CN220253345U - 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，包括顶盖片、第一绝缘件及支架。待电芯组件的极耳与顶盖组件上的极柱连接后，可将两个支撑架分别从第一绝缘件长度方向的两端卡入，直至两个支撑架的卡接结构相卡接，且两个支撑架的配合结构分别与第一绝缘件两端的卡合结构相卡合。此时，两个支撑架拼接成一体，并通过卡合结构与配合结构固定于第一绝缘件。两个悬臂能够将电芯组件的极耳收拢，而装配完成的两个支撑架则围设成闭合的空间以收容极耳。可见，支架装配后能够给极耳预留了较大的容纳空间，从而防止极耳因受到拉扯而损伤，提升电池的可靠性。此外，本实用新型还提供一种电池单体、电池及用电装置。

Description

顶盖组件、电池单体、电池及用电装置

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，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

锂电池通常包括壳体、电芯组件及顶盖组件，电芯组件收容于壳体内，顶盖组件用于将壳体的开口密封。顶盖组件设置有顶盖片、下塑胶及支架，支架能够起到限位电芯组件，并为电芯组件的极耳提供容纳空间的作用。

目前，常见的支架由左右对称的两个支撑架拼装而成。两个支撑架相对的一侧设置有能够相互配合的卡扣。装配时，先将两个支撑架扣合，再整体卡入顶盖片或下塑胶相应的卡接位置以实现固定。但是，两个支撑架相扣合后预留给极耳的容纳空间较小，故极耳在装配过程中容易因受到拉扯而损伤，从而导致电池的可靠性降低。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够提升电池的可靠性的顶盖组件。

一种顶盖组件，包括顶盖片、第一绝缘件及支架，所述第一绝缘件长度方向的两端分别形成有卡合结构，所述支架包括两个呈U形的支撑架，每个所述支撑架包括两个间隔设置的悬臂，两个所述悬臂的一端通过连接板固定连接并围设成一侧开口的U形槽，所述支撑架靠近所述U形槽的开口的一端设置有卡接结构，另一端设置有配合结构；

其中，两个所述支撑架的所述U形槽能够分别从所述第一绝缘件长度方向的两端卡入，直至两个所述支撑架的所述卡接结构相卡接，并使两个所述支撑架的所述配合结构分别与所述第一绝缘件两端的所述卡合结构相卡合。

在其中一个实施例中，所述卡合结构包括两个沿所述第一绝缘件的宽度方向间隔设置的插槽，所述配合结构包括分别固定连接于两个所述悬臂的两个插板，在两个所述支撑架的所述卡接结构相卡接时，所述插板能够沿所述第一绝缘件的长度方向插入所述插槽。

在其中一个实施例中，所述卡接结构包括分别位于两个所述悬臂的端面的凸柱及卡持孔，所述凸柱能够卡入所述卡持孔内。

在其中一个实施例中，每个所述悬臂的一侧边缘均设置有沿所述悬臂的长度方向延伸的加强筋，所述凸柱及所述卡持孔均设置于所述加强筋上。

在其中一个实施例中，每个所述支撑架还包括限位板，所述限位板位于所述悬臂背向所述顶盖片的一侧，所述限位板与所述连接板及两个所述悬臂连接。

在其中一个实施例中，每个所述支撑架还包括加强板，所述加强板设置于所述U形槽内并与两个所述悬臂及所述限位板连接。

在其中一个实施例中，所述连接板的边缘开设有操作缺口。

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，至少一侧形成有开口；

电芯组件，收容于所述壳体内；及

如上述优选实施例中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。

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。

上述顶盖组件，待电芯组件的极耳与顶盖组件上的极柱连接后，可将两个支撑架分别从第一绝缘件长度方向的两端卡入，直至两个支撑架的卡接结构相卡接，且两个支撑架的配合结构分别与第一绝缘件两端的卡合结构相卡合。此时，两个支撑架拼接成一体，并通过卡合结构与配合结构固定于第一绝缘件。两个悬臂能够将电芯组件的极耳收拢，而装配完成的两个支撑架则围设成闭合的空间以收容极耳。可见，支架装配后能够给极耳预留了较大的容纳空间，从而防止极耳因受到拉扯而损伤，提升电池的可靠性。

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结构示意图；

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所示顶盖组件翻转后的结构示意图；

图4为图3所示顶盖组件装配后的结构示意图；

图5为图2所示顶盖组件中支撑架的结构示意图；

图6为图5所示支撑架翻转后的结构示意图；

图7为图3所示顶盖组件中局部A的放大示意图。

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，本实用新型较佳实施例中的电池单体10包括顶盖组件100、电芯组件200及壳体300。

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的至少一端形成有开口(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。更具体的，壳体300的两端均形成有开口。

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200一般包括裸电芯210及绝缘片220。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(图未标)及负极耳(图未标)，正极耳及负极耳分别从正极片及负极片引出，绝缘片220包覆于裸电芯210的外周并暴露出极耳。绝缘片220能够保护裸电芯210，并在裸电芯210与壳体300的内壁之间起到较好的绝缘作用。

