CN219497941U - 一种顶盖组件、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种顶盖组件、电池及用电设备，该顶盖组件包括盖板和绝缘膜，盖板上沿第一方向至少依次设置两个安装部；绝缘膜与盖板的下表面相贴合，绝缘膜上具有与安装部相对应的定位部；其中，每个定位部均通过塑胶件连接在对应的安装部上。本实用新型还公开了一种包括上述顶盖组件的电池和用电设备。本实用新型通过绝缘膜替代下塑胶，大大降低了顶盖组件的厚度和重量，利于实现电池的轻量化，也节约了电池内部空间。

Description

一种顶盖组件、电池及用电设备

技术领域

本实用新型涉电池技术领域，尤其是指一种顶盖组件、电池及用电设备。

背景技术

现有的电池顶盖组件，一般包括盖板以及设置在盖板下方的下塑胶，下塑胶为是保护电池的重要绝缘件，通常采用注塑或铆接方式与盖板固定连接，以用于防止电极组件和盖板之间直接接触而发生短路现象，提高电池的安全性能。但是现有的下塑胶的厚度通常在0.6mm以上，厚度较大，无法满足电池轻量化的需求，同时也占据较大的电池内部空间，不利于电池能量密度的提升。

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下塑胶厚度较大而导致电池重量较大、占用较大电池空间的缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种顶盖组件，包括，

盖板，所述盖板上沿第一方向至少依次设置两个安装部；

绝缘膜，所述绝缘膜与所述盖板的下表面相贴合，所述绝缘膜上具有与所述安装部相对应的定位部；

其中，每个所述定位部均通过塑胶件连接在对应的安装部上。

在本实用新型的一个实施例中，所述塑胶件包括支撑主体，所述支撑主体朝向所述绝缘膜的一侧设置有定位柱，所述安装部上设置有安装孔，所述定位部上设置与所述安装孔相对应的定位孔，所述定位柱贯穿所述定位孔后插接在对应的安装孔中。

在本实用新型的一个实施例中，所述定位柱采用热熔胶柱，所述热熔胶柱和对应的所述安装孔通过热熔固定。

在本实用新型的一个实施例中，所述支撑主体的一侧至少形成有一个定位板，所述定位板上设置所述定位柱。

在本实用新型的一个实施例中，所述支撑主体的厚度H为1mm～5mm。

在本实用新型的一个实施例中，所述支撑主体沿第一方向的长度L为2mm～6mm。

在本实用新型的一个实施例中，所述支撑主体朝向所述绝缘膜的一面具有凹槽，所述凹槽的槽底上设置有多个通孔。

在本实用新型的一个实施例中，所述绝缘膜上具有至少一个极柱孔，所述极柱孔内安装有极柱，所述极柱贯穿所述盖板，所述极柱靠近所述盖板下表面的一端与所述盖板下表面之间具有间隙，所述极柱孔的孔壁延伸至所述间隙中。

本实用新型还公开了一种电池，包括壳体、电芯和上述任一项所述的顶盖组件，所述电芯容置于所述壳体内，所述顶盖组件扣合且密封所述壳体的开口。

在本实用新型的一个实施例中，所述电芯呈长方体结构，所述电芯具有顶面和底面，所述顶面和所述底面之间具有两个相对设置的第一侧面以及两个相对设置的第二侧面，所述绝缘膜至少包覆所述顶面。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一侧面的面积大于所述第二侧面的面积，所述绝缘膜至少包覆所述电芯的顶面和两个所述第一侧面。

本实用新型还公开了一种用电设备，包括上述任一项所述的电池。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的顶盖组件，通过绝缘膜替代下塑胶，大大降低了顶盖组件的厚度和重量，利于实现电池的轻量化，也节约了电池内部空间，利于延长电池的使用寿命。

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。

图1是本实用新型的一种顶盖组件的结构示意图；

图2是图1所示的顶盖组件的仰视图；

图3是图2中A-A处的剖视图；

图4是图3中B处的局部放大图；

图5是图1中盖板的结构示意图；

图6是图1中绝缘膜的结构示意图；

图7是图1中塑胶件的结构示意图；

图8是图7所示塑胶件的另一角度的结构示意图；

图9是本实用新型的另一种顶盖组件的结构示意图；

图10是图9中绝缘膜的结构示意图；

图11是电芯的结构示意图；

说明书附图标记说明：

10、顶盖组件；101、盖板；1011、安装部；1012、安装孔；102、绝缘膜；1021、定位部；1022、定位孔；1023、极柱孔；1024、排气孔；103、塑胶件；1031、支撑主体；10311、凹槽；10312、通孔；1032、定位板；1033、定位柱；104、极柱；105、密封圈；106、间隙；

