CN220368105U - 一种顶盖与电芯极耳连接结构及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种顶盖与电芯极耳连接结构，包括顶盖、第一电芯及第二电芯，第一电芯上具有第一正极耳组和第一负极耳组，第二电芯上具有第二正极耳组和第二负极耳组，顶盖上具有正极柱和负极柱；第一正极耳组和第二正极耳组上下层叠设置在正极柱上，第一负极耳组和第二负极耳组上下层叠设置在负极柱上，第一正极耳组的面积小于第二正极耳组的面积，第一负极耳组的面积小于第二负极耳组的面积；第一正极耳组位于第二正极耳组远离正极柱的一侧，第一负极耳组位于第二负极耳组远离负极柱的一侧。本实用新型可以避免双层极耳组层叠后发生错位，能够最大程度保证双层极耳组重叠区域面积，由此保证极耳和极柱焊接后的过流能力。

Description

一种顶盖与电芯极耳连接结构及电池

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种顶盖与电芯极耳连接结构及电池。

背景技术

现有技术中，电芯极耳和顶盖连接方式为：将电芯极耳通过超声预焊在一起，预焊后的电芯极耳通过超声焊接在连接片上，连接片再通过激光焊接在顶盖极柱上，这种连接工艺需要两次超声焊接工序和一次激光焊接工序，同时需要增加连接片，这样不仅工序复杂，还增加了生产成本

在一些现有技术中，为了减少焊接工序，顶盖两侧的电芯上同极性的极耳会层叠在一些后进行超声波预焊，然后再将超声波预焊后的双层极耳与极柱进行激光焊接。然而，在电芯实际生产过程中，电芯上的正、负极耳之间间距会存在一些误差，这将导致同一批次的两个电芯同极性的极耳在层叠后，发生错位，致使极耳与极耳之间有效接触面积减小，在双层极耳与极柱焊接后，导致极耳与极柱过流能力减小。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种顶盖与电芯极耳连接结构及电池，来解决因极耳制程误差，导致同一批次的两个电芯同极性的极耳在层叠后，发生错位，致使极耳与极耳之间有效接触面积减小，在双层极耳与极柱焊接后，导致极耳与极柱过流能力减小的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一方面，本实用新型提供了一种顶盖与电芯极耳连接结构，所述连接结构包括顶盖、第一电芯及第二电芯，第一电芯上具有第一正极耳组和第一负极耳组，第二电芯上具有第二正极耳组和第二负极耳组，顶盖上具有正极柱和负极柱；

第一正极耳组和第二正极耳组上下层叠设置在正极柱上，第一负极耳组和第二负极耳组上下层叠设置在负极柱上，第一正极耳组的面积小于第二正极耳组的面积，第一负极耳组的面积小于第二负极耳组的面积，第一正极耳组位于第二正极耳组远离正极柱的一侧，第一负极耳组位于第二负极耳组远离负极柱的一侧。

在上述技术方案的基础上，优选的，第一正极耳组由多个层叠设置的第一正极耳超声波预焊形成，第一负极耳组由多个层叠设置的第一负极耳超声波预焊形成，第二正极耳组由多个层叠设置的第二正极耳超声波预焊形成，第二负极耳组由多个层叠设置的第二负极耳超声波预焊形成。

在上述技术方案的基础上，优选的，第二正极耳组的长度、宽度均比第一正极耳组的长度、宽度大0.5mm-1mm；第二负极耳组的长度、宽度均比第一负极耳组的长度、宽度大0.5mm-1mm。

在上述技术方案的基础上，优选的，还包括第一保护片和第二保护片，第一保护片、第一正极耳组、第二正极耳组及正极柱在垂直于顶盖的轴线上顺次激光焊接，第二保护片、第一负极耳组、第二负极耳组及负极柱在垂直于顶盖的轴线上顺次激光焊接。

在上述技术方案的基础上，优选的，第一保护片位于第一正极耳组和第二正极耳组重叠区域，且第一保护片的面积大于第一正极耳组和第二正极耳组重叠区域面积，第二保护片位于第一负极耳组和第二负极耳组重叠区域，且第二保护片的面积大于第一负极耳组和第二负极耳组重叠区域的面积。

