶部限位结构。