CN219959200U - 一种盖板组件及动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种盖板组件，包括极柱，所述极柱包括基座、柱体以及环形限位槽；金属盖板，金属盖板上设置有第一安装孔；下塑胶件，固定于金属盖板的底部，下塑胶件上设置有第二安装孔；和压环，固定于所述极柱的柱体上，且所述压环的顶面与所述极柱的水平面齐平。本实用新型所提供的盖板组件的极柱上设置有环形限位槽，为压环与柱体的焊接的焊缝预留足够的竖直空间，以确保极柱的顶面始终处于盖板组件的最高处，以减少压环与极柱焊接时对阻抗的影响；同时盖板组件的下塑胶件底面设置有可供极柱的基座嵌入的防扭转槽，保证极柱的底面可以完整的与电芯的极耳或者动力电池的转接件接触，进而提高极柱与其他部件电连接时的导电性能。

Description

一种盖板组件及动力电池

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其是涉及一种盖板组件及动力电池。

背景技术

动力电池的结构一般包括金属壳体、设置于金属壳体内的电芯以及设置于金属壳体顶部的盖板组件。盖板组件包括金属盖板、下塑胶件、以及极柱结构、注液孔结构以及防爆阀结构等等。其中，极柱结构为盖板组件中的重要部件，用于实现电能的传导。在动力电池单独使用时，极柱的顶部直接与用电设备电连接，在动力电池组合使用时，极柱的顶部与电池模组的汇流排电连接，而无论是单独使用还是组合时候时，极柱的底部均需要直接或间接的与动力电池内部的电芯电连接。因此，极柱的稳定性将会直接影响动力电池的电性能、安全性以及使用寿命。

而现有的动力电池由于极柱与盖板组件之间相互装配结构设计不合理，导致极柱在装配后，盖板组件的部分焊缝高度高于极柱的顶面，导致极柱与外部结构电连接的不稳定。同时，极柱的底部会受到装配尺寸配合的影响，而将极柱的底面嵌入盖板组件内，使得极柱与电芯的极耳电连接的不稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有动力电池中由于极柱与盖板组件之间相互装配结构设计不合理，导致极柱的顶面低于盖板组件上的焊缝，极柱的底面嵌入盖板组件内，使得极柱与其他部件之间电连接不稳定的缺点，提供一种盖板组件及动力电池。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种盖板组件，包括极柱，所述极柱包括基座、设置于所述基座顶部的柱体以及设置于所述柱体的顶面和外环面交汇处的环形限位槽，所述环形限位槽在所述柱体上形成相互垂直设置的内环面和水平面；金属盖板，所述金属盖板上设置有可供所述极柱的柱体穿设的第一安装孔；下塑胶件，固定于所述金属盖板的底部，所述下塑胶件上设置有与所述第一安装孔贯穿的第二安装孔，所述下塑胶件的底面设置有与所述第二安装孔同轴设置的第一限位凸起，于所述第一限位凸起内设置有可供所述极柱的基座嵌入的防扭转槽，所述基座的高度大于所述防扭转槽的深度；和压环，固定于所述极柱的柱体上，且所述压环的顶面与所述极柱的水平面齐平。

在其中一个实施例中，所述环形限位槽的水平面与所述柱体的顶面之间的距离为0.5mm-1mm，所述环形限位槽的内环面与所述柱体的外环面之间的距离为0.5mm-2mm。

在其中一个实施例中，所述下塑胶件的顶面设置有与所述第二安装孔同轴设置的第二限位凸起，所述金属盖板的底面设置有可供所述第二限位凸起嵌入的安装槽。

在其中一个实施例中，所述下塑胶件的防扭转槽、所述第二限位凸起、所述金属盖板的安装槽与所述极柱的基座均为外形轮廓一致的多边形结构。

在其中一个实施例中，还包括上塑胶环，所述上塑胶环套设于所述极柱的柱体上，并位于所述金属盖板和所述压环之间。

在其中一个实施例中，所述上塑胶环的顶面设置有外限位环，所述压环的内环壁与所述极柱的柱体通过激光焊接固定，所述压环的外环壁与所述上塑胶环的外限位环相互抵接。

在其中一个实施例中，所述上塑胶环的底面设置有内限位环，所述上塑胶环的内限位环套设于所述极柱的柱体上并伸入所述金属盖板的第一安装孔内。

在其中一个实施例中，所述上塑胶环的底面还设置有若干个沿圆周均匀分布的第一定位柱，所述金属盖板的顶面设置有若干个环绕所述第一安装孔设置的第一定位槽，所述金属盖板的第一定位槽与所述上塑胶环的第一定位柱一一对应设置。

