CN219419252U - 盖板及包括其的电池、电池包 - Google Patents

Abstract

实用新型提供一种盖板，用于电池的装配，盖板包括顶盖组件和连接件，顶盖组件连接于电池的端部，连接件设在顶盖组件和电池内部的电芯之间，并用于与电芯电连接；连接件朝向电芯的部分表面上设有突出部；顶盖组件包括端子，突出部的内部设有空腔，至少部分端子设置于空腔中，端子与突出部电连接。该盖板及包括其的电池、电池包，提升了电芯的填充比例，从而提高了电池的能量密度，保证了电池的安全性与循环寿命。

Description

盖板及包括其的电池、电池包

技术领域

本实用新型涉及电池的技术领域，特别涉及一种盖板及包括其的电池、电池包。

背景技术

当前电动车辆市场有不同结构的电池，其中大圆柱锂电池因具有标准化、低成本等优势，受到客户的青睐。客户普遍地对高续航里程和安全性有更高的追求，因此，市场对电池的设计和制造提出了更高的要求，希望在保证安全性前提下，能够进一步提升电池的能量密度，使得大圆柱电池等各类电池朝着高能量、高安全性方向发展，满足客户市场的需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的上述缺陷，提供一种盖板及包括其的电池、电池包。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种盖板，用于电池的装配，该盖板包括顶盖组件和连接件，顶盖组件连接于电池的端部，连接件设在顶盖组件和电池内部的电芯之间，并用于与电芯电连接；

连接件朝向电芯的部分表面上设有突出部；

顶盖组件包括端子，突出部的内部设有空腔，至少部分端子设置于空腔中，端子与突出部电连接。

在本方案中，该盖板通过连接件与电芯、连接件的突出部与顶盖组件的端子电连接，形成了电池电路的极性(正极或负极)。通过在连接件的部分表面上设置突出部，其他部分表面则没有突出部，因而在电池装配时，突出部与电芯的表面相抵，形成抵接表面，而没有突出的部分表面与抵接表面所在的平面之间形成了间隔空间，间隔空间可用于容纳电芯的极耳或其他电芯材料，提升了电芯的填充比例，从而提高了电池的能量密度。将至少部分端子设置于突出部内部的空腔中，充分利用连接件自身结构(突出部内部设置空腔)形成的空间容纳端子，不浪费突出部占用的空间，也不需要额外空间安置端子，结构紧凑，提高了空间利用率，有利于提高电池的能量密度。并且在将端子与突出部连接以形成电连接时，该空腔可以收集连接时产生的有害物质，避免进入电芯中，保证了电池的安全性与循环寿命。

较佳地，连接件朝向电芯的表面包括中心区域和围绕中心区域的外侧区域，突出部设在中心区域上。

在本方案中，该连接件将突出部设在位于中心区域上，围绕中心区域的外侧区域没有突出部，外侧区域的表面与抵接表面形成环形的间隔空间，适应于圆柱形的电池结构，相比于其他形状和区域布置方式，提高了间隔空间的利用比例。

较佳地，顶盖组件还包括第一绝缘体和顶盖，顶盖连接于电池的壳体的端部，第一绝缘体设置于顶盖与端子、连接件之间；

第一绝缘体的一端包括沿从顶盖组件至连接件的连接方向延伸的凸起，凸起卡设在连接件与壳体之间。

在本方案中，通过第一绝缘体设置于顶盖与端子、连接件之间，将电池的两极连接(即，顶盖与壳体形成一极连接，端子、连接件与电芯形成另一极连接)绝缘隔离。将第一绝缘体的凸起卡设在连接件与壳体之间，增大了两者(连接件与壳体)之间的绝缘间隙，也将填充于隔离空间内的电芯材料限制在壳体之内，防止松动，提高了安全性。

