CN220066047U - 顶盖组件、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种顶盖组件，包括：盖板，所述盖板上沿厚度方向设置有安装孔，所述安装孔的孔壁上设置有止转槽，所述止转槽沿厚度方向贯穿所述盖板；极柱，穿设于所述安装孔，包括主体以及设置在所述主体外侧壁上的止转凸起；所述止转凸起位于所述止转槽内且与所述止转槽之间存在间隙；第一塑胶件，设置在所述盖板的正面，所述第一塑胶件的至少部分伸至所述安装孔与所述极柱的外侧壁之间以及所述止转槽与所述止转凸起之间。当电池单体在使用时受到震动而使得极柱受到相对于盖板转动的作用力时，止转凸起与止转槽配合可以防止极柱发生转动位移。由于第一塑胶件的至少部分填充在止转槽与止转凸起之间的间隙，可以更好地防止极柱相对于盖板转动。

Description

顶盖组件、电池单体、电池及用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种顶盖组件、电池单体、电池及用电装置。

背景技术

目前，用于乘用车的电池模组一般由多个二次电池相互串联组成。每个二次电池一般包括顶盖组件，顶盖组件一般包括盖板以及绝缘设置在盖板上的极柱。在电池模组中一般采用电连接件与二次电池的极柱连接，当乘用车行驶过程中由于车身的震动容易导致二次电池有小范围的位移或错位，从而容易造成极柱相对于盖板发生转动位移，进而影响二次电池的密封性以及安全性。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术中的二次电池在使用时容易导致极柱相对于盖板发生转动位移，进而影响二次电池的密封性以及安全性的问题，提供一种改善上述缺陷的顶盖组件、电池单体、电池及用电设备。

一种顶盖组件，包括：

盖板，所述盖板上沿厚度方向设置有安装孔，所述安装孔的孔壁上设置有止转槽，所述止转槽沿厚度方向贯穿所述盖板；

极柱，穿设于所述安装孔，包括主体以及设置在所述主体外侧壁上的止转凸起；所述止转凸起位于所述止转槽内且与所述止转槽之间存在间隙；

第一塑胶件，设置在所述盖板的正面，所述第一塑胶件的至少部分伸至所述安装孔与所述极柱的外侧壁之间以及所述止转槽与所述止转凸起之间。

在其中一个实施例中，所述止转凸起与所述止转槽之间的间隙的宽度为0.1mm-0.5mm。

在其中一个实施例中，所述安装孔的孔壁上设置有多个所述止转槽，多个所述止转槽绕所述安装孔的中心线均匀设置；所述主体的外侧壁上设置有多个所述止转凸起，多个所述止转凸起一一对应地设置在多个所述止转槽内。

在其中一个实施例中，所述盖板的正面设置有定位凹槽，所述定位凹槽的槽底壁沿厚度方向设置有所述安装孔。

在其中一个实施例中，所述止转凸起远离所述主体伸入壳体内一端的表面与所述盖板背面之间的距离大于所述定位凹槽的槽底壁与所述盖板背面之间的距离。

在其中一个实施例中，所述止转凸起包括连接部和凸起部，所述连接部环绕设置在所述主体的外侧壁上，若干所述凸起部均匀设置在所述连接部的外侧壁上。

在其中一个实施例中，所述极柱还包括板体，所述板体设置在所述主体伸入壳体的一端，所述止转凸起与所述板体连接。

上述顶盖组件，当电池单体在使用时受到震动而使得极柱受到相对于盖板转动的作用力时，由于极柱的止转凸起位于盖板的止转槽内，止转凸起与止转槽配合可以防止极柱发生转动位移。由于第一塑胶件的至少部分填充在盖板的安装孔与极柱的外侧壁之间以及盖板的止转槽与极柱的止转凸起之间的间隙，从而利用第一塑胶件可以更好地防止极柱相对于盖板发生转动位移。即使第一塑胶件受力失效或破裂，第一塑胶件产生的残渣会保留在盖板的安装孔与极柱的外侧壁之间以及盖板的止转槽与极柱的止转凸起之间的间隙内，仍然可以起到防止极柱相对于盖板发生转动位移的作用。由于极柱不会相对于盖板发生转动位移，从而不会导致极柱与盖板之间出现缝隙，可以保证电池单体的密封性；同时极柱不会拉扯电芯组件的极耳，可以保证电池单体的安全性。