在其中一个实施例中，所述上塑胶环的顶面还设置有若干个沿圆周均匀分布的第二定位柱，所述压环的底面设置有若干个第二定位槽，所述压环的第二定位槽与所述上塑胶环的第二定位柱一一对应设置。

本实用新型还提供了一种动力电池，包括金属壳体及设置于所述金属壳体顶部的上述的盖板组件。

本实用新型所提供的一种盖板组件及动力电池的有益效果在于：盖板组件的极柱上设置有环形限位槽，在装配时将压环套设于极柱的柱体上，并且将压环的顶面与极柱的水平面齐平，从而使得极柱的柱体的顶面可以始终高于压环的顶面，为压环与柱体的焊接的焊缝预留足够的竖直空间，以确保极柱的顶面始终处于盖板组件的最高处，以减少压环与极柱焊接时对阻抗的影响；同时盖板组件的下塑胶件底面设置有可供极柱的基座嵌入的防扭转槽，该防扭转槽不仅可以限定极柱与下塑胶件之间在竖直方向的相对位移，还能够限定极柱与下塑胶件之间的相对转动，并且极柱的基座的高度大于防扭转槽的深度使得极柱的底面可以完全向下凸出于下塑胶件的第一限位凸起，从而保证极柱的底面可以完整的与电芯的极耳或者动力电池的转接件接触，进而提高极柱与其他部件电连接时的导电性能。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种盖板组件的立体结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种盖板组件的全剖视图；

图3是本实用新型提高的一种盖板组件第一视角的爆炸图；

图4是本实用新型提高的一种盖板组件第二视角的爆炸图；

图5是本实用新型提供的一种动力电池的立体结构示意图。

附图标记说明：

100-盖板组件、200-动力电池、201-金属壳体；

10-极柱、11-基座、111-基座的底面、12-柱体、121-柱体的顶面、122-柱体的外环面、13-环形限位槽、131-内环面、132-水平面；

20-金属盖板、21-第一安装孔、22-安装槽、23-第一定位槽；

30-下塑胶件、31-第二安装孔、32-第一限位凸起、33-防扭转槽、34-第二限位凸起；

40-压环、41-压环的顶面、42-压环的内环壁、43-压环的外环壁、44-第二定位槽；

50-上塑胶环、51-外限位环、52-内限位环、53-第一定位柱、54-第二定位柱；

L1-环形限位槽的水平面与柱体的顶面之间的距离；

L2-环形限位槽的内环面与柱体的外环面之间的距离；

H1-极柱的基板的厚度；H2-下塑胶件的防扭转槽的深度。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1-图4，为本实用新型所提供的一种盖板组件100。该盖板组件100设置于动力电池200的金属壳体201顶部，盖板组件100与金属壳体201焊接固定。该盖板组件100适用于目前市面上大部分的方形铝壳电池中使用，能够为电池提供较好的密封性能的同时，提高更好的导电性能和使用时的稳定性，以提升电池的使用体验感和使用寿命。

如图3和图4所示，为本实用新型所提供的盖板组件100中极柱10安装处的两个不同视角的爆炸图。本实用新型所提供的盖板组件100包括极柱10、金属盖板20、下塑胶件30、压环40、上塑胶环50以及密封圈60。该盖板组件100中极柱10的数量由动力电池200的结构决定，动力电池200中可以设置两组盖板组件100，每组盖板组件100中设置一个极柱10，也可以设置一组盖板组件100，该组盖板组件100上设置有两个极柱10。在本实施例中，如图5所示，该动力电池200的顶部设置盖板组件100。如图1所示，本实用新型所提供的盖板组件100中同时设置有两个极柱10，两个极柱10的安装结构沿着盖板组件100的中轴线对称设置。盖板组件100中的金属盖板20和压环40选择与动力电池200中的金属壳体201相同材质的材料加工而成，一般采用铝材加工，使得金属盖板20和金属壳体201之间可以直接通过激光焊接固定，压环40也可以通过激光焊接固定于极柱10上。而金属盖板20底部的下塑胶件30和顶部的上塑胶环50采用相同材质加工而成，主要目的就是为了绝缘。而密封圈60套设于极柱10上，并位于极柱10与金属盖板20之间，保证极柱10与金属盖板20之间的气密性。