进一步，优选的，第一保护片底面中心处沿顶盖长度方向开设有呈弧形结构的第一凹槽，正极柱顶面中心处开设有与第一凹槽相配合的第一凸起，第二保护片底面中心处沿顶盖长度方向开设有呈弧形结构的第二凹槽，负极柱顶面中心处开设有与第二凹槽相配合的第二凸起。

更进一步，优选的，第一凹槽的尺寸与第一保护片在顶盖长度方向上的尺寸相等，第二凹槽的尺寸与第二保护片在顶盖长度方向上的尺寸相等，第一凸起的长度与正极柱在顶盖长度方向上的尺寸相等，第二凸起的长度与负极柱在顶盖长度方向的尺寸相等。

优选的，所述第一凸起和第二凸起的高度为0.1mm～1mm。

优选的，第一保护片远离第一凹槽的一面设置有第一定位部，第二保护片远离第二凹槽的一面设置有第二定位部。

另一方面，本实用新型提供了一种电池，包括外壳、电芯和顶盖，电芯位于外壳内部，顶盖盖设于外壳敞口处，电芯与顶盖采用上述连接结构实现电性连接。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本实用新型公开的顶盖与电芯极耳连接结构，通过将两个单芯同极性的极耳组面积差异化设置，并将顶盖两侧的电芯上同极性的极耳组层叠设置在极柱上，使面积小的极耳组设置在面积较大的极耳组上，由此设置，可以避免双层极耳组层叠后发生错位，能够最大程度保证双层极耳组重叠区域面积，由此保证极耳和极柱焊接后的过流能力；

(2)上述连接结构取消连接片，通过一次激光焊接工序可以实现两个电芯上同极性的极耳组与极柱连接，大大提高极耳与极柱装配效率；

(3)通过设置第一保护片和第二保护片，一方面可以在极耳与极柱激光焊接过程中，通过保护片对极耳进行保护，另一方面，保护片可以直接放置到极耳组重叠区域表面，快速实现对焊接区域的定位，从而实现快速焊接；

(4)通过使第一保护片的面积大于第一正极耳组和第二正极耳组重叠区域面积，第二保护片的面积大于第一负极耳组和第二负极耳组重叠区域的面积，可以使保护片与极柱之间的所有极耳层均能够和极柱之间进行焊接，提高极耳与极柱之间的过流能力；

(5)通过在保护片底面设置弧形结构的凹槽，并在极柱表面设置与凹槽相适配的凸起，保护片在对极耳组施加向下压力时，可以使保护片上的凹槽和极柱上的凸起相互配合来夹紧极耳组，使得极耳组上层叠设置的极耳之间紧密贴合，避免极耳与极柱焊接过程中产生虚焊现象，提高极耳与极柱焊接良率；

(6)通过在保护片远离凹槽的一面设置定位部，可以配合工装夹具来对保护片进行定位压紧，从而实现保护片、极耳组与极柱之间激光焊接。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型公开的顶盖与电芯极耳连接结构的立体示意图；

图2为图1中A处局部放大图；

图3为图2中B处局部放大图；

图4为本实用新型公开的电芯极耳与顶盖连接结构的平面示意图；

图5为图4中C-C处平面剖视图；

附图标记：

1、顶盖；2、第一电芯；3、第二电芯；21、第一正极耳组；22、第一负极耳组；31、第二正极耳组；32、第二负极耳组；11、正极柱；12、负极柱；4、第一保护片；5、第二保护片；41、第一凹槽；111、第一凸起；51、第二凹槽；121、第二凸起；42、第一定位部；52、第二定位部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，结合图2-4，本实用新型实施例公开了一种顶盖1与电芯极耳连接结构，连接结构包括顶盖1、第一电芯2及第二电芯3，顶盖1上具有正极柱11和负极柱12。在本实施例中，顶盖1为长方形结构，该顶盖1适用于方形电池。

第一电芯2和第二电芯3采用卷绕式工艺或叠片式工艺制成，第一电芯2上具有第一正极耳组21和第一负极耳组22，第二电芯3上具有第二正极耳组31和第二负极耳组32，第一正极耳组21由层叠设置的多个第一正极耳构成，第一负极耳组22由层叠设置的多个第一负极耳构成。第二正极耳组31由层叠设置的多个第二负极耳构成，第二负极耳组32由层叠设置的多个第二负极耳构成。在本实施例中，每一层正极耳厚度为0.010～0.020mm，每一层负极耳厚度为0.006～0.012mm。

