CN220253346U - 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。支架在装配之前与第一绝缘件分离，待电芯组件的极耳与顶盖组件上的极柱连接后，可利用支架自身的弹性将两个悬臂置于第一绝缘件宽度方向的两侧，以对电芯组件的极耳进行收拢，而U形槽则可为极耳提供较大的容纳空间。接着，将每个悬臂上的多个卡扣分别与多个卡接孔进行卡接，便可将支架固定于第一绝缘件。由于装配过程中只需将每个卡扣依次卡入对应的卡接孔，能够显著减少装配步骤，故上述顶盖组件能够提升电池的加工效率。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。如此，将导致装配步骤较多，从而影响电池的加工效率。

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加工效率的顶盖组件。

一种顶盖组件，包括顶盖片、第一绝缘件及支架，所述第一绝缘件宽度方向的两个边缘开设有多个沿所述第一绝缘件的长度方向间隔设置的卡接孔，所述支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，每个所述悬臂的边缘设置有多个沿长度方向间隔设置的卡扣，多个所述卡扣能够分别与多个所述卡接孔相卡接，以将所述支架固定于所述第一绝缘件。

在其中一个实施例中，所述卡扣具有固定端及与所述固定端沿所述支架的宽度方向相对设置的弹性端，所述固定端固定连接于所述悬臂，所述弹性端能够沿所述第一绝缘件的宽度方向卡入所述卡接孔，并与所述第一绝缘件弹性抵接。

在其中一个实施例中，所述弹性端向下弯折形成弧形的抵持部，所述卡接孔的边缘具有弧形的配合面，所述抵持部与所述配合面弹性抵接。

在其中一个实施例中，所述卡扣具有固定端及与所述固定端沿所述支架的长度方向相对设置的弹性端，所述固定端固定连接于所述悬臂，所述弹性端能够沿所述第一绝缘件的长度方向卡入所述卡接孔，并与所述第一绝缘件弹性抵接。

在其中一个实施例中，所述悬臂的边缘形成有向所述U形槽的内部突出的加强筋，所述固定端固定连接于所述加强筋上。

在其中一个实施例中，所述支架还包括限位板，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，所述支架还包括加强板，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。

上述顶盖组件，支架在装配之前与第一绝缘件分离，待电芯组件的极耳与顶盖组件上的极柱连接后，可利用支架自身的弹性将两个悬臂置于第一绝缘件宽度方向的两侧，以对电芯组件的极耳进行收拢，而U形槽则可为极耳提供较大的容纳空间。接着，将每个悬臂上的多个卡扣分别与多个卡接孔进行卡接，便可将支架固定于第一绝缘件。由于装配过程中只需将每个卡扣依次卡入对应的卡接孔，能够显著减少装配步骤，故上述顶盖组件能够提升电池的加工效率。

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。

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所示顶盖组件中支架的结构示意图；

图4为图3所示支架翻转后的结构示意图；

图5为图2所示顶盖组件中第一绝缘件的俯视图；

图6为图2所示顶盖组件的剖视图；

图7为本实用新型另一个实施例中顶盖组件的结构示意图；

图8为图7所示顶盖组件中支架的结构示意图；

图9为图7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及图6，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。

请一并参阅图3及图4，支架130包括悬臂131及连接板132，两个悬臂131间隔设置且一端通过连接板132固定连接，从而围设成一侧开口的U形槽101。可见，支架130整体呈U形。悬臂131及连接板132一般为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。而且，每个悬臂131的边缘设置有多个卡扣133，多个卡扣133沿悬臂131的长度方向间隔设置。

请一并参阅图5，第一绝缘件120宽度方向的两个边缘开设有多个沿第一绝缘件120的长度方向间隔设置的卡接孔121。多个卡扣133能够分别与多个卡接孔121相卡接，以将支架130固定于第一绝缘件120。卡扣133与卡接孔121实现卡接的方式有多种，譬如：

在本实施例中，卡扣133具有固定端(图未标)及与固定端沿支架130的宽度方向相对设置的弹性端(图未标)，固定端固定连接于悬臂131，弹性端能够沿第一绝缘件120的宽度方向卡入卡接孔131，并与第一绝缘件120弹性抵接。

在装配时，可先将两个悬臂131向外掰开一定角度，使支架130发生弹性形变；再将两个悬臂131分别从第一绝缘件120的两侧滑入，并使两个悬臂131上的多个卡扣133分别与第一绝缘件120两侧边缘的多个卡接孔121对齐；接着，松开悬臂131便可使卡扣133在支架130自身弹性力的作用下沿第一绝缘件120的宽度方向卡入卡接孔131。