进一步地，如图1和图3所示，本实用新型所提供的盖板组件100中的极柱10包括基座11、设置于基座11顶部的柱体12以及设置于柱体12的顶面121和外环面122交汇处的环形限位槽13。本实用新型所提供的盖板组件100中的极柱10可以采用铝材通过冷镫工艺加工而成，也可以采用铜铝复合板加工而成。铝材加工的极柱10可以作为正极极柱使用，铜铝复合材加工的极柱10可以作为负极极柱使用，在同一个盖板组件100中可以同时采用两种不同材质的极柱10。采用不同材质加工的极柱10其外形结构完全相同，均具有基座11和柱体12两个部分，并且在柱体12的顶部设置环形限位槽13，该环形限位槽13设置于极柱10的顶部，位于柱体12的顶面121和外环面122的交汇处，从而使得环形限位槽13在柱体12上形成相互垂直设置的内环面131和水平面132。该环形限位槽13的内环面131与柱体12的外环面122在竖直方向上相互平行，环形限位槽13的水平面132与柱体12的顶面121相互平行。通过设置于极柱10的环形限位槽13来控制装配时盖板组件100中的压环40的装配位置，从而确保极柱10的顶面，即柱体12的顶面121处于整个盖板组件100的最高位。在极柱10的顶部设置环形限位槽13还可以压环40与极柱10减少焊接时对阻抗的影响。

具体地，如图3和图4所示，本实用新型所提供的盖板组件100还包括金属盖板20，该金属盖板20与动力电池200的金属壳体201固定连接，呈矩形片状结构。如图3所示，该金属盖板20上设置有可供极柱10的柱体12穿设的第一安装孔21。在本实施例中，同一个盖板组件100上设置有两个极柱结构，因此，在金属盖板20上同时设置有两个第一安装孔21，使得两个极柱10可以分别安装于与其对应设置的第一安装孔21内。该第一安装孔21的孔径大于极柱10的柱体12的外径，极柱10在安装时可以轻松地穿过该第一安装孔21。

进一步地，如图3和图4所示，本实用新型所提供的盖板组件100还包括固定于金属盖板20的底部的下塑胶件30。该下塑胶件30固定于金属盖板20的底部，并位于金属盖板20与动力电电池200内的电芯之间，起到绝缘的作用。该下塑胶件30上设置有与第一安装孔21贯穿的第二安装孔31。在本实施例中，盖板组件100中设置有两个极柱，对应的，下塑胶件30上设置有两个第二安装孔31，每个第二安装孔31的孔位与其金属盖板20上的第一安装孔21的孔位同轴设置，在下塑胶件30固定于金属盖板20上时，金属盖板20的第一安装孔21和下塑胶件30的第二安装孔31上下贯穿，形成可供极柱10的柱体12穿过的通道。

具体地，如图3所示，该下塑胶件30的底面设置有与第二安装孔31同轴设置的第一限位凸起32，于第一限位凸起32内设置有可供极柱10的基座11嵌入的防扭转槽33。该下塑胶件30的底面上设置有第一限位凸起32，该第一限位凸起32位于第二安装孔31处，并与第二安装孔31在竖直方向上同轴设置。并且第一限位凸起32处设置防扭转槽33，利用该防扭转槽33限制极柱10与下塑胶件30之间的相对转动，同时也通过该防扭转槽33限制极柱10在盖板组件100中竖直方向相对移动。本实用新型所提供的盖板组件100中，通过下塑胶件30实现对于极柱10的相对位置的限定。

具体地，如图2所示，为本实用新型所提供的盖板组件100在极柱安装处的剖视图。本实用新型所提供的极柱10的基座11的高度H1大于防扭转槽33的深度H2，在极柱10的基座11固定于下塑胶件30的防扭转槽33内时，基座11的底面111从下塑胶件30的第一限位凸起32中向下凸出，及基座11的底面111比第一限位凸起32更低。从而确保极柱10的底面，即基座11的底面111可以完全露出，为极柱10底部与动力电池200的电芯极耳或动力电池200的连接面的焊接预留空间，从而确保极柱10的底部与其他部件电连接时的稳定性。实用新型所提供的盖板组件100还包括压环40，该压环40位于金属盖板20的上方，固定于极柱10的柱体12上。如图2所示，在装配时，该压环40的顶面41与极柱10的环形限位槽13的水平面132齐平。通过该压环40将上塑胶环50固定于金属盖板20的上方。