其中，正极耳及负极耳可以位于电芯组件200的同一端，也可以位于电芯组件200相对的两端。对于长条形的电芯组件200而言，由于端面尺寸较小，故正极耳及负极耳分布于电芯组件200相对的两端。

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，大致呈矩形。由于本实施例中的壳体300两端均形成有开口，故顶盖组件100设置有两个。显然，针对仅一端形成开口的壳体300，顶盖组件100则只需设置一个。

请一并参阅图2、图3及图4，本实用新型较佳实施例中的顶盖组件100包括顶盖片110、第一绝缘件120、支架130、极柱140及第二绝缘件150。

顶盖片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。顶盖片110具有相对设置的上表面及下表面，下表面指的是顶盖片110朝向壳体300内部的表面，上表面则指的是顶盖片110背向壳体300内部的表面。

第一绝缘件120能够在电芯组件200与顶盖片110之间起到限位及绝缘的作用。第一绝缘件120可由塑料、橡胶等绝缘材料成型，安装于顶盖片110的下表面。第一绝缘件120与顶盖片110之间可通过卡接、粘接等方式进行连接。通常情况下，第一绝缘件120一般通过注塑成型的方式与顶盖片110一体成型。

极柱140安装于顶盖片110并沿厚度方向贯穿顶盖片110及第一绝缘件120，用于与电芯组件200的极耳进行连接。极柱140可通过铆接的方式安装于顶盖片110，并通过第一绝缘件120及第二绝缘件150与顶盖片110之间实现绝缘。第二绝缘件150的材质可与第一绝缘件120相同，可与第一绝缘件120一体成型，也可分开成型再进行组装。

支架130包括两个支撑架131。请一并参阅图5及图6，每个支撑架131包括两个间隔设置的悬臂1311，两个悬臂1311的一端通过连接板1312固定连接并围设成一侧开口的U形槽101。可见，支撑架131整体呈U形。悬臂1311及连接板1312一般是一体成型的注塑结构，其可采用与第一绝缘件120及第二绝缘件150相同的材料，如聚苯硫醚塑料成型。支撑架131靠近U形槽101的开口的一端设置有卡接结构1313，另一端设置有配合结构1314。

请一并参阅图7，第一绝缘件120长度方向的两端分别形成有卡合结构121，卡合结构121能够与配合结构1314实现卡合。其中，两个支撑架131的U形槽101能够分别从第一绝缘件120长度方向的两端卡入，直至两个支撑架131的卡接结构1313相卡接，并使两个支撑架131的配合结构1314分别与第一绝缘件120两端的卡合结构121相卡合。

在进行电池装配之前，支架130可与顶盖片110及第一绝缘件120分离，从而预留较大的操作空间，方便将电芯组件200的极耳与极柱140进行连接。待极耳与极柱140连接完成后，可将两个支撑架131相对设置，并分别从第一绝缘件120长度方向的两端卡入。在两个支撑架131相互靠近的过程中，支撑架131的两个悬臂1311能够将电芯组件200的极耳收拢。

当两个支撑架131相互靠近直至其卡接结构1313相卡接时，则表示支架130装配到位，两个支撑架131拼接成一体。此时，两个支撑架131的配合结构1314分别与第一绝缘件120两端的卡合结构121相卡合，从而将支架130固定于第一绝缘件120。而且，装配到位的两个支撑架131围设成闭合的空间以收容极耳，能够给极耳预留了较大的容纳空间，从而能够防止极耳因受到拉扯而损伤，提升电池的可靠性。

进一步的，在支架130装配的过程中，只需要将两个支撑架131分别从第一绝缘件120的两端卡入，并使两个支撑架131的卡接结构1313相卡接即可，故能够简化装配操作的流程，从而还能够提升电池的加工效率。

请再次参阅图5及图7，在本实施例中，卡合结构121包括两个沿第一绝缘件120的宽度方向间隔设置的插槽(图未标示)，配合结构1314包括分别固定连接于两个悬臂1311的两个插板13141，在两个支撑架131的卡接结构1313相卡接时，插板13141能够沿第一绝缘件120的长度方向插入插槽。

具体的，插板13141沿悬臂1311的长度方向延伸。第一绝缘件120的背向顶盖片110的表面宽度方向的两侧分别延伸出两个挡板122，挡板122与第一绝缘件120的表面之间便可形成上述插槽。当两个支撑架131分别从第一绝缘件120长度方向的两端卡入时，两个插板13141分别与两个插槽对齐。随着两个支撑架131相互靠近，插板13141将逐渐插入插槽内，以实现支架130的固定。