较佳地，凸起朝向连接件的直径沿连接方向逐渐变大。

在本方案中，通过凸起朝向连接件的直径沿连接方向逐渐变大，使得凸起朝向连接件的表面在连接方向上形成渐大的倾斜面，在装配过程中，对安置在电芯表面的连接件和顶盖组件产生导向作用，保证连接件、顶盖组件的安装位置与电芯同心，保证电池的装配质量。

较佳地，突出部包括突出连接部，突出连接部沿从顶盖组件至连接件的连接方向设在空腔的下方，端子沿连接方向的一端抵接于突出连接部。

在本方案中，将端子沿连接方向的一端抵接于突出连接部，突出连接部承载伸入空腔的端子，通过在抵接位置处(而不是其他位置)更容易实现端子与突出部的电连接，而且连接更可靠。

较佳地，突出部还包括至少两个突出连接部，多个突出连接部在垂直于连接方向的平面上间隔设置。

在本方案中，通过将多个突出连接部在垂直于连接方向的平面上间隔设置，使得突出连接部之间形成绝缘空间；通过调节突出连接部的尺寸或材质，使得连接于电芯与端子之间的突出连接部能够产生保险熔断作用，防止短路的发生。

较佳地，突出连接部上设有第二绝缘体，第二绝缘体用于突出连接部与端子之间的绝缘。

在本方案中，通过突出连接部上设置第二绝缘体，提高了突出连接部与端子之间的绝缘能力，从而进一步保证突出连接部产生保险熔断的准确性。

较佳地，第二绝缘体为隔离膜。

在本方案中，采用隔离膜作为第二绝缘体，容易安置在突出部内，有利于保险熔断作用的可靠性。

一种电池，该电池包括如上的盖板、壳体和电芯；顶盖组件连接于壳体的端部，电芯设在壳体之内；电芯朝向连接件的表面包括设有极耳的第一区域和无极耳的第二区域，第一区域或第二区域与突出部抵接。

在本方案中，该电池将电芯表面的第一区域(有极耳的区域)与突出部抵接时，电芯的第二区域表面与连接件上没有突出的部分表面形成了间隔空间，可用于填充电芯除极耳以外的其他材料。将电芯表面的第二区域(无极耳的区域)与突出部抵接时，则电芯的第一区域表面与连接件上没有突出的部分表面形成了间隔空间，可用于填充电芯的极耳，保护极耳。两种方式均提升了电芯的填充比例，从而提高了电池的能量密度。

一种电池包，该电池包包括多个上述的电池，多个电池相互连接。

在本方案中，该电池包通过采用上述电池，提升了电芯的填充比例，从而提高了电池的能量密度，保证了电池的安全性与循环寿命。

本实用新型的积极进步效果在于：该盖板及包括其的电池、电池包，提升了电芯的填充比例，从而提高了电池的能量密度，保证了电池的安全性与循环寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的盖板在电池上的装配结构示意图。

图2为本实用新型实施例1从一个视角看的盖板分解结构示意图。

图3为本实用新型实施例1从另一个视角看的盖板分解结构示意图。

图4为本实用新型实施例1的盖板装配结构的剖视图。

图5为本实用新型实施例2的电池分解结构示意图。

图6为本实用新型实施例2的电芯的端面结构示意图。

图7为本实用新型实施例2的电芯的立体结构示意图。

图8为本实用新型实施例2的盖板在电池上装配的剖视图。

附图标记说明：

盖板10

正极盖板6

顶盖组件100

顶盖101

端子102

第一绝缘体103

上塑胶件104

中间密封件105

下塑胶件106

凸起107

连接件200

中心区域201

外侧区域202

突出部203

突出连接部204

空腔205

间隔空间206

从顶盖组件至连接件的连接方向A

电池1

壳体2

电芯3

第一区域31

第二区域32

极耳33

防爆阀4

负极盖板5

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

实施例1

本实施例提供了一种盖板10，用于电池1的装配，在本实施例中，该盖板10作为电池1的正极盖板6，安装在电池1的一端。

如图1-4所示，该盖板10包括顶盖组件100和连接件200，顶盖组件100连接于电池1的端部，连接件200设在顶盖组件100和电池1内部的电芯3之间。

连接件200具体是一个圆形的片状金属件或说是盘状金属件，这样形状的连接件200也称为连接片。连接件200朝向电芯3(即图中向下的方向)的中心区域201表面上设有柱状的突出部203；而围绕中心区域201的外侧区域202表面则没有突出部，形成凹陷结构。