此外，本实用新型还提供一种电池单体、电池及用电装置。

一种电池单体，包括：

壳体，所述壳体的一侧设有开口；

电芯组件，收容于所述壳体内；

如上述优选实施例所述的顶盖组件，所述顶盖组件密封设置于所述壳体的开口。

一种电池，包括多个如上述优选实施例所述的电池单体。

一种用电装置，包括如上述优选实施例所述的电池单体或如上述优选实施例所述的电池。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本实用新型较佳实施例中电池单体的爆炸示意图；

图2为图1所示电池单体中顶盖组件的结构示意图；

图3为图2所示顶盖组件的剖视示意图；

图4为图3所示顶盖组件中局部B的放大示意图；

图5为图2所示顶盖组件的结构示意图(隐藏第一塑胶件)；

图6为图5所示顶盖组件中局部A的放大示意图；

图7为图2所示顶盖组件中极柱的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本实用新型公开了一种用电装置、电池及电池单体，上述用电装置包括上述电池或上述电池单体，并能够由上述电池或上述电池单体提供电能。其中，上述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、电动工具、储能设备、游乐设备、电梯和升降设备等等。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、电动轮船玩具或电动飞机玩具等等；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；储能设备可以是储能墙、基站储能、集装箱储能等等；游乐设备可以是旋转木马、跳楼机等等。本申请对上述用电装置不做特殊限制。

对于纯电动汽车而言，上述电池可以作为驱动电源，从而替代化石燃料提供驱动动力。

上述电池可以是电池包或电池模组。当上述电池为电池包时，电池包具体包括电池管理系统(BMS)及多个上述电池单体。多个电池单体之间可通过串联、并联或者串联与并联混合的方式电连接，并与电池管理系统进行通讯连接，以组成电池包，上述电池管理系统对各个电池单体的工作状态进行控制和监测。此外，多个电池单体也可先进行串联和/或并联，并与模组管理系统组成电池模组，再由多个电池模组通过串联、并联或者串联与并联混合的方式电连接，并与电池管理系统共同构成电池包。

其中，上述电池包或电池模组中的多个电池单体可安装于箱体、框架、支架等支撑结构上，各个电池单体之间、电池单体与电池管理系统之间可通过汇流部件进行电连接。上述电池单体可以是锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池，其外部轮廓可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状，但均不局限于此。具体在本实施例中，上述电池单体为锂离子方形电池。

请参阅图1所示，本实用新型较佳实施例中的电池单体10包括壳体300、电芯组件200及顶盖组件100。

壳体300为中空结构，其内部具有用于容纳电芯组件200、电解液以及其他部件的收容空间。壳体300的一侧设有开口(图未标)，通过壳体300的开口能够将电芯组件200装入壳体300内。由于本实施例中的电池单体10为方形电池，故壳体300的外部轮廓呈长方体形。

电芯组件200是电池单体10的核心部件，收容于壳体300内。为了适配壳体300的形状，本实施例中的电芯组件200呈长方体形。其中，电芯组件200包括裸电芯210及绝缘片220。

每个电芯组件200可以包括一个或多个裸电芯210。裸电芯210可以由正极片、负极片及在负极片与正极片之间起绝缘作用的隔膜通过卷绕或叠片的方式成型，通过卷绕成型的裸电芯210可压制成扁平状。裸电芯210具有正极耳211及负极耳212，正极耳211及负极耳212用于分别将正极片及负极片引出。其中，正极耳211及负极耳212位于裸电芯210的同一侧。具体在本实施例中，正极耳211及负极耳212均位于裸电芯210的顶部。