需要指出的是，在其他实施例中，卡合结构121及配合结构1314还可采用其他配合方式。譬如，卡合结构121可以设置成球头柱，而配合结构1314则可设置成卡扣。

在本实施例中，卡接结构1313包括分别位于两个悬臂1311的端面的凸柱13131及卡持孔13132，凸柱13131能够卡入卡持孔13132内。由于两个支撑架131的卡接结构1313的结构相同，故在使用过程中无需对两个支撑架131进行区分，方便操作。当两个支撑架131相对设置时，其中一个支撑架131的凸柱13131与另一个支撑架131的卡持孔13132对齐。随着支撑架131相互靠近，其中一个支撑架131的凸柱13131能够插入另一个支撑架131的卡持孔13132，从而实现两个支撑架131的拼接。

进一步的，在本实施例中，每个悬臂1311的一侧边缘均设置有沿悬臂1311的长度方向延伸的加强筋1315，凸柱13131及卡持孔13132均设置于加强筋1315上。加强筋1315能够提升悬臂1311的结构强度，能够有效的防止悬臂1311变形。而且，将凸柱13131及卡持孔13132设置于加强筋1315，还能够防止凸柱13131及卡持孔13132在插接后因变形而配合失效，从而提升支架130装配后的稳定性及可靠性。

请再次参阅图5及图6，在本实施例中，每个支撑架131还包括限位板1316，限位板1316位于悬臂1311背向顶盖片110的一侧，限位板1316与连接板1312及两个悬臂1311连接。

具体的，限位板1316与悬臂1311及连接板1312一般为一体成型的结构。在装配完成后，限位板1316朝向电芯组件200，其表面与电芯组件200抵接，故能够对电芯组件200沿长度方向进行限位。而且，限位板1316相当于在两个悬臂1311之间设置的加强筋，故还能够起到增加支撑架131结构强度的作用。

进一步的，在本实施例中，每个支撑架131还包括加强板1317，加强板1317设置于U形槽101内并与两个悬臂1311及限位板1316连接。加强板1317一般也与悬臂1311及连接板1312为一体成型的结构。加强板1317能够进一步提升支撑架131的结构强度，防止支撑架131在装配及使用过程中变形失效，从而有助于提升电池单体10的可靠性。

在本实施例中，连接板1312的边缘开设有操作缺口13121。借助操作缺口13121可方便对支撑架131进行抽拉，从而使得支架130的装配操作更方便。

上述电池单体10及顶盖组件100，待电芯组件200的极耳与顶盖组件100上的极柱140连接后，可将两个支撑架131分别从第一绝缘件120长度方向的两端卡入，直至两个支撑架131的卡接结构1313相卡接，且两个支撑架131的配合结构1314分别与第一绝缘件120两端的卡合结构121相卡合。此时，两个支撑架131拼接成一体，并通过卡合结构121与配合结构1314固定于第一绝缘件120。两个悬臂1311能够将电芯组件200的极耳收拢，而装配完成的两个支撑架131则围设成闭合的空间以收容极耳。可见，支架130装配后能够给极耳预留了较大的容纳空间，从而防止极耳因受到拉扯而损伤，提升电池的可靠性。

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，包括顶盖片、第一绝缘件及支架，所述第一绝缘件长度方向的两端分别形成有卡合结构，所述支架包括两个呈U形的支撑架，每个所述支撑架包括两个间隔设置的悬臂，两个所述悬臂的一端通过连接板固定连接并围设成一侧开口的U形槽，所述支撑架靠近所述U形槽的开口的一端设置有卡接结构，另一端设置有配合结构；

其中，两个所述支撑架的所述U形槽能够分别从所述第一绝缘件长度方向的两端卡入，直至两个所述支撑架的所述卡接结构相卡接，并使两个所述支撑架的所述配合结构分别与所述第一绝缘件两端的所述卡合结构相卡合。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述卡合结构包括两个沿所述第一绝缘件的宽度方向间隔设置的插槽，所述配合结构包括分别固定连接于两个所述悬臂的两个插板，在两个所述支撑架的所述卡接结构相卡接时，所述插板能够沿所述第一绝缘件的长度方向插入所述插槽。

3.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述卡接结构包括分别位于两个所述悬臂的端面的凸柱及卡持孔，所述凸柱能够卡入所述卡持孔内。

4.根据权利要求3所述的顶盖组件，其特征在于，每个所述悬臂的一侧边缘均设置有沿所述悬臂的长度方向延伸的加强筋，所述凸柱及所述卡持孔均设置于所述加强筋上。

5.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，每个所述支撑架还包括限位板，所述限位板位于所述悬臂背向所述顶盖片的一侧，所述限位板与所述连接板及两个所述悬臂连接。

6.根据权利要求5所述的顶盖组件，其特征在于，每个所述支撑架还包括加强板，所述加强板设置于所述U形槽内并与两个所述悬臂及所述限位板连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的顶盖组件，其特征在于，所述连接板的边缘开设有操作缺口。

8.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体，至少一侧形成有开口；

电芯组件，收容于所述壳体内；及

如上述权利要求1至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。