CN220253349U - 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，包括顶盖片及第一绝缘件，第一绝缘件包括绝缘主体及翻转件。装配前，翻转件可先转动至分离状态，待电芯组件的极耳与顶盖组件上的极柱连接后，再将翻转件由分离状态转动至扣合状态，以对电芯组件进行限位及支撑。翻转件转动的过程中，U形槽可对电芯组件形成避位，从而防止电芯组件对翻转件造成干扰，且U形槽还可形成用于收容电芯组件的极耳的容纳空间。可见，第一绝缘件相当于传统的下塑胶及支架，装配过程中只需将翻转件由分离状态转动至扣合状态即可，无需再进行支架安装，从而简化装配工序。因此，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、下绝缘件及支架，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等作用。

目前，下绝缘件与支架为两个相互独立的元件，在电池装配过程中，一般先将电芯组件的极耳与极柱进行焊接，再将支架与顶盖片及下绝缘件进行安装。如此，将导致装配步骤较多、工艺复杂，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的加工效率的顶盖组件。

一种顶盖组件，包括顶盖片及第一绝缘件，所述第一绝缘件包括绝缘主体及翻转件，所述绝缘主体设置于所述顶盖片的一侧，所述翻转件形成有沿所述翻转件的长度方向延伸且一端开口的U形槽，所述翻转件远离所述U形槽的开口的一端与所述绝缘主体长度方向的一端可转动地连接；

其中，所述翻转件上设置有卡持部，所述绝缘主体上设置有配合部，所述翻转件通过相对于所述绝缘主体转动，能够在所述卡持部与所述配合部相卡持的扣合状态及所述卡持部与所述配合部分离的分离状态之间切换，且处于所述扣合状态的所述翻转件贴设并突出于所述绝缘主体背向所述顶盖片的表面。

在其中一个实施例中，所述绝缘主体与所述翻转件为一体成型结构。

在其中一个实施例中，所述翻转件远离所述U形槽的开口的一端形成有转轴，所述绝缘主体长度方向的一端设置有连接座，所述转轴可转动地卡入所述连接座，以将所述翻转件可转动地安装于所述绝缘主体。

在其中一个实施例中，所述翻转件包括两个平行且间隔设置的悬臂及与两个所述悬臂的一端连接的连接板，所述连接板与两个所述悬臂围设成所述U形槽，所述连接板与所述绝缘主体长度方向的一端可转动地连接。

在其中一个实施例中，所述翻转件还包括限位板，所述限位板与两个所述悬臂固定连接，且在所述翻转件处于所述扣合状态时，所述限位板位于两个所述悬臂背向所述绝缘主体的一侧。

在其中一个实施例中，每个所述悬臂的末端朝所述U形槽的内部弯折，并在弯折处形成卡接孔，所述卡接孔构成所述卡持部，所述配合部为由所述绝缘主体的表面垂直延伸的凸柱。

在其中一个实施例中，所述绝缘主体的边缘设置有沿周向延伸的加强筋，所述凸柱形成于所述加强筋上。

上述顶盖组件，翻转件可先转动至分离状态，待电芯组件的极耳与顶盖组件上的极柱连接后，再将翻转件由分离状态转动至扣合状态，以对电芯组件进行限位及支撑。翻转件转动的过程中，U形槽可对电芯组件形成避位，从而防止电芯组件对翻转件造成干扰，且U形槽还可形成用于收容电芯组件的极耳的容纳空间。可见，第一绝缘件相当于传统的下塑胶及支架，装配过程中只需将翻转件由分离状态转动至扣合状态即可，无需再进行支架安装，从而简化装配工序。因此，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所示顶盖组件的翻转件处于分离状态的示意图；

图4为图2所示顶盖组件中绝缘主体的结构示意图；

图5为图2所示顶盖组件中翻转件的结构示意图。

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，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3，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、极柱130及第二绝缘件140。

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130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130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140与顶盖片110之间实现绝缘。第二绝缘件140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。