顶盖组件100包括顶盖101和端子102，顶盖101具体也是一个环形的片状金属件或说是盘状金属件，顶盖101与电池1壳体2(金属件)的端部焊接，而壳体2连接与电池1另外一端的负极盖板5，从而形成电池1的负极连接。端子102具体是一个柱状的导体，因此也称为极柱，极柱是电池1的正极导体。突出部203的内部设有空腔205，形成凹槽，极柱的一部分设置于此凹槽中，即此凹槽将极柱部分包裹，极柱的下端部低于没有突出部203的环形区域表面。

连接件200的突出部203与端子102焊接，而连接件200上没有突出部的外侧区域202表面与电芯3的极耳焊接，从而实现了电池1内部的电芯3与外部的顶盖组件100之间的电连接，形成电池1的正极连接。

该盖板10通过在连接件200的中心区域201表面上设置突出部203，环形区域表面则没有突出部，因而在电池1装配时，突出部203可以与电芯3的表面相抵，形成抵接表面，而没有突出的外侧区域202表面与抵接表面所在的平面之间形成了间隔空间206，相对于其他采用整体均为平面状的连接件，该间隔空间206是闲余空间，可用于容纳电芯3的极耳或其他电芯3材料，而不需要有额外的空间用于容纳极耳，提升了电芯3的填充比例，从而提高了电池1的能量密度。将部分端子102设置于突出部203内部的空腔205中，充分利用连接件200自身结构(突出部203内部设置空腔205)形成的空间容纳端子102，不浪费突出部203所占用的空间，也不需要额外空间安置端子102，结构紧凑，提高了空间利用率，有利于提高电池1的能量密度。并且在将端子102与突出部203焊接以形成电连接时，该空腔205可以收集焊接时产生的焊渣，避免飞溅掉入电芯3中引起爆炸或短路，保证了电池1的安全性与循环寿命。

在本实施例中，由于连接件200是一个圆形的连接片，因此其围绕中心区域201表面的外侧区域202表面形成一个环形区域表面，环形区域表面没有突出部，因此环形区域表面与抵接表面形成了一个环形的间隔空间206，形状规则，更适应于圆柱形的电池1结构，而且相比于其他形状和区域布置方式，环形的间隔空间206与环形的壳体2相匹配，提高了间隔空间206的利用比例。

在其他实施例中，根据电池1结构装配的需要，相同或类似结构的盖板10也可以作为电池1的负极盖板。根据电池1的具体形状不同，盖板10各个组成部件的形状也可以做相应的调整，因此，与本实施例设计类似，能够提高间隔空间206的盖板10也可以用于其他电池1中，例如方形的电池。而其他类型的顶盖组件结构中，端子102也可以全部置于空腔205中，形成全包裹的状态，进一步提高电池1内部空间的利用率。根据连接件200与电芯3之间配合的需要，其表面具有突出部的区域或形状也可以做相应的调整，例如，中心区域201的突出部203也可以向上(即从连接件200至顶盖组件100的连接方向)突出，在中心区域形成凹陷结构，而外侧区域的表面低于中心区域的突出部。

如图4所示，顶盖组件100还包括第一绝缘体103，第一绝缘体103具体是塑胶件，包括三个部分，分别是上塑胶件104，中间密封件105和下塑胶件106，上塑胶件104置于顶盖101与端子102上部的突出部分之间，中间密封件105置于端子102中间部分的柱体表面与顶盖101之间，下塑胶件106置于顶盖101与端子102下部的突出部分、以及连接件200之间。