如图2所示，本实用新型所提供的盖板组件100在装配时，压环40套设于极柱10的柱体12上，并且将环形限位槽13所形成的水平面132与压环40的顶面41齐平，在压环40与极柱10焊接时，焊缝填充于柱体12的外环面122和压环40的外环壁43之间，并同时覆盖环形限位槽13的水平面132和压环40的顶面41。该环形限位槽13的高度，即环形限位槽13的水平面132与柱体12的顶面121之间的距离L1必须大于压环40与极柱10焊接时所形成的焊缝高度，从而确保极柱10的柱体12的顶面121处于整个盖板组件100的最高位。因此，为了该环形限位槽13的水平面132与柱体12的顶面121之间的距离L1为0.5mm-1mm。当该距离L1小于0.5mm时，焊缝的最高处可能会超过极柱12的顶面121，从而影响极柱10与其他部件电连接的导电效果。而当该距离L1大于1mm时，该压环40的顶面与极柱10的顶面121的之间距离过大，压环40与极柱10之间所产生的间隙影响美观和盖板组件100的使用效果。同时，该极柱10顶部的环形限位槽13的内环面131与柱体12的外环面122之间的距离L2为0.5mm-2mm。环形限位槽13的水平面132一部分区域需要覆盖焊缝，因此若该距离L2小于0.5mm，焊缝会溢出并高于极柱10的顶面121，若该距离L2大于2mm，该柱体12与焊缝之间的间隙也会影响美观。

进一步地，如图3所示，本实用新型所提供的盖板组件100中的下塑胶件30的顶面设置有与第二安装孔31同轴设置的第二限位凸起34，该第二限位凸起34位于下塑胶件30的第二安装孔31处，与第二安装孔31同轴设置。第二限位凸起34用于下塑胶件30与金属盖板20之间的相对定位以及防扭转。如图4所示，在金属盖板20的底面设置有可供第二限位凸起34嵌入的安装槽22。装配时，该下塑胶件30的第二限位凸起34嵌入金属盖板20的安装槽22内，安装槽22和第二限位凸起34之间的结构特性相互制约，从而防止金属盖板20与下塑胶件30之间的相对移动。如图3和图4所示，本实用新型所提供的盖板组件100中，该下塑胶件30的防扭转槽33、第二限位凸起34、金属盖板20的安装槽22与极柱10的基座11均为外形轮廓一致的多边形结构。在本实施例中，该多边形结构为八边形结构，利用多边形结构相互嵌合后无法旋转的特性，来限制极柱10与下塑胶件30，下塑胶件30与金属盖板20之间在水平方向上相对扭转。

进一步地，如图3和图4所示，本实用新型所提供的盖板组件100还包括上塑胶环50，该上塑胶环50设置于金属盖板20和压环40之间，起到绝缘的作用。在装配时，上塑胶环50套设于极柱10的柱体12上，并位于金属盖板20和压环40之间，起到绝缘的作用。

如图3所示，该上塑胶环50的顶面设置有外限位环51，装配时，如图2所示，压环40的内环壁42与极柱10的柱体12通过激光焊接固定，压环40的外环壁43与上塑胶环50的外限位环51相互抵接，该上塑胶环50是外限位环51将压环40完全包覆其中。上塑胶环50的底面设置有内限位环52，上塑胶环50的内限位环52套设于极柱10的柱体12上并伸入金属盖板20的第一安装孔21内，将金属盖板20和极柱10之间间隔，也起到绝缘的作用。

如图3和图4所示，位于金属盖板20上方的上塑胶环50的底面还设置有若干个沿圆周均匀分布的第一定位柱53，金属盖板20的顶面设置有若干个环绕第一安装孔21设置的第一定位槽23，金属盖板20的第一定位槽23与上塑胶环50的第一定位柱53一一对应设置。在装配时，如图2所示，该上塑胶环50底面上的第一定位柱53嵌入金属盖板20的第一定位槽23内，如此实现上塑胶环50与金属盖板20在水平方向上相对限位。同时，该上塑胶环50的顶面还设置有若干个沿圆周均匀分布的第二定位柱54，压环40的底面设置有若干个第二定位槽44，压环40的第二定位槽44与上塑胶环50的第二定位柱54一一对应设置。在装配时，如图2所示，该上塑胶环50的顶面上的第二定位柱54嵌入压环40的第二定位槽44内，实现上塑胶环50与压环40之间在水平方形上的相对限位。

