CN219457971U - 一种电芯盖板组件及电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电芯盖板组件及电芯，涉及电芯技术领域。包括顶盖和绝缘件，绝缘件安装于顶盖上，以绝缘隔绝顶盖与电极组件；其中，绝缘件远离顶盖的底面与侧壁边棱处设有避让电极组件隔膜的避让结构。改变了原有的底面与侧壁垂直的结构，避让结构避让电极组件的隔膜，在叠片体与顶盖装配时，绝缘件与隔膜之间不会发生干涉，避免隔膜翻边漏出，提高装配效率。

Description

一种电芯盖板组件及电芯

技术领域

本实用新型涉及电芯技术领域，具体涉及一种电芯盖板组件及电芯。

背景技术

目前锂离子电池的绝缘件会集成在顶盖组件上，用于隔膜顶部与顶盖光铝片下端的绝缘防护，再与mylar热熔后形成整体的绝缘防护，所以绝缘件需要与盖板光铝片完全贴合。这样可以保证此时绝缘件在电芯内部占用的空间最小，进而在电芯设计阶段，可以将极片尺寸设计值放大，保证电芯容量最优。

现有绝缘件设计往往采用注塑模具一体式浇出，底部大面和侧壁垂直，边缘未经处理呈直角状态，绝缘件受自重影响，容易出现下垂起翘，导致叠片体与顶盖装配时，翘起的绝缘件可能会与隔膜干涉，造成隔膜翻边露出，影响装配效率。

实用新型内容

鉴于以上现有技术的缺点，本实用新型提供一种电芯盖板组件及电芯，以改善现有的绝缘件一端容易出现下垂起翘，导致叠片体与顶盖装配时，绝缘件与隔膜干涉的技术问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型提供一种电芯盖板组件。电芯盖板组件包括顶盖和绝缘件，绝缘件安装于顶盖上，以绝缘隔绝顶盖与电极组件；其中，绝缘件远离顶盖的底面与侧壁边棱处设有避让电极组件隔膜的避让结构。

于本申请一示例性实施例中，顶盖底面设置有两个不重叠的绝缘件。

于本申请一示例性实施例中，两个绝缘件对称设置于顶盖的防爆阀两侧，且将防爆阀露出。

于本申请一示例性实施例中，绝缘件包括固定部和延伸部，固定部与顶盖相固定，避让结构设置于延伸部远离固定部的端部两侧，并向固定部延伸。

于本申请一示例性实施例中，避让结构自延伸部向固定部方向高度渐缩。

于本申请一示例性实施例中，避让结构远离固定部端的高度与绝缘件高度的比例为0.1～1。

于本申请一示例性实施例中，避让结构为坡面结构和/或弧形面结构。

于本申请一示例性实施例中，坡面结构的坡角为5°～85°。

于本申请一示例性实施例中，绝缘件侧壁设置有通孔。

本申请还提供一种电芯，包括壳体和电极组件，还包括上述任一项的电芯盖板组件，壳体设有开口，电芯盖板组件封闭开口，以将电极组件封闭于壳体内。

结合现有技术，本实用新型的有益效果在于：

现有的绝缘件底部大面与侧壁垂直，绝缘件下垂起翘后会与电极组件的隔膜发生干涉。本申请的绝缘件远离顶盖的底面与侧壁边棱处设置有避让结构，改变了原有的底面与侧壁垂直的结构，避让结构避让电极组件的隔膜，在叠片体与顶盖装配时，绝缘件与隔膜之间不会发生干涉，避免隔膜翻边漏出，提高装配效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一示例性绝缘件下垂起翘示意图；

图2为本申请一示例性电芯盖板组件示意图；

图3为本申请一示例性绝缘件示意图；

图4为本申请一示例性两绝缘件装配示意图；

图5为本申请一示例性电芯部分结构剖视图；

图6为本申请一示例性电芯结构示意图。

元件标号说明

100、顶盖；110、防爆阀；120、极柱；200、绝缘件；210、避让结构；220、通孔；230、固定部；231、安装孔；240、注液孔；250、延伸部；260、加强筋；300、电极组件。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本实用新型实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本实用新型的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本实用新型另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本实用新型中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本实用新型的记载，还可以使用与本实用新型实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本实用新型。

须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。

请参阅图1，锂离子电池的绝缘件200通常集成在电芯盖板组件上，用于电极组件300顶部与顶盖100光铝片下端的绝缘防护，再与myalr(聚脂薄膜)热熔后形成整体的绝缘防护，因此绝缘件200需要与顶盖100的光铝片贴合。绝缘件200可以选用具有绝缘功能的材料，如塑胶、塑料等，优选塑胶材质。绝缘件200往往采用一体式注塑成型，底面大面与侧壁垂直，边缘为直角状态。示例性的，绝缘件200一端与顶盖100相固定，另一端受自重影响，容易出现图1所示下垂起翘，从而导致叠片体与顶盖100装配时，翘起的绝缘件200会与电极组件300中隔膜干涉，影响装配效率，还可能会使得电极组件300中的正负极片接触，产生短路的问题。