20、电芯；201、顶面；202、底面；203、第一侧面；204、第二侧面。

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。

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

现有技术中电池的顶盖组件中下塑胶厚度较大而导致电池重量较大、占用较大电池空间，不利于电池能量密度的提升，为解决该问题，本实施例提供一种顶盖组件电池和用电设备。其中，电池用于为用电设备供电。

本实用新型实施例的用电设备，包括电池。用电设备可以是汽车、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。汽车可以是燃油汽车、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设备不做特殊限制。

本实用新型实施例的电池，包括壳体、电芯和顶盖组件，顶盖组件密封壳体的开口，并与壳体之间形成有容置空间，电芯设置于容置空间内。

本实用新型实施例的壳体，可以为一侧开口的空心结构，也可以是两侧开口的空心结构。壳体可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

本实用新型实施例的电芯，包括正极极片、负极极片和隔膜。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涂覆区和连接于正极涂覆区的正极极耳，正极涂覆区涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。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涂覆区和连接于负极涂覆区的负极极耳，负极涂覆区涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。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。隔膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。

本实用新型实施例的绝缘膜，可由PP、PE、PET、PVC或其它高分子聚合物材料合成，不仅用于包覆于电芯的外部，以对电芯起到防护和绝缘作用，同时也起到现有技术中下塑胶的作用。

以下将结合图1-图11，对本实施例的顶盖组件的结构作进一步描述。

实施例一

参阅图1-图3，本实施例的顶盖组件10，包括盖板101和绝缘膜102，盖板101上沿第一方向至少依次设置两个安装部1011；其中，第一方向对应于图1中的X方向。

绝缘膜102设置于盖板101的下方，且绝缘膜102与盖板101的下表面相贴合，绝缘膜102上具有与安装部1011相对应的定位部1021；每个定位部1021均通过塑胶件103连接在对应的安装部1011上。其中，塑胶件103本身具有绝缘作用，不会影响绝缘膜102的绝缘性能。

上述结构中，通过轻薄的绝缘膜102替代了现有顶盖组件10中的下塑胶，不仅可以起到下塑胶的绝缘作用，同时也大大降低了顶盖组件10的重量。

通过设置对应的安装部1011和定位部1021来实现绝缘膜102和盖板101的固定，不仅可以起到良好的固定效果，也可以提升固定效率；若采用整体粘贴或整体热熔方式实现绝缘膜102和盖板101的固定，操作不便且需耗费较大的劳动力，另外，由于绝缘膜102是比较轻薄的，整体热熔方式也易对绝缘膜102造成损伤。

优选地，如图5所示，盖板101上第一方向的两侧可以各设置一个安装部1011；为进一步提升连接稳定性，在盖板101中部也可以增设一个或多个安装部1011。

在其中一个实施方式中，如图7-图8所示，塑胶件103包括支撑主体1031，支撑主体1031朝向绝缘膜102的一侧设置有定位柱1033，安装部1011上设置有安装孔1012，定位部1021上设置与安装孔1012相对应的定位孔1022，定位柱1033贯穿定位孔1022后插接在对应的安装孔1012中，以保证连接可靠性。

其中，支撑主体1031的表面积大于定位柱1033，通过支撑主体1031的设置，有效增加了塑胶件103和绝缘膜102的接触面积，使得盖板101和塑胶件103对绝缘膜102起到更好的夹紧作用，保证绝缘膜102的定位可靠性。另外，电芯20顶部与盖板101之间通过导电部连接，二者之间是有一定空间的，而支撑本体本身具有一定的厚度的，可以确保上述空间的存在。