进一步的，在本实施例中，弹性端向下弯折形成弧形的抵持部1331，卡接孔121的边缘具有弧形的配合面(图未标)，抵持部1331与配合面弹性抵接。弧形的抵持部1331与弧形的配合面接触面积更大，两者弹性抵接的可靠性更高，故能够有效地防止卡扣133从卡接孔121内脱出。

此外，请参阅图7、图8及图9，在另一个实施例中，卡扣133具有固定端及与固定端沿支架的长度方向相对设置的弹性端，固定端固定连接于悬臂131，弹性端能够沿第一绝缘件131的长度方向卡入卡接孔121，并与第一绝缘件120弹性抵接。

在装配时，先将两个悬臂131上的多个卡扣133分别与第一绝缘件120两侧边缘的多个卡接孔121对齐，再将卡扣133的弹性端沿上下方向推入卡接孔131；接着，沿第一绝缘件120的长度方向整体推动支架130，便可使弹性端与卡接孔121实现卡接并与第一绝缘件120实现弹性抵接。

进一步的，在上述实施例中，悬臂131的边缘形成有向U形槽的内部突出的加强筋1311，固定端固定连接于加强筋1311上。加强筋1311能够增强卡扣133与悬臂131结合处的连接强度，能够防止卡扣133断裂，从而增强卡扣131与卡接孔131配合的可靠性。

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，支架130可从一端滑入，以使两个悬臂131将电芯组件200的极耳收拢。与此同时，将每个悬臂131上的多个卡扣133分别与第一绝缘件120边缘的多个卡接孔121对齐，再将卡扣133依次卡入对应的卡接孔121，便可将支架130固定于第一绝缘件120上。

支架130装配完成后，电芯组件200的极耳收容于U形槽101内，U形槽101可为极耳提供较大的容纳空间，能够有效地防止极耳被拉扯。而且，由于支架130为整体结构，装配时只需将每个卡扣133依次卡入对应的卡接孔121即可，能够显著减少装配步骤，故还能够提升电池的加工效率。

请再次参阅3及图4，在本实施例中，支架130还包括限位板134，限位板134位于悬臂131背向顶盖片110的一侧，限位板134与连接板132及两个悬臂131连接。

具体的，限位板134与悬臂131及连接板132一般为一体成型的结构。在装配完成后，限位板134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134相当于在两个悬臂131之间设置的加强筋，故还能够起到增加支架120结构强度的作用。

进一步的，在本实施例中，支架130还包括加强板135，加强板135设置于U形槽101内并与两个悬臂131及限位板134连接。加强板135一般也与悬臂131及连接板132为一体成型的结构。加强板135能够进一步提升支架130的结构强度，防止支架130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132的边缘开设有操作缺口1321。借助操作缺口1321可方便对支架130进行抽拉，从而使得装配操作更方便。

上述电池单体10及顶盖组件100，支架130在装配之前与第一绝缘件120分离，待电芯组件200的极耳与顶盖组件100上的极柱140连接后，可利用支架130自身的弹性将两个悬臂131置于第一绝缘件120宽度方向的两侧，以对电芯组件200的极耳进行收拢，而U形槽101则可为极耳提供较大的容纳空间。接着，将每个悬臂131上的多个卡扣133分别与多个卡接孔121进行卡接，便可将支架130固定于第一绝缘件120。由于装配过程中只需将每个卡扣133依次卡入对应的卡接孔121，能够显著减少装配步骤，故上述顶盖组件100能够提升电池的加工效率。

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，所述第一绝缘件宽度方向的两个边缘开设有多个沿所述第一绝缘件的长度方向间隔设置的卡接孔，所述支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，每个所述悬臂的边缘设置有多个沿长度方向间隔设置的卡扣，多个所述卡扣能够分别与多个所述卡接孔相卡接，以将所述支架固定于所述第一绝缘件。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述卡扣具有固定端及与所述固定端沿所述支架的宽度方向相对设置的弹性端，所述固定端固定连接于所述悬臂，所述弹性端能够沿所述第一绝缘件的宽度方向卡入所述卡接孔，并与所述第一绝缘件弹性抵接。

3.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于，所述弹性端向下弯折形成弧形的抵持部，所述卡接孔的边缘具有弧形的配合面，所述抵持部与所述配合面弹性抵接。

4.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述卡扣具有固定端及与所述固定端沿所述支架的长度方向相对设置的弹性端，所述固定端固定连接于所述悬臂，所述弹性端能够沿所述第一绝缘件的长度方向卡入所述卡接孔，并与所述第一绝缘件弹性抵接。

5.根据权利要求4所述的顶盖组件，其特征在于，所述悬臂的边缘形成有向所述U形槽的内部突出的加强筋，所述固定端固定连接于所述加强筋上。

6.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述支架还包括限位板，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。

7.根据权利要求6所述的顶盖组件，其特征在于，所述支架还包括加强板，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。

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。