绝缘片220包覆于裸电芯210的外周并暴露出正极耳211及负极耳212。绝缘片220能够保护裸电芯210，并在裸电芯210与壳体300之间起到较好的绝缘作用。具体的，绝缘片220的材质可以是聚酰亚胺、聚乙烯及聚偏二氟乙烯等。

顶盖组件100密封设置于壳体300的开口，以在壳体300的内部形成相对封闭的环境，从而将电芯组件200与外部环境隔绝。顶盖组件100的形状与壳体300的开口的形状相适配，具体在本实施例中，顶盖组件100大致呈矩形。

请一并参阅图2、图3、图4、图5及图6所示，顶盖组件100包括盖板110、极柱120及第一塑胶件130。

盖板110可以由具有较高机械强度的材料，如铝、铝合金或不锈钢成型。盖板110的形状大致呈矩形。盖板110具有相对设置的背面及正面，背面指的是盖板110朝向壳体300内部的表面，即图3所示下表面；盖板110的正面则指的是图3所示上表面。盖板110上沿厚度方向设置有安装孔(图未标)，安装孔的孔壁上设置有止转槽114，止转槽114沿厚度方向贯穿盖板110。

盖板110上一般设置有沿厚度方向贯通的注液孔111，注液孔111一般为圆形孔。在顶盖组件100密封壳体300的开口后，可通过注液孔111将电解液注入壳体300内部。注液完成后，一般还将通过激光焊接的方式将密封钉(未图示)焊接于盖板110上以将注液孔111封堵。

盖板110上一般还设置有防爆阀112。当壳体300内的气体压力超过阈值时，防爆阀112便开启以对壳体300内进行泄压，从而防止电池单体10发生爆炸。显然，在其他实施例中，顶盖组件100上的防爆阀112可以省略，而将防爆阀112设置于壳体300的侧壁或底壁。

极柱120穿设于盖板110的安装孔，极柱120伸入壳体300内的一端与裸电芯210的正极耳211或负极耳212电连接。具体到本实施例中，极柱120伸入壳体300内的一端通过连接片400与裸电芯210的正极耳211或负极耳212电连接。连接片400的上表面与极柱120焊接，连接片400的下表面与裸电芯210的正极耳211或负极耳212焊接，上述焊接可以采用超声波焊接。

具体地，极柱120包括主体121以及设置在主体121外侧壁上的止转凸起122。当极柱120穿设于安装孔时，止转凸起122位于止转槽114内且与止转槽114之间存在间隙。具体到本实施例中，止转凸起122远离主体121的一端的端面与止转槽114的槽底壁不接触，两者之间存在间隙。止转凸起122的两侧壁与止转槽114相对应的两槽侧壁分别不接触，相对应的两者之间分别存在间隙。

第一塑胶件130设置在盖板110的正面，第一塑胶件130采用注塑成型的方式设置在盖板110的安装孔与极柱120的外侧壁之间以及盖板110的止转槽114与极柱120的止转凸起122之间。也就是说，第一塑胶件130的至少部分伸至盖板110的安装孔与极柱120的外侧壁之间以及盖板110的止转槽114与极柱120的止转凸起122之间以填满安装孔与极柱120以及止转槽114与止转凸起122之间的间隙。第一塑胶件130可由塑料、橡胶等绝缘材料成型，可以用于对极柱130与盖板110进行绝缘。