请参阅图2，本申请提供一种电芯盖板组件，电芯盖板组件包括顶盖100和绝缘件200，绝缘件200安装在顶盖100的底面，绝缘件200远离顶盖的底面与侧壁边棱处设置有避让结构210，在绝缘件200一端下垂时，避让结构210使得绝缘件200避让电极组件300上的隔膜，从而防止隔膜与绝缘件200发生干涉，避免隔膜翻边露出，影响装配效率的问题出现，有效的提高装配效率。

示例性的，绝缘件200呈长条形结构，绝缘件200的一端固定，另一端未固定时，未固定端的绝缘件200更容易翘起，避让结构210设置于未固定端的两侧，并向固定端延伸，换言之，绝缘件200与其自身长度方向平行的侧面，与底面的边棱处改变为避让结构210。当未固定端的绝缘件200下垂起翘时，避让结构210使得绝缘件200不与隔膜干涉，避免隔膜翻边露出。

示例性的，绝缘件200非固定端的端面也设置有避让结构210，避让结构设置于端面与底面的边棱处，进一步的保证绝缘件200翘起时，绝缘件200不与隔膜干涉。

一示例性的绝缘件200的两端均固定，中部未固定时，绝缘件200的中部更容易翘起，避让结构210设置于绝缘件200中心区域的侧面，换言之，绝缘件200平行于长度方向的侧面中部设置避让结构210，避让结构210设置于侧面与底面的边棱处。当绝缘件200中部下垂时，避让结构210避免绝缘件200与隔膜干涉，防止隔膜翻边露出，进一步避免电极组件300中的正负极片接触而产生的短路问题。

请参阅图2，示例性的，顶盖100为长条板状结构，顶盖100上设有防爆阀110和极柱120。

示例性的，防爆阀110固定在顶盖上，在电芯发生热失控时，防爆阀110可以定向泄压、可控泄压，热量及喷发物通过防爆阀110排向电芯外，降低电芯内部压力，避免电芯内部高压导致爆炸的情况出现。

一实施例中，电芯设置有一个顶盖100，正极极柱120和负极极柱120均设置在顶盖100上，换言之，电芯壳体上设置有一个开口，顶盖100封闭开口，顶盖100上的正极极柱120和负极极柱120分别电连接电极组件300的正极片和负极片，防爆阀110设置在顶盖100上，防爆阀110可以设置在顶盖100的任意位置，如防爆阀110设置在顶盖100的端部、中心部等，优选的防爆阀110设置在顶盖100的中心区域，便于在电芯热失控时及时泄压。另一实施例中，电芯壳体两端均设置有开口，顶盖100共有两个以封闭两个开口，防爆阀110设置在正极端的顶盖100上，在其他实施例中，防爆阀110可以设置在负极端的顶盖100上，也可以在正极端和负极端的顶盖100上均设置防爆阀110，防爆阀110可以设置在顶盖100的任意区域，如顶盖100的端部、中心区域等，防爆阀110满足电芯的泄压需要。

极柱120固定在顶盖100上，本申请中对极柱120与顶盖100的连接方式不做限定，根据实际需要采用现有的固定方式，如极柱120与顶盖100上的贯穿孔过盈配合、极柱120与顶盖100铆接等，优选的，极柱120通过铆接的方式与顶盖100相对固定。

请参阅图2，绝缘件200安装在顶盖100上。示例性的，绝缘件200上设置有安装孔231，安装孔231贯穿绝缘件200高度方向，极柱120贯穿安装孔231后与顶盖100相对固定。通过极柱120与顶盖100配合实现绝缘件200与顶盖100的相对固定，既可以满足极柱120一端连接电极组件300、另一端暴露在电芯外的使用要求，又方便绝缘件200与顶盖100相对固定。

请参阅图4，一实施例中，顶盖100的底面设置有两个不重叠的绝缘件200。现有的绝缘件200通常为较大的一体式，重量较大，绝缘件200中部非固定区域容易翘曲，通过将一个大的绝缘件200改变为两个相对独立的绝缘件200，可以有效降低绝缘件200的质量，最大程度减小绝缘件200翘曲量，保证绝缘件200与光铝片的贴合程度。同时可以最大程度的减少绝缘件200起翘部分与隔膜的干涉面积，提高叠片体与引脚焊接定位时的装配效率。同时两个绝缘件200的体积更小，提升电芯内部产气空间，保证电芯安全性能。