在电芯实际生产过程中，电芯上的正、负极耳之间间距会存在一些误差，这将导致同一批次的两个电芯同极性的极耳在层叠后，发生错位，致使极耳与极耳之间有效接触面积减小，在双层极耳与极柱焊接后，导致极耳与极柱过流能力减小。

为此，本实施例在将位于顶盖1两侧的第一电芯2和第二电芯3和顶盖1进行装配时，是通过将第一正极耳组21和第二正极耳组31层叠设置在正极柱11上，第一负极耳组22和第二负极耳组32层叠设置在负极柱12上，同时将第一正极耳组21的面积设置小于第二正极耳组31的面积，第一负极耳组22的面积设置小于第二负极耳组32的面积。在本实施例中，第二正极耳组31和正极柱表面接触，第二负极耳组32和负极柱表面接触。第一正极耳组位于第二正极耳组远离正极柱的一侧，第一负极耳组位于第二负极耳组远离负极柱的一侧。

通过将两个单芯同极性的极耳组面积差异化设置，并将顶盖两侧的电芯上同极性的极耳组层叠设置在极柱上，使面积小的极耳组设置在面积较大的极耳组上，由此设置，可以避免双层极耳组层叠后发生错位，能够最大程度保证双层极耳组重叠区域面积，由此保证极耳和极柱焊接后的过流能力。

另外，为了使层叠设置的极耳与极柱进行焊接，本实施例的连接结构包括了第一保护片4和第二保护片5，第一保护片4位于第一正极耳组21远离第二正极耳组31的一面，第一保护片4、第一正极耳组21、第二正极耳组31及正极柱11之间顺次焊接；第二保护片5位于第一负极耳组22远离第二负极耳组32的一面，第二保护片5、第一负极耳组22、第二负极耳组32及负极柱12之间顺次焊接。

采用上述技术方案，由此一来，在进行电芯与顶盖装配时，将顶盖两侧的电芯上同极性的极耳组层叠设置在极柱上，使面积小的极耳组设置在面积较大的极耳组上，保护片位于面积小的极耳组表面，由此设置，一方面可以在极耳与极柱激光焊接过程中，通过保护片对极耳进行保护，另一方面，保护片可以直接放置到极耳组重叠区域表面，快速实现对焊接区域的定位，从而实现快速焊接。

在本实施例中，第一正极耳组21由多个层叠设置的第一正极耳超声波预焊形成，第一负极耳组22由多个层叠设置的第一负极耳超声波预焊形成，第二正极耳组31由多个层叠设置的第二正极耳超声波预焊形成，第二负极耳组32由多个层叠设置的第二负极耳超声波预焊形成。

由此设置，多层极耳层叠并进行超声波预焊后，形成紧密的极耳组，方便后续和保护片配合进行激光焊接。

在上述实施例中，第二正极耳组的长度、宽度均比第一正极耳组的长度、宽度大0.5mm-1mm；第二负极耳组的长度、宽度均比第一负极耳组的长度、宽度大0.5mm-1mm。由此设置，可以使第一正极耳组与第二正极耳组的面积差异限定的一定的范围内，相应的，第一负极耳组与第二负极耳组的面积差异限定的一定的范围内。这样可以避免第一正极耳组及第一负极耳组面积过小，导致双层极耳组虽然重叠在一起，但有效重叠面积过小，依然起不到增大过流能力的作用。

作为一些较佳实施方式，第一保护片、第一正极耳组、第二正极耳组及正极柱在垂直于顶盖的轴线上顺次激光焊接，第二保护片、第一负极耳组、第二负极耳组及负极柱在垂直于顶盖的轴线上顺次激光焊接。由此设置，保护片、双层极耳组、极柱在垂直与顶盖的轴线上同一位置进行焊接，可以实现极耳组中多层极耳和极柱均能够有效焊接。