其中，下塑胶件106远离端子102的一端包括一个凸起107，凸起107沿从顶盖组件100至连接件200的连接方向A延伸，凸起107卡设在连接件200与壳体2之间。

该顶盖组件100通过第一绝缘体103的三个部分分别设置于顶盖101与端子102、连接件200之间，将电池1的两极连接(即，顶盖101与壳体2形成负极连接，端子102、连接件200与电芯3形成正极连接)绝缘隔离。将下塑胶件106的凸起107卡设在连接件200与壳体2之间，凸起107抵住连接件200，形成包裹的状态，增大了两者(连接件200与壳体2)之间的绝缘间隙，同时由塑胶之类软性材质做成的凸起107也将填充于隔离空间内的电芯材料(例如，电芯3的极耳)包裹，有效地限制在壳体2之内，防止松动，提高了安全性。

其中，如图4所示，凸起107朝向连接件200的直径沿连接方向A逐渐变大，使得凸起107朝向连接件200的内侧表面在连接方向A上向外倾斜，凸起107整体呈梯形结构，在装配过程中，连接件200和顶盖组件100逐一安置在电芯3表面上，梯形凸起107的倾斜面能够对连接件200和顶盖组件100产生导向作用，从而保证连接件200、顶盖组件100的安装位置与电芯3同心，保证电池1的装配质量。

如图2和图3所示，突出部203还包括突出连接部204，突出连接部204具体是扇形的金属薄片，突出连接部204沿顶盖组件100至连接件200的连接方向A设在空腔205的下方，端子102沿连接方向A的一端(即底端)抵接于突出连接部204，并与突出连接部204焊接，突出连接部204承载伸入空腔205的端子102，通过在抵接位置处(而不是其他位置)更容易实现端子102与突出部203的电连接，而且连接更可靠。

本实施例中，突出部203包括四个突出连接部204，四个突出连接部204在垂直于连接方向A的水平面上对称、间隔设置，使得突出连接部204之间形成绝缘空间；通过采用不同材质的突出连接部204或调节其尺寸大小，使得连接于电芯3与端子102之间的突出连接部204能够产生保险熔断作用，类似保险丝(fuse)的作用，防止短路的发生，提高电池1的安全性。

在其他实施例中，突出连接部204还贴有第二绝缘体，根据电池1特性，选择合适材质的第二绝缘体，能够提高突出连接部204与端子102之间的绝缘能力，从而进一步保证突出连接部204产生保险熔断的准确性，也可以防止连接件200与电芯3发生短路。例如，采用隔离膜作为第二绝缘体，容易安置在突出部203内，有利于保险熔断作用的可靠性。

在其他实施例中，突出连接部204的数量、形状和材质，可以根据连接和保险熔断作用的需要做相应的调整。

实施例2

如图5-8所示，本实施例提供了一种电池1，该电池1包括实施例1的正极盖板6、壳体2、电芯3、负极盖板5和防爆阀4。实施例1的盖板10作为电池1的正极盖板6，其顶盖组件100连接于壳体2的端部，电芯3设在壳体2之内。

电芯3具体是一个卷绕而成的芯包，与连接件200的结构相适应，芯包朝向连接件200的表面包括设有极耳33的第一区域31和无极耳的第二区域32，第二区域32(无极耳区域)与连接件200的突出部203抵接，则第一区域31(有极耳区域)表面与连接件200上没有突出的部分表面形成了间隔空间206，用于填充电芯3的极耳33，提升了电芯3的填充比例，从而提高了电池1的能量密度。

在本实施例中，为了实现间隔空间206的有效利用，优选地，可以采用如下尺寸关系，芯包中的极耳33突出尺寸≤2mm，第二区域32(无极耳区域)的直径尺寸5≤φ1≤25mm，第一区域31(有极耳区域)的直径尺寸10≤φ2≤100mm。