请参阅图4，示例性的，防爆阀110设置于顶盖100的中心区域，两个绝缘件200对称设置在防爆阀110的两侧，且将防爆阀110露出，优选防爆阀110完全露出。两个绝缘件200在顶盖的中间区域完全断开，使得防爆阀110完全露出，有利于电芯在热失控过程中，物质可以不受遮挡的从防爆阀110区域喷出，保障电芯的使用安全。

一实施例中，绝缘件200包括固定部230和延伸部250，固定部230与顶盖100相固定，避让结构210设置于延伸部250远离固定部230的端部两侧，并向固定部230延伸。示例性的，固定部230上设置安装孔231，极柱120贯穿安装孔231后与顶盖相对固定，实现固定部230与顶盖100的相对固定。延伸部250未与顶盖100进行固定，延伸部250远离固定部230的端部更容易起翘，则避让结构210设置于延伸部250远离固定部230端部的两侧，并向固定部230方向延伸。

请参阅图3，示例性的，避让结构210自延伸部250向固定部230方向高度渐缩。延伸部250远离固定部230的一端容易翘起，因绝缘件200自身具有一定刚性，自延伸部250向固定部230方向，翘起量逐渐变小，换言之，自延伸部250向固定部230方向，绝缘件200与顶盖100距离变小。避让结构210自延伸部250向固定部230方向高度渐缩，相较于避让结构210高度一定，可以有效的增加绝缘件200侧面的面积，增加绝缘件200与mylar热熔区域，便于选择热熔点。

请参阅图5，示例性的，避让结构210远离固定部230端的高度与绝缘件200高度的比例为0.1～1，避让结构210端部高度与绝缘件200高度的比例可以为0.1～1之间的任一数值，如0.1、0.2、0.5、0.8、1.0等。示例性的，绝缘件200高度为20mm时，避让结构210远离固定部230端的高度范围为2mm～20mm，避让结构210的最小高度为2mm，可以保证在翘起最严重的情况下，绝缘件200与隔膜留有一定间隙，避免因绝缘件200翘曲导致隔膜干涉，为了防止其他意外情形的出现，避让结构210远离固定部230端可以选择更大的高度，直至避让结构210端部高度与绝缘件200高度相同。

避让结构210可以为任意满足避让要求的形状，如坡面结构、弧形面结构等单一面结构，也可以是坡面与坡面结合结构、弧形面与弧形面结合结构、坡面与弧形面结合结构等两面或多面结合结构，还可以是不规则结构等。

请参阅图3，示例性的，避让结构210为坡面结构，坡面结构便于注塑模具的设计生产，降低生产成本。同时坡面结构在满足避让需求的前提下，其具有一定的角度，在装配过程中，可以起到导向的作用，便于装配安装。一实施例中，坡面结构的坡角为5°～(90-arctanα)°，α为绝缘件200高度与二分之一电芯厚度的比值，当坡线重合时，坡面角度为(90-arctanα)°，拔模通常为5度，因为坡面坡角大于等于5度。优选的，坡面结构的坡角为5°～85°，坡角可以为5°～85°之间的任意数值，如5°、10°、50°、70°、85°等。

示例性的，避让结构210为弧形面结构，弧形面结构在保证避让隔膜的前提下，更便于提供导向功能。

请参阅图3～图4，示例性的，一绝缘件200上还设置有注液孔240，通过注液孔240向电芯内注入电解液，便于对电芯进行浸润。

示例性的，绝缘件200最大面积的面上设置有若干通孔220，设置通孔220既可以降低绝缘件200自身的质量，减少绝缘件200翘曲，又便于对电芯进行电解液浸润，使得电芯浸润均匀，保证电芯的能量密度。

示例性的，绝缘件200的延伸部250上设置有若干通孔220，延伸部250为翘曲端，延伸部250上设置通孔220可以有效的降低延伸部250的翘曲量。且延伸部250靠近顶盖100的中心区域，便于电解液浸润电芯。

示例性的，绝缘件200侧壁设置有通孔220，通过注液孔240向电芯内注入电解液时，电解液通过通孔220向电极组件300方向浸透，通过在绝缘件200侧壁设置通孔220，可以提高对电极组件300进行电解液浸润的效率，也可以便于从不同方向对电极组件300进行电解液浸润，通孔220的设置还可以降低绝缘件200的质量，降低绝缘件200翘曲量。

请参阅图3、图5，一实施例中，绝缘件200远离顶盖100边缘的一端也设有通孔220，换言之，延伸部250远离固定部230的端面设置有通孔220，延伸部250远离固定部230的端部翘曲量最大，在受到绝缘件200自身重力时，延伸部250端部带来的绕固定部230的扭矩最大，即延伸部250远离固定部230端部的重量对绝缘件200的翘曲量影响最大，通过在此处设置通孔220，可以更有效的降低绝缘件200的翘曲量，在绝缘件200的边缘设置通孔220，也可以便于从不同位置对电芯进行浸润。