如图5所示，本实用新型还提供了一种动力电池200，包括金属壳体201及设置于金属壳体201顶部的上述的盖板组件100。该金属壳体201与盖板组件100中的金属盖板20通过激光焊接固定连接为一体，该盖板组件100中的极柱10的底部设置于金属壳体201内部，与位于金属壳体201内部的电芯的极耳焊接固定，实现极柱10与电芯之间的电连接。该盖板组件100的极柱10的顶端伸出金属盖板20的顶部，并处于盖板组件100的最高位。

本实用新型所提供的一种盖板组件100及动力电池200相较于现有技术具有以下有益效果：

1、盖板组件100的极柱10上设置有环形限位槽13，在装配时将压环40套设于极柱10的柱体12上，并且将压环40的顶面与极柱10的水平面132齐平，从而使得极柱10的柱体12的顶面可以始终高于压环40的顶面，为压环40与柱体12的焊接的焊缝预留足够的竖直空间，以确保极柱10的顶面始终处于盖板组件100的最高处，以减少压环40与极柱10焊接时对阻抗的影响。

2、盖板组件100的下塑胶件30底面设置有可供极柱10的基座11嵌入的防扭转槽33，该防扭转槽33不仅可以限定极柱10与下塑胶件30之间在竖直方向的相对位移，还能够限定极柱10与下塑胶件30之间的相对转动，并且极柱10的基座11的高度大于防扭转槽33的深度使得极柱10的底面可以完全向下凸出于下塑胶件30的第一限位凸起32，从而保证极柱10的底面可以完整的与电芯的极耳或者动力电池200的转接件接触，进而提高极柱10与其他部件电连接时的导电性能。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盖板组件，其特征在于，包括

极柱，所述极柱包括基座、设置于所述基座顶部的柱体以及设置于所述柱体的顶面和外环面交汇处的环形限位槽，所述环形限位槽在所述柱体上形成相互垂直设置的内环面和水平面；

金属盖板，所述金属盖板上设置有可供所述极柱的柱体穿设的第一安装孔；

下塑胶件，固定于所述金属盖板的底部，所述下塑胶件上设置有与所述第一安装孔贯穿的第二安装孔，所述下塑胶件的底面设置有与所述第二安装孔同轴设置的第一限位凸起，于所述第一限位凸起内设置有可供所述极柱的基座嵌入的防扭转槽，所述基座的高度大于所述防扭转槽的深度；

和压环，固定于所述极柱的柱体上，且所述压环的顶面与所述极柱的水平面齐平。

2.如权利要求1所述的一种盖板组件，其特征在于，所述环形限位槽的水平面与所述柱体的顶面之间的距离为0.5mm-1mm，所述环形限位槽的内环面与所述柱体的外环面之间的距离为0.5mm-2mm。

3.如权利要求1所述的一种盖板组件，其特征在于，所述下塑胶件的顶面设置有与所述第二安装孔同轴设置的第二限位凸起，所述金属盖板的底面设置有可供所述第二限位凸起嵌入的安装槽。

4.如权利要求3所述的一种盖板组件，其特征在于，所述下塑胶件的防扭转槽、所述第二限位凸起、所述金属盖板的安装槽与所述极柱的基座均为外形轮廓一致的多边形结构。

5.如权利要求1所述的一种盖板组件，其特征在于，还包括上塑胶环，所述上塑胶环套设于所述极柱的柱体上，并位于所述金属盖板和所述压环之间。

6.如权利要求5所述的一种盖板组件，其特征在于，所述上塑胶环的顶面设置有外限位环，所述压环的内环壁与所述极柱的柱体通过激光焊接固定，所述压环的外环壁与所述上塑胶环的外限位环相互抵接。

7.如权利要求5所述的一种盖板组件，其特征在于，所述上塑胶环的底面设置有内限位环，所述上塑胶环的内限位环套设于所述极柱的柱体上并伸入所述金属盖板的第一安装孔内。

8.如权利要求5所述的一种盖板组件，其特征在于，所述上塑胶环的底面还设置有若干个沿圆周均匀分布的第一定位柱，所述金属盖板的顶面设置有若干个环绕所述第一安装孔设置的第一定位槽，所述金属盖板的第一定位槽与所述上塑胶环的第一定位柱一一对应设置。

9.如权利要求5所述的一种盖板组件，其特征在于，所述上塑胶环的顶面还设置有若干个沿圆周均匀分布的第二定位柱，所述压环的底面设置有若干个第二定位槽，所述压环的第二定位槽与所述上塑胶环的第二定位柱一一对应设置。

10.一种动力电池，其特征在于，包括金属壳体及设置于所述金属壳体顶部的如权利要求1-9任一项所述的盖板组件。