另外，支撑本体具有一定厚度，也可以确保电池内部结构的紧凑性，避免电池在生产/流转/运输时，电池壳体内的电芯跳动导致电池内部出现损伤等问题。

在支撑主体1031上可以设置一个或多个定位柱1033，以增加绝缘膜102和盖板101连接的强度和稳定性。

进一步地，定位柱1033采用热熔胶柱，热熔胶柱和对应的安装孔1012通过热熔固定，热熔固定方式可以更好地保证绝缘膜102和盖板101之间的连接稳定性。

进行热熔固定时，将热熔胶柱贯穿绝缘膜102的定位孔1022并插入到盖板101对应的安装孔1012中，然后对热熔胶柱进行超声热熔，那么，热熔胶柱会熔融填充在安装孔1012中，从而将绝缘膜102牢牢地固定在盖板101上。

上述安装孔1012可以采用盲孔，以更好地保证热熔胶柱的热熔填充效果。相较于采用通孔来说，盲孔也更利于保证盖板101的强度。

在其中一个实施方式中，支撑主体1031的一侧至少形成有一个定位板1032，定位板1032上设置定位柱1033。通过在支撑本体侧部设置定位板1032，一方面可以进一步增加支撑主体1031和绝缘膜102的接触面积，提升对绝缘膜102夹持牢固度，另一方面，也更利于定位柱1033的设置以及执行热熔操作。

具体的，如图8所示，支撑主体1031的一侧可以设置两个定位板1032，每个定位板1032上均设置一个定位柱1033，以增加对绝缘膜102的定位效果。定位板1032的具体布置数量可以依据实际情况进行设定，并不限于上述数量。

优选的，如图4所示，支撑主体1031的厚度H为1mm～5mm，厚度过大会占用较大的电池内部空间，不利于保证电池内部元件的布置。

如图2和图4所示，支撑主体1031沿第一方向的长度L为2mm～6mm；支撑主体1031沿第二方向的长度D小于盖板101沿第二方向的长度，其中，第二方向与第一方向相垂直，第二方向对应图2中的Y方向；优选的，支撑主体1031沿第二方向的长度D比盖板101沿第二方向的长度小2mm～10mm。上述数值范围可以有效保证支撑主体1031和绝缘膜102的接触面积，同时也不会造成材料的浪费。

在其中一个实施方式中，绝缘膜102的厚度为0.08～0.15mm，以保证绝缘膜102具有较好的绝缘效果，同时也保证其轻薄性能。

在其中一个实施方式中，如图8所示，支撑主体1031朝向绝缘膜102的一面具有凹槽10311，凹槽10311的槽底上设置有多个通孔10312。

一方面，塑胶普遍存在缩水的特性，尤其是大体积的塑胶，其缩水特性更加明显。通过在支撑主体1031上设置通孔10312，则可以改善缩水带来的凹陷变形等现象；如果支撑主体1031槽底面没有设置任何通孔10312，缩水后，这个槽底面202就会发生凹陷或凸起变形，而如果在槽底面202设置有通孔10312，则会在缩水时减小了塑胶彼此之间的互相拉扯，从而避免明显的变形现象。另一方面，通过通孔10312的设置，可以减少塑胶用量，更利于降低成本和降低结构重量。

在其中一个实施方式中，如图6所示，绝缘膜102上具有至少一个极柱孔1023，极柱孔1023内安装有极柱104，极柱104贯穿盖板101，如图4所示，极柱104靠近盖板101下表面的一端与盖板101下表面之间具有间隙106，极柱孔1023的孔壁延伸至该间隙106中，也即使得绝缘膜102伸入该间隙106中，从而将极柱104与盖板101隔离开。

盖板101上设置有穿设极柱104的贯穿孔，贯穿孔内一般设置有密封圈105；如图4所示，绝缘膜102上极柱孔1023的孔壁和密封圈105外壁之间的距离S＜0.5mm，以更好地保证极柱104与盖板101之间的隔离效果。

本实施例中的绝缘膜102可以仅仅覆盖在顶盖底面的绝缘片(参阅图1和图6)，也可以是完整的电芯绝缘膜(参阅图9和图10)，以包覆整个电芯。

在盖板101上设置有防爆阀时，绝缘膜102上也需开有与防爆阀位置相对应的排气孔1024，排气孔1024可以是筛孔，也可以是一个通孔。

实施例二

本实施例提供一种电池，该电池包括壳体、电芯20和顶盖组件10，电芯20容置于壳体内，顶盖组件10扣合且密封壳体的开口。

在其中一个实施方式中，如图11所示，电芯20呈长方体结构，电芯20具有顶面201和底面202，顶面201和底面202之间具有两个相对设置的第一侧面203以及两个相对设置的第二侧面204，第一侧面203的面积大于第二侧面204的面积；绝缘膜102至少包覆顶面201。