绝缘件200自身的质量越大，则越容易翘曲变形。示例性的，绝缘件200延伸部250的顶面设置有凹槽，凹槽内设置有加强筋260。延伸部250顶面设置凹槽250，可以在保证绝缘效果的前提下，减小绝缘件200的质量，凹槽内设置加强筋260，可以保证绝缘件200的强度，保证绝缘件200的使用效果。当延伸部250的顶面设置凹槽时，注液孔240优选设置在凹槽处，凹槽的侧面设置通孔220，可以更便于凹槽内的电解液向电极组件300浸润。进一步的，固定部230的底面设置有凹槽，凹槽内设置有加强筋260。延伸部250与固定部230的凹槽分别设置在绝缘件200的顶面、底面，可以保证绝缘件200自身的强度。

请参阅图6，本申请还提供一种电芯，电芯包括壳体、电极组件和上述任一项的电芯盖板组件，壳体为一侧或两侧开口的空心结构，电芯盖板组件盖合于壳体的开口处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件300和电解液的容纳腔。

壳体为空心结构，其内部形成用于容纳电极组件300的空间。壳体可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。壳体的形状可根据电极组件300的具体形状来确定。比如，若电极组件300为圆柱体结构，则可选用为圆柱体壳体；若电极组件300为长方体结构，则可选用长方体壳体。

壳体可以带正电、可以带负电、也可以不带电。当壳体需要带电时，壳体可以直接与电极组件300的极耳连接，也可以通过其它导电构件与极耳电连接。

电极组件300包括正极极片、负极极片和隔离件。电芯主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面；正极集流体包括正极集流部和连接于正极集流部的正极极耳，正极集流部涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面；负极集流体包括负极集流部和连接于负极集流部的负极极耳，负极集流部涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。

可选地，正极极片、负极极片和隔离件均为带状结构，正极极片、负极极片和隔离件卷绕为一体并形成卷绕结构。卷绕结构可以为圆柱状结构、扁平状结构或其它形状的结构。

从电极组件300的外形看，电极组件300包括主体部和两个极耳，两个极耳凸出于主体部。两个极耳中的一者为正极性的极耳，另一者为负极性的极耳。两个极耳可以从主体部的同一侧伸出，也可以分别从相反的两侧延伸出。示例性地，两个极耳分别设于主体部的两侧，换言之，两个极耳分别设于电极组件10的两端。

电芯盖板组件包括顶盖100和绝缘件200，绝缘件200安装在顶盖100的底面，绝缘件200远离顶盖的底面与侧壁边棱处设置有避让结构210，在绝缘件200一端下垂时，避让结构210使得绝缘件200避让电极组件300上的隔膜，从而防止隔膜与绝缘件200发生干涉，避免隔膜翻边露出。

本申请的电芯盖板及电芯适用于电池包及用电装置，用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。

本实用新型电芯盖板组件及电芯，具有在绝缘件200一端下垂时，避让结构210使得绝缘件200避让电极组件300上的隔膜，从而防止隔膜与绝缘件200发生干涉，避免隔膜翻边露出影响装配效率的有益效果。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电芯盖板组件，其特征在于，包括：

顶盖；

绝缘件，所述绝缘件安装于所述顶盖上，以绝缘隔绝所述顶盖与电极组件；

其中，所述绝缘件远离所述顶盖的底面与侧壁边棱处设有避让所述电极组件隔膜的避让结构。

2.根据权利要求1所述的电芯盖板组件，其特征在于，所述顶盖底面设置有两个不重叠的所述绝缘件。

3.根据权利要求2所述的电芯盖板组件，其特征在于，两个所述绝缘件对称设置于所述顶盖的防爆阀两侧，且将所述防爆阀露出。

4.根据权利要求1所述的电芯盖板组件，其特征在于，所述绝缘件包括固定部和延伸部，所述固定部与所述顶盖相固定，所述避让结构设置于所述延伸部远离所述固定部的端部两侧，并向所述固定部延伸。

5.根据权利要求4所述的电芯盖板组件，其特征在于，所述避让结构自所述延伸部向所述固定部方向高度渐缩。

6.根据权利要求4所述的电芯盖板组件，其特征在于，所述避让结构远离所述固定部端的高度与所述绝缘件高度的比例为0.1～1。

7.根据权利要求1所述的电芯盖板组件，其特征在于，所述避让结构为坡面结构和/或弧形面结构。

8.根据权利要求7所述的电芯盖板组件，其特征在于，所述坡面结构的坡角为5°～85°。

9.根据权利要求1所述的电芯盖板组件，其特征在于，所述绝缘件侧壁设置有通孔。

10.一种电芯，包括壳体和电极组件，其特征在于，还包括权利要求1～9任一项所述的电芯盖板组件，所述壳体设有开口，所述电芯盖板组件封闭所述开口，以将所述电极组件封闭于所述壳体内。