第一绝缘件120包括绝缘主体121及翻转件122。绝缘主体121及翻转件122的材质相同，可以是橡胶、塑料等绝缘材料。绝缘主体121通常呈长条形，可通过卡接、粘接等方式直接与顶盖片110的下表面相连，从而起到绝缘及密封作用。翻转件122也呈长条形，其长度与绝缘主体121的长度大致相同。

翻转件122形成有U形槽101，U形槽101沿翻转件122的长度方向延伸且一端开口。翻转件122远离U形槽101的开口的一端与绝缘主体121长度方向的一端可转动地连接，故翻转件122可相对于绝缘主体121转动。

在一个实施例中，绝缘主体121与翻转件122为一体成型结构。如此，绝缘主体121与翻转件122连接牢固，可靠性更高。具体的，绝缘主体121与翻转件122的连接处设置有折痕，利用材料本身的弹性使得翻转件122能够相对于绝缘主体121实现90度的翻转。

请一并参阅图4及图5，在另一个实施例中，翻转件122远离U形槽101的开口的一端形成有转轴1222，绝缘主体121长度方向的一端设置有连接座1212，转轴1222可转动地卡入连接座1212，以将翻转件122可转动地安装于绝缘主体121。

连接座1212可以是半封闭的筒状结构，其侧壁沿轴向形成有缺槽，利用材料本身的弹性及上述缺槽，可将转轴1222卡入连接座1212内并实现转动。此时，绝缘主体121与翻转件122需要分开成型后再组装，对模具的要求较低，能够降低生产成本。

进一步的，翻转件122上均设置有卡持部1221，且绝缘主体121上设置有配合部1211，卡持部1221能够与配合部1211相卡接。翻转件122通过相对于绝缘主体121转动，能够在扣合状态及分离状态之间进行切换。其中，当翻转件122处于扣合状态时，卡持部1221与配合部1211相卡持，且翻转件122贴设并突出于绝缘主体121背向顶盖片110的表面；而当翻转件122处于分离状态时，卡持部1221则与配合部1211分离。

在进行装配之前，先转动翻转件122至分离状态(见图3)，并使翻转件122移出绝缘主体121的范围，便可在第一绝缘件120的下方提供较大的操作空间，从而方便将电芯组件200的极耳焊接于极柱130。待电芯组件200的极耳与极柱130连接后，再将翻转件122转动至扣合状态。翻转件122转动的过程中，顶盖组件100下方的电芯组件200能够经U形槽101的开口逐渐进入U形槽101内，故能够避免电芯组件200对翻转件122的转动造成限位。

翻转件122转动扣合状态后(见图2)，翻转件122向下突出，便可对电芯组件200起到限位及支撑作用。而且，U形槽101还可形成收容电芯组件200的极耳的容纳空间，该容纳空间较大，不易对电芯组件200的极耳造成拉扯。由此可见，绝缘主体121及翻转件122分别相当于传统的下塑胶及支架，第一绝缘件120将传统的下塑胶及支架进行了一体化设计。

在装配过程中，由于只需将翻转件122转动至使卡持部1221卡入配合部1211即可，无需进行支架安装等操作。而卡持部1221及配合部1211的位置预先定位，故装配过程中无需再进行定位。因此，顶盖组件100可使电池单体10的装配工序得到简化，从而有助于提升电池的加工效率。

请再次参阅图5，在本实施例中，翻转件122包括两个平行且间隔设置的悬臂1223及与两个悬臂1223的一端连接的连接板1224，连接板1224与两个悬臂1223围设成U形槽101，连接板1224与绝缘主体121长度方向的一端可转动地连接。

连接板1224及两个悬臂1223为一体成型的结构。连接板1224及悬臂1223的侧面平整，故可为电芯组件200提供较大的安装面积。而且，连接板1224与两个悬臂1223组成的U形结构重量较轻，有助于减轻电池单体10的重量。