采用上述技术方案，连接结构取消连接片，通过一次激光焊接工序可以实现两个电芯上同极性的极耳组与极柱连接，大大提高极耳与极柱装配效率。

作为一些较佳实施方式，第一保护片4位于第一正极耳组21和第二正极耳组31重叠区域，可以实现第一保护片4位置定位的同时，上述重叠区域在第一保护片4上对应的区域则为焊接区域，可以实现第一正极耳21、第二正极耳组重叠区域和正极柱能够有效的焊接。第一保护片4的面积大于第一正极耳组21和第二正极耳组31重叠区域面积，可以使第一保护片4的焊接面积覆盖第一正极耳组21和第二正极耳组31的重叠面积，保证正极耳组中的多层极耳能够有效的和正极柱之间进行紧密焊接。

第二保护片5位于第一负极耳组22和第二负极耳组32重叠区域，可以实现第二保护片5位置定位的同时，上述重叠区域在第二保护片5上对应的区域则为焊接区域，可以实现第一负极耳22、第二负极耳组32重叠区域和负极柱能够有效的焊接。第二保护片5的面积大于第一负极耳组22和第二负极耳组32重叠区域的面积。可以使第二保护片5的焊接面积覆盖第一负极耳组22和第二负极耳组32的重叠面积，保证负极耳组中的多层极耳能够有效的和负极柱之间进行紧密焊接，提高极耳与极柱之间的过流能力。

虽然极耳组是通过多层极耳超声波预焊形成，但并不是极耳表面所有区域均超声波焊接，仅在极耳中部进行预焊，由此一来，在极耳边缘处会存在蓬松状态，极耳之间间隙较大，在保护片对极耳组压实过程中，并不能有效的使极耳之间紧密贴合，从而导致极耳之间存在间隙，出现极耳与极柱虚焊问题。

为此，本实施例在第一保护片4底面中心处沿顶盖1长度方向开设有呈弧形结构的第一凹槽41，正极柱11顶面中心处开设有与第一凹槽41相配合的第一凸起111，第二保护片5底面中心处沿顶盖1长度方向开设有呈弧形结构的第二凹槽51，负极柱12顶面中心处开设有与第二凹槽51相配合的第二凸起121。

采用上述技术方案，通过在保护片底面设置弧形结构的凹槽，并在极柱表面设置与凹槽相适配的凸起，保护片在对极耳组施加向下压力时，可以使保护片上的凹槽和极柱上的凸起相互配合来夹紧极耳组，使得极耳组上层叠设置的极耳之间紧密贴合，避免极耳与极柱焊接过程中产生虚焊现象，提高极耳与极柱焊接良率。

作为一些较佳实施方式，第一凹槽41的尺寸与第一保护片4在顶盖1长度方向上的尺寸相等，第二凹槽51的尺寸与第二保护片5在顶盖1长度方向上的尺寸相等，第一凸起111的长度与正极柱11在顶盖1长度方向上的尺寸相等，第二凸起121的长度与负极柱12在顶盖1长度方向的尺寸相等。

由此设置，电芯的极耳组沿顶盖1长度方向进行重叠时，可以根据上下层极耳组重叠的位置，来进行保护片的放置，由于凸起在极柱沿顶盖1长度方向设置为一整条，保护片放置到极耳组表面后，可以使凹槽与凸起配合，并使保护片沿凸起滑动，使保护片处于重叠区域，并在按压过程中，保持极耳重叠区域能够在凸起和凹槽之间压紧，从而实现多层极耳紧密贴合，由此保证多层极耳与极柱均能够实现有效焊接。

作为一些较佳实施方式，第一凸起111和第二凸起121的高度为0.1mm～1mm。通过将凸起设置一定的高度，在保护片压实过程中，凸起和凹槽配合，一方面，实现保护片在极柱上定位，另一方面，保护片上的凹槽和极柱上的凸起可以将多层极耳紧密的压合在一起，消除极耳之间的间隙，实现多层极耳紧密贴合，由此保证多层极耳与极柱均能够实现有效焊接。

在本实施例中，第一保护片4远离第一凹槽41的一面设置有第一定位部42，第二保护片5远离第二凹槽51的一面设置有第二定位部52。由此设置，通过在保护片远离凹槽的一面设置定位部，可以配合工装夹具来对保护片进行定位压紧，从而实现保护片、极耳组与极柱之间激光焊接。