在本实施例中，下塑胶件106的凸起107能够抵住极耳33，将其卡在壳体2之内，对极耳33进行镜像限位，保护极耳33，也防止极耳33松动，造成短路。

在以上结构的电池1中，可以采用如下装配方法：

S1：连接件200向下突出的区域(中心区域201)与芯包的无极耳区域(第二区域32)定位，并实现装配；

S2：芯包的极耳33处与连接件200上没有突出的区域(外侧区域202)处通过焊接进行电连接；

S3：焊接好的组合件(芯包与连接件200)装入壳体2中；

S4：顶盖组件100与壳体2密封连接；

S5：端子102与连接件200实现焊接连接。

在其他实施例中，根据需要，电池1的负极盖板5也可以采用实施例1中盖板10的结构设计，或者正极盖板6和负极盖板5均采用实施例1中盖板10的结构设计，更进一步地提高了电池内的空间利用率，从而有利于提高电池1的能量密度。根据需要，电池1也可以将电芯3表面的第一区域31(有极耳的区域)与突出部203抵接时，第二区域32表面(无极耳区域)与连接件200上没有突出的部分表面形成了间隔空间206，可用于填充电芯3除极耳33以外的其他材料。这样的结构方式，同样也能够提升了电芯3的填充比例，从而提高了电池1的能量密度。

实施例3

本实施例提供了一种电池包，该电池包包括多个如实施例2电池1，多个电池1相互连接。该电池包通过采用上述电池1，提升了电芯3的填充比例，从而提高了电池1的能量密度，保证了电池1的安全性与循环寿命。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种盖板，用于电池的装配，其特征在于，

所述盖板包括顶盖组件和连接件，所述顶盖组件连接于所述电池的端部，所述连接件设在所述顶盖组件和所述电池内部的电芯之间，并用于与所述电芯电连接；

所述连接件朝向所述电芯的部分表面上设有突出部；

所述顶盖组件包括端子，所述突出部的内部设有空腔，至少部分所述端子设置于所述空腔中，所述端子与所述突出部电连接。

2.如权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述连接件朝向所述电芯的表面包括中心区域和围绕所述中心区域的外侧区域，所述突出部设在所述中心区域上。

3.如权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述顶盖组件还包括第一绝缘体和顶盖，所述顶盖连接于所述电池的壳体的端部，所述第一绝缘体设置于所述顶盖与所述端子、所述连接件之间；

所述第一绝缘体的一端包括沿从所述顶盖组件至所述连接件的连接方向延伸的凸起，所述凸起卡设在所述连接件与所述壳体之间。

4.如权利要求3所述的盖板，其特征在于，所述凸起朝向所述连接件的直径沿所述连接方向逐渐变大。

5.如权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述突出部包括突出连接部，所述突出连接部沿从所述顶盖组件至所述连接件的连接方向设在所述空腔的下方，所述端子沿所述连接方向的一端抵接于所述突出连接部。

6.如权利要求5所述的盖板，其特征在于，所述突出部还包括至少两个突出连接部，多个所述突出连接部在垂直于所述连接方向的平面上间隔设置。

7.如权利要求6所述的盖板，其特征在于，所述突出连接部上设有第二绝缘体，所述第二绝缘体用于所述突出连接部与所述端子之间的绝缘。

8.如权利要求7所述的盖板，其特征在于，所述第二绝缘体为隔离膜。

9.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求1-8中任一项所述的盖板、壳体和电芯；

所述顶盖组件连接于所述壳体的端部，所述电芯设在所述壳体之内；

所述电芯朝向所述连接件的表面包括设有极耳的第一区域和无极耳的第二区域，所述第一区域或所述第二区域与突出部抵接。

10.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括多个如权利要求9所述的电池，多个所述电池相互连接。