进一步的，在本实施例中，翻转件122还包括限位板1225，限位板1225与两个悬臂1223固定连接，且在翻转件122处于扣合状态时，限位板1225位于两个悬臂1223背向绝缘主体121的一侧。

限位板1225一般也与两个悬臂1223一体成型。限位板1225的表面平整，在使用过程中能够与电芯组件200接触，从而能够对电芯组件200起到较好的限位作用。而且，限位板1225还能够对两个悬臂1223的结构强度起到加强作用，能够有效地防止翻转件122在使用过程中受压变形。

请再次参阅图4，在本实施例中，每个悬臂1223的末端朝U形槽101的内部弯折，并在弯折处形成卡接孔，卡接孔构成卡持部1221，配合部1211为由绝缘主体121的表面垂直延伸的凸柱。

卡接孔能够与凸柱通过插接的方式进行配合，故使两者实现卡持及分离的操作更方便。而且，由于卡持部1221与配合部1211相卡接的位置位于翻转件122的末端，故能够对翻转件122起到更好的固定作用。

进一步的，在本实施例中，绝缘主体121的边缘设置有沿周向延伸的加强筋1213，凸柱形成于加强筋1213上。加强筋1213能够增加绝缘主体121的结构强度。而且，将凸柱设置于加强筋1213上，还能够增加配合部1211与卡持部1221配合的稳定性。

上述电池单体10及顶盖组件100，翻转件122可先转动至分离状态，待电芯组件200的极耳与顶盖组件100上的极柱130连接后，再将翻转件122由分离状态转动至扣合状态，以对电芯组件200进行限位及支撑。翻转件122转动的过程中，U形槽101可对电芯组件200形成避位，从而防止电芯组件200对翻转件122造成干扰，且U形槽101还可形成用于收容电芯组件200的极耳的容纳空间。可见，第一绝缘件120相当于传统的下塑胶及支架，装配过程中只需将翻转件122由分离状态转动至扣合状态即可，无需再进行支架安装，从而简化装配工序。因此，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，包括顶盖片及第一绝缘件，所述第一绝缘件包括绝缘主体及翻转件，所述绝缘主体设置于所述顶盖片的一侧，所述翻转件形成有沿所述翻转件的长度方向延伸且一端开口的U形槽，所述翻转件远离所述U形槽的开口的一端与所述绝缘主体长度方向的一端可转动地连接；

其中，所述翻转件上设置有卡持部，所述绝缘主体上设置有配合部，所述翻转件通过相对于所述绝缘主体转动，能够在所述卡持部与所述配合部相卡持的扣合状态及所述卡持部与所述配合部分离的分离状态之间切换，且处于所述扣合状态的所述翻转件贴设并突出于所述绝缘主体背向所述顶盖片的表面。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述绝缘主体与所述翻转件为一体成型结构。

3.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述翻转件远离所述U形槽的开口的一端形成有转轴，所述绝缘主体长度方向的一端设置有连接座，所述转轴可转动地卡入所述连接座，以将所述翻转件可转动地安装于所述绝缘主体。

4.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述翻转件包括两个平行且间隔设置的悬臂及与两个所述悬臂的一端连接的连接板，所述连接板与两个所述悬臂围设成所述U形槽，所述连接板与所述绝缘主体长度方向的一端可转动地连接。

5.根据权利要求4所述的顶盖组件，其特征在于，所述翻转件还包括限位板，所述限位板与两个所述悬臂固定连接，且在所述翻转件处于所述扣合状态时，所述限位板位于两个所述悬臂背向所述绝缘主体的一侧。

6.根据权利要求4所述的顶盖组件，其特征在于，每个所述悬臂的末端朝所述U形槽的内部弯折，并在弯折处形成卡接孔，所述卡接孔构成所述卡持部，所述配合部为由所述绝缘主体的表面垂直延伸的凸柱。

7.根据权利要求6所述的顶盖组件，其特征在于，所述绝缘主体的边缘设置有沿周向延伸的加强筋，所述凸柱形成于所述加强筋上。

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。