本实施例还提供了一种电池，包括外壳、电芯和顶盖1，电芯位于外壳内部，所述顶盖1盖设于外壳敞口处，电芯与顶盖1采用上述连接结构实现电性连接。由于电池使用了上述连接结构，使得整个电池生产成本降低，同时提高了电池的生产效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种顶盖与电芯极耳连接结构，所述连接结构包括顶盖(1)、第一电芯(2)及第二电芯(3)，第一电芯(2)上具有第一正极耳组(21)和第一负极耳组(22)，第二电芯(3)上具有第二正极耳组(31)和第二负极耳组(32)，顶盖(1)上具有正极柱(11)和负极柱(12)；

其特征在于：第一正极耳组(21)和第二正极耳组(31)层叠设置在正极柱(11)上，第一负极耳组(22)和第二负极耳组(32)层叠设置在负极柱(12)上，第一正极耳组(21)的面积小于第二正极耳组(31)的面积，第一负极耳组(22)的面积小于第二负极耳组(32)的面积，第一正极耳组(21)位于第二正极耳组(31)远离正极柱(11)的一侧，第一负极耳组(22)位于第二负极耳组(32)远离负极柱(12)的一侧。

2.如权利要求1所述的顶盖与电芯极耳连接结构，其特征在于：第一正极耳组(21)由多个层叠设置的第一正极耳超声波预焊形成，第一负极耳组(22)由多个层叠设置的第一负极耳超声波预焊形成，第二正极耳组(31)由多个层叠设置的第二正极耳超声波预焊形成，第二负极耳组(32)由多个层叠设置的第二负极耳超声波预焊形成。

3.如权利要求1或2所述的顶盖与电芯极耳连接结构，其特征在于：第二正极耳组的长度、宽度均比第一正极耳组的长度、宽度大0.5mm-1mm；第二负极耳组的长度、宽度均比第一负极耳组的长度、宽度大0.5mm-1mm。

4.如权利要求3所述的顶盖与电芯极耳连接结构，其特征在于：还包括第一保护片(4)和第二保护片(5)，第一保护片(4)、第一正极耳组(21)、第二正极耳组(31)及正极柱(11)在垂直于顶盖(1)的轴线上顺次激光焊接，第二保护片(5)、第一负极耳组(22)、第二负极耳组(32)及负极柱(12)在垂直于顶盖(1)的轴线上顺次激光焊接。

5.如权利要求4所述的顶盖与电芯极耳连接结构，其特征在于：第一保护片(4)位于第一正极耳组(21)和第二正极耳组(31)重叠区域，且第一保护片(4)的面积大于第一正极耳组(21)和第二正极耳组(31)重叠区域面积，第二保护片(5)位于第一负极耳组(22)和第二负极耳组(32)重叠区域，且第二保护片(5)的面积大于第一负极耳组(22)和第二负极耳组(32)重叠区域的面积。

6.如权利要求4所述的顶盖与电芯极耳连接结构，其特征在于：第一保护片(4)底面中心处沿顶盖(1)长度方向开设有呈弧形结构的第一凹槽(41)，正极柱(11)顶面中心处开设有与第一凹槽(41)相配合的第一凸起(111)，第二保护片(5)底面中心处沿顶盖(1)长度方向开设有呈弧形结构的第二凹槽(51)，负极柱(12)顶面中心处开设有与第二凹槽(51)相配合的第二凸起(121)。

7.如权利要求6所述的顶盖与电芯极耳连接结构，其特征在于：第一凹槽(41)的尺寸与第一保护片(4)在顶盖(1)长度方向上的尺寸相等，第二凹槽(51)的尺寸与第二保护片(5)在顶盖(1)长度方向上的尺寸相等，第一凸起(111)的长度与正极柱(11)在顶盖(1)长度方向上的尺寸相等，第二凸起(121)的长度与负极柱(12)在顶盖(1)长度方向的尺寸相等。

8.如权利要求6所述的顶盖与电芯极耳连接结构，其特征在于：所述第一凸起(111)和第二凸起(121)的高度为0.1mm～1mm。

9.如权利要求4所述的顶盖与电芯极耳连接结构，其特征在于：第一保护片(4)远离第一凹槽(41)的一面设置有第一定位部(42)，第二保护片(5)远离第二凹槽(51)的一面设置有第二定位部(52)。

10.一种电池，包括外壳、电芯和顶盖(1)，所述电芯位于外壳内部，所述顶盖(1)盖设于外壳敞口处，其特征在于，所述电芯与顶盖(1)采用如权利要求1-9任一项所述的连接结构实现电性连接。