当电池单体10在使用时受到震动而使得极柱120受到相对于盖板110转动的作用力时，由于极柱120的止转凸起122位于盖板110的止转槽114内，止转凸起122与止转槽114配合可以防止极柱120发生转动位移。由于第一塑胶件130的至少部分填充在盖板110的安装孔与极柱120的外侧壁之间以及盖板110的止转槽114与极柱120的止转凸起122之间的间隙，从而利用第一塑胶件130可以更好地防止极柱120相对于盖板110发生转动位移。即使第一塑胶件130受力失效或破裂，第一塑胶件130产生的残渣会保留在盖板110的安装孔与极柱120的外侧壁之间以及盖板110的止转槽114与极柱120的止转凸起122之间的间隙内，仍然可以起到防止极柱120相对于盖板110发生转动位移的作用。由于极柱120不会相对于盖板110发生转动位移，从而不会导致极柱120与盖板110之间出现缝隙，可以保证电池单体10的密封性；同时极柱120不会拉扯电芯组件200的极耳，可以保证电池单体10的安全性。

具体到本实施例中，止转凸起122与止转槽114之间的间隙的宽度为0.1mm-0.5mm。当间隙的宽度小于0.1mm时，难以将液态的第一塑胶件130注入到间隙内。当间隙的宽度大于0.5mm时，止转凸起122容易从止转槽114中脱离。

具体到本实施例中，安装孔的孔壁上设置有多个止转槽114，多个止转槽114绕安装孔的中心线均匀设置。对应地，主体121的外侧壁上设置有多个止转凸起122，止转凸起122的数量与止转槽114的数量相等。当极柱120穿设于安装孔时，多个止转凸起122一一对应地设置在多个止转槽114内。如此，第一塑胶件130填充至止转槽114与止转凸起122之间的部分增多，可以提高对极柱120的止转效果。具体地，止转槽114和止转凸起122的数量可以均为4个。当然，止转槽114和止转凸起122的数量也可以是2个、3个等，在此不做限定。

请参阅图4及图6所示，盖板110的正面设置有定位凹槽113，定位凹槽113的槽底壁沿厚度方向设置有安装孔。如此，第一塑胶件130的至少部分伸至定位凹槽113内，从而可以对第一塑胶件130进行定位。

进一步地，止转凸起122远离主体121伸入壳体300内一端的表面与盖板110背面之间的距离大于定位凹槽113的槽底壁与盖板110背面之间的距离。止转凸起122包括相对的上表面与下表面，止转凸起122的下表面靠近主体121伸入壳体300的一端，止转凸起122的上表面远离主体121伸入壳体300的一端，止转凸起122的上表面突出于定位凹槽113的槽底壁。如此，止转凸起122位于止转槽113的部分增多，可以提高对极柱120的止转效果。

请一并参阅图7所示，止转凸起122包括连接部1222和凸起部1221，连接部1222环绕设置在主体121的外侧壁上，呈圆筒状。若干凸起部1221均匀设置在连接部1222的外侧壁上。如此，利用连接部1222可以加强止转凸起122的结构强度。

具体在本实施例中，极柱120还包括板体124，板体124设置在主体121伸入壳体300的一端，止转凸起122与板体124连接。一方面，板体124可以增大极柱120与电芯组件200的极耳的焊接面积，提高极柱120与极耳的焊接效果。另一方面，利用板体124与止转凸起122连接，可以增强止转凸起122的结构强度。

具体在本实施例中，极柱120还包括限位凸起123，限位凸起123环绕设置在主体121的外侧壁上，且位于止转凸起122远离板体124的一侧。如此，当第一塑胶件130注塑成型后可以包裹限位凸起123，第一塑胶件130不容易从极柱120上脱离。

请参阅图3及图4所示，顶盖组件100还包括第二塑胶件140，第二塑胶件140设置在盖板110的背面，能够与壳体300内的电芯组件200抵接，从而对电芯组件200起到限位作用。第二塑胶件140与盖板110的形状大致相同，均呈矩形，可由塑料、橡胶等绝缘材料成型。盖板110与第二塑胶件140之间一般通过卡接、粘接等方式进行连接。通常情况下，盖板110与第二塑胶件140通过注塑成型的方式一体成型。当极柱120穿设于盖板110的安装孔时，板体124抵接于第二塑胶件140，从而利用第二塑胶件140可以对盖板110与极柱120进行绝缘。