也即，如图1和图6所示，绝缘膜102可以仅仅只是一个绝缘片，仅仅包覆电芯20的顶面201，对电芯20的其他面不具有包覆作用；此时绝缘膜102可以采用PP(聚丙烯)或PET(涤纶树脂)材质。

如图9和图10所示，绝缘膜102也可以不仅包覆电芯20的顶面201，还可以延长至包覆电芯20的两个第一侧面203，以起到mylar膜的包覆整个电芯20的作用，从而无需再单独设置mylar膜，利于节约成本。当绝缘膜102是完整的电芯绝缘膜时，可采用PP材质，材质更加柔软，利于弯折包覆电芯。

采用本实施例中的绝缘膜102包覆整个电芯20时，由于位于电芯20顶面201的绝缘膜片是位于在塑胶件103和盖板101之间，使得顶部绝缘膜片距离电芯顶面201有一定距离并未直接与电芯顶面201接触，这与现有的mylar膜直接贴在电芯的顶面201而与顶面201直接接触的方式并不相同。

通过改变现有顶盖组件的结构，用轻薄的绝缘膜替代体积厚重的下塑胶(厚度＞0.6mm)，可以实现电池的轻量化，也节约了电池内部空间，使得电池内部可以注入更多的电解液，利于延长电池的使用寿命。

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。而由此所引申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 (12)

1.一种顶盖组件，其特征在于：包括，

盖板(101)，所述盖板(101)上沿第一方向至少依次设置两个安装部(1011)；

绝缘膜(102)，所述绝缘膜(102)与所述盖板(101)的下表面相贴合，所述绝缘膜(102)上具有与所述安装部(1011)相对应的定位部(1021)；

其中，每个所述定位部(1021)均通过塑胶件(103)连接在对应的安装部(1011)上。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于：所述塑胶件(103)包括支撑主体(1031)，所述支撑主体(1031)朝向所述绝缘膜(102)的一侧设置有定位柱(1033)，所述安装部(1011)上设置有安装孔(1012)，所述定位部(1021)上设置与所述安装孔(1012)相对应的定位孔(1022)，所述定位柱(1033)贯穿所述定位孔(1022)后插接在对应的安装孔(1012)中。

3.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于：所述定位柱(1033)采用热熔胶柱，所述热熔胶柱和对应的所述安装孔(1012)通过热熔固定。

4.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于：所述支撑主体(1031)的一侧至少形成有一个定位板(1032)，所述定位板(1032)上设置所述定位柱(1033)。

5.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于：所述支撑主体(1031)的厚度H为1mm～5mm。

6.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于：所述支撑主体(1031)沿第一方向的长度L为2mm～6mm。

7.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于：所述支撑主体(1031)朝向所述绝缘膜(102)的一面具有凹槽(10311)，所述凹槽(10311)的槽底上设置有多个通孔(10312)。

8.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于：所述绝缘膜(102)上具有至少一个极柱孔(1023)，所述极柱孔(1023)内安装有极柱(104)，所述极柱(104)贯穿所述盖板(101)，所述极柱(104)靠近所述盖板(101)下表面的一端与所述盖板(101)下表面之间具有间隙(106)，所述极柱孔(1023)的孔壁延伸至所述间隙(106)中。

9.一种电池，其特征在于：包括壳体、电芯(20)和如权利要求1-8任一项所述的顶盖组件，所述电芯(20)容置于所述壳体内，所述顶盖组件扣合且密封所述壳体的开口。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电芯(20)呈长方体结构，所述电芯(20)具有顶面(201)和底面(202)，所述顶面(201)和所述底面(202)之间具有两个相对设置的第一侧面(203)以及两个相对设置的第二侧面(204)，所述绝缘膜(102)至少包覆所述顶面(201)。

11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，所述第一侧面(203)的面积大于所述第二侧面(204)的面积，所述绝缘膜(102)至少包覆所述电芯的顶面(201)和两个所述第一侧面(203)。

12.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9-11任一项所述的电池。