顶盖组件100还包括密封圈150，密封圈150套设在极柱120外，且设置在盖板110的背面与极柱120的板体124之间，用于密封极柱120与盖板110的安装孔之间的间隙。

在本实施例中，盖板110上绝缘设置有两个极柱120，两个极柱120可分布于盖板110长度方向的两端。盖板110开设有两个安装孔，两个极柱120分别安装于两个安装孔内。两个极柱120分别与正极耳211及负极耳212连接，从而分别作为电池单体10的正极端子及负极端子。

上述电池单体10及顶盖组件100，当电池单体10在使用时受到震动而使得极柱120受到相对于盖板110转动的作用力时，由于极柱120的止转凸起122位于盖板110的止转槽114内，止转凸起122与止转槽114配合可以防止极柱120发生转动位移。由于第一塑胶件130的至少部分填充在盖板110的安装孔与极柱120的外侧壁之间以及盖板110的止转槽114与极柱120的止转凸起122之间的间隙，从而利用第一塑胶件130可以更好地防止极柱120相对于盖板110发生转动位移。即使第一塑胶件130受力失效或破裂，第一塑胶件130产生的残渣会保留在盖板110的安装孔与极柱120的外侧壁之间以及盖板110的止转槽114与极柱120的止转凸起122之间的间隙内，仍然可以起到防止极柱120相对于盖板110发生转动位移的作用。由于极柱120不会相对于盖板110发生转动位移，从而不会导致极柱120与盖板110之间出现缝隙，可以保证电池单体10的密封性；同时极柱120不会拉扯电芯组件200的极耳，可以保证电池单体10的安全性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种顶盖组件，其特征在于，包括：

盖板，所述盖板上沿厚度方向设置有安装孔，所述安装孔的孔壁上设置有止转槽，所述止转槽沿厚度方向贯穿所述盖板；

极柱，穿设于所述安装孔，包括主体以及设置在所述主体外侧壁上的止转凸起；所述止转凸起位于所述止转槽内且与所述止转槽之间存在间隙；

第一塑胶件，设置在所述盖板的正面，所述第一塑胶件的至少部分伸至所述安装孔与所述极柱的外侧壁之间以及所述止转槽与所述止转凸起之间。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述止转凸起与所述止转槽之间的间隙的宽度为0.1mm-0.5mm。

3.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述安装孔的孔壁上设置有多个所述止转槽，多个所述止转槽绕所述安装孔的中心线均匀设置；所述主体的外侧壁上设置有多个所述止转凸起，多个所述止转凸起一一对应地设置在多个所述止转槽内。

4.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述盖板的正面设置有定位凹槽，所述定位凹槽的槽底壁沿厚度方向设置有所述安装孔。

5.根据权利要求4所述的顶盖组件，其特征在于，所述止转凸起远离所述主体伸入壳体内一端的表面与所述盖板背面之间的距离大于所述定位凹槽的槽底壁与所述盖板背面之间的距离。

6.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述止转凸起包括连接部和凸起部，所述连接部环绕设置在所述主体的外侧壁上，若干所述凸起部均匀设置在所述连接部的外侧壁上。

7.根据权利要求6所述的顶盖组件，其特征在于，所述极柱还包括板体，所述板体设置在所述主体伸入壳体的一端，所述止转凸起与所述板体连接。

8.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的一侧设有开口；

电芯组件，收容于所述壳体内；

如上述权利要求1-7任一项所述的顶盖组件，所述顶盖组件密封设置于所述壳体的开口。

9.一种电池，其特征在于，包括多个如上述权利要求8所述的电池单体。

10.一种用电装置，其特征在于，包括如上述权利要求8所述的电池单体或如上述权利要求